JPH0427723B2 - - Google Patents

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JPH0427723B2
JPH0427723B2 JP16519582A JP16519582A JPH0427723B2 JP H0427723 B2 JPH0427723 B2 JP H0427723B2 JP 16519582 A JP16519582 A JP 16519582A JP 16519582 A JP16519582 A JP 16519582A JP H0427723 B2 JPH0427723 B2 JP H0427723B2
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demodulator
frequency
signal
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JP16519582A
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Kamumeiyaa Kaaruudeiruku
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Robert Bosch GmbH
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Robert Bosch GmbH
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Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of JPS5870606A publication Critical patent/JPS5870606A/ja
Publication of JPH0427723B2 publication Critical patent/JPH0427723B2/ja
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    • H03DDEMODULATION OR TRANSFERENCE OF MODULATION FROM ONE CARRIER TO ANOTHER
    • H03D3/00Demodulation of angle-, frequency- or phase- modulated oscillations
    • H03D3/007Demodulation of angle-, frequency- or phase- modulated oscillations by converting the oscillations into two quadrature related signals
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03BGENERATION OF OSCILLATIONS, DIRECTLY OR BY FREQUENCY-CHANGING, BY CIRCUITS EMPLOYING ACTIVE ELEMENTS WHICH OPERATE IN A NON-SWITCHING MANNER; GENERATION OF NOISE BY SUCH CIRCUITS
    • H03B27/00Generation of oscillations providing a plurality of outputs of the same frequency but differing in phase, other than merely two anti-phase outputs
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03BGENERATION OF OSCILLATIONS, DIRECTLY OR BY FREQUENCY-CHANGING, BY CIRCUITS EMPLOYING ACTIVE ELEMENTS WHICH OPERATE IN A NON-SWITCHING MANNER; GENERATION OF NOISE BY SUCH CIRCUITS
    • H03B28/00Generation of oscillations by methods not covered by groups H03B5/00 - H03B27/00, including modification of the waveform to produce sinusoidal oscillations
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    • H03D2200/00Indexing scheme relating to details of demodulation or transference of modulation from one carrier to another covered by H03D
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    • H03D2200/0041Functional aspects of demodulators
    • H03D2200/008Hilbert type transformation
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    • H03D3/006Demodulation of angle-, frequency- or phase- modulated oscillations by sampling the oscillations and further processing the samples, e.g. by computing techniques
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    • H03D3/00Demodulation of angle-, frequency- or phase- modulated oscillations
    • H03D3/02Demodulation of angle-, frequency- or phase- modulated oscillations by detecting phase difference between two signals obtained from input signal

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)
  • Circuits Of Receivers In General (AREA)
  • Superheterodyne Receivers (AREA)
  • Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 従来技術 本発明は、FM信号のデジタル復調器に関す
る。ドイツ連邦共和国特許公開第3007907号公報
から既に、デジタル復調器を有するデジタル受信
機が公知である。しかしこの公報には、復調器の
構成およびその動作については記載されていな
い。従つてデジタル復調器を構成する回路装置は
公知でない。
本発明の効果 特許請求の範囲第1項および第7項に記載の特
徴を有する本発明の、FM信号に対する復調器
は、公知のデジタル素子を用いて構成できるとい
う利点を有する。更にデジタル信号処理部は、結
果を絶対的に再現可能でありかつ温度および老化
には依存しないという利点を有する。補償の問題
を生じない。更に、この種の回路装置を集積可能
に構成できる点も有利である。このことは殊に、
コイルおよび大きな容量を使用しないということ
で可能になる。別の利点は、信号の分解能の精度
が任意に選択できること並びに中間周波帯域幅を
受信品質に依存して制御できることである。とい
うのは、このことはデジタル信号またはデジタル
語によつて簡単に行なうことができるからであ
る。
特許請求の範囲の実施態様項に記載の構成によ
つて、特許請求の範囲第1項および第7項に記載
の復調器の有利な実施例が可能である。非巡回形
フイルタの後に振幅調整部を設けると有利であ
る。この構成により、周波数偏移が高い場合の復
調器の正確な機能が改善される。
なお、第2発明によりデジタル化されたFM信
号はsinおよびcos関数と乗算する信号処理によつ
て、補間回路を必要とすることなく、非巡回形フ
イルタにより相互にヒルベルト変換された信号が
得られる。このフイルタの使用によつて、乗算に
よつて生じる、2倍の中間周波数を有する成分が
抑圧される。復調器の動作を改善するために、そ
の都度別のデジタル非巡回形フイルタを設けると
有利である。これによりそれぞれのフイルタに応
じてデジタル信号の標本化速度が低減され、その
結果コストの点で有利な素子を使用することがで
きるようになる。
非巡回形フイルタは有利にはシフトレジスタま
たは状態メモリであるRAMから構成されてお
り、この際フイルタの特性を決める係数が記憶素
子に書込まれている。
別の利点は、引続く図面を用いた実施例の説明
との関連において明らかにする。
実施例の説明 次に本発明を図示の実施例を用いて詳細に説明
する。
これから説明する復調器は特に、超短波−無線
受信機の中間周波信号を復調するのに適してお
り、その際中間周波数は、10.7MHzにあることか
ら出発している。復調器は、例えば搬送周波通信
伝送に使用されるように、別のFM−信号を復調
するためにも適している。復調器を安価に製造で
きるには、殊にデジタルモジユールの集積密度お
よび処理速度を考慮することが重要である。従つ
て復調器は、それぞれの部分系がその都度、系に
おいて理論的に可能な極めて低い標本化周波数に
よつて作動できるように構成された。
中間周波領域における周波数検出のために、簡
単な計数方法に従う零交さ弁別器は、高い計数周
波数のため欠点を有する。高いクロツク周波数は
一方において現在の技術水準では高い損失電力を
生ぜしめ、更にこの種のモジユールは高価であ
る。従つて本発明の復調器では、瞬間周波数の検
出の精度に相応する時間軸の高い分解能は、標本
化速度を極めて高くしなければならないという理
由から実現されない。以下に説明する復調原理
は、中間周波信号をベースバンド領域にダウンコ
ンバートしこれにより復調器は、極めて低い作動
周波数しか必要としないということから出発して
いる。第1図は、デジタルFM−復調器のブロツ
ク回路図である。復調器の入力信号はアナログで
ありかつ中間周波増幅器で取出される。この信号
は、AD変換器55に供給される。AD変換器5
5の出力側には、例えば8ビツトの長さを有する
デジタル語が現われる。このデジタル語は、乗算
器56および57に供給される。乗算器56にお
いて、標本化後生じる搬送周波数Oと、cos関数
との乗算が行なわれ、一方乗算器57において
sin関数との乗算が行なわれる。乗算器56およ
び57はデジタルで動作する。乗算器56には、
デジタル低域フイルタ58が後置接続されてい
る。同様乗算器57にもデジタル低域フイルタ5
9が後置接続されている。デジタル低域フイルタ
58には、例えば16ビツト長のデジタル語におい
て16個の並列接続されたフリツプ・フロツプによ
つて構成することができる遅延回路60が後置接
続されている。同じく低域フイルタ59には、遅
延回路61が後置接続されている。量子化雑音の
ため、フイルタの出力側ではフイルタの入力側に
おけるよりも長いデジタル語が得られる。乗算器
62において遅延回路60の出力側におけるデジ
タル語が、低域フイルタ59の出力側に生じるデ
ジタル語と乗算される。乗算器63において遅延
回路61の出力と、デジタルフイルタ58の出力
とが乗算される。乗算器63のデジタル出力値
は、減算器64において、乗算器62のデジタル
出力値から減算される。減算器64には、arc−
sin表段が後置接続されている。
AD変換器55には、所定の搬送周波数を有す
る周波数変調信号が加わり、その際搬送周波数の
帯域幅は中間周波フイルタの通過特性曲線によつ
て決められている。AD変換は等間隔の時間間隔
において行なわれ、その際AD変換器55は標本
化周波数によつてクロツク制御される。標本周波
数の最小値は、Shannonの標本化定理によつて決
められ、その際中間周波信号の帯域幅が基準とな
り、この帯域幅は実質的に、AD変換器55に前
置接続されているアナログ前置フイルタの帯域幅
によつて決められている。乗算器56において、
AD変換器55の出力側に生じるデジタル語が
cos関数と乗算される。このcos関数は同じくデジ
タル形において供給されなければならない。
この実施例において標本化は次のように選択さ
れている。即ちAD変換器55の後、後で説明す
るように0A/4となる新しい中間周波が生
じ、その際0はAD変換器55の出力側に生じる
中間周波の中心周波数であり、Aは標本化周波数
である。周波数0は一方において標本化周波数に
よつて、他方においてアナログ前置フイルタの帯
域幅によつて決められる。一般的に、満足すべき
標本化周波数に対する条件は、 A=4ZF/4N±1 (N=1,2,3…) であり、その際アナログ前置フイルタBの帯域幅
は2ZF/4N±1でなければならない(4.28MHz=帯域 幅の上限値)。その際ZFは標本化の前の中間周波
数である。中間周波が例えば10.7MHzでありかつ
N=1が選択されると、上の式により8.56MHzの
標本化周波数が生じる。それからAD変換器の出
力側に生じる新しい中心周波数0は、2.14MHzで
ある。
AD変換器が8.56MHzによつてクロツク制御さ
れるとき、第3図aに基づいて後述するように、
2.14MHz、6.42MHz,……の搬送周波数におい
て、アナログ前置フイルタリングに相応して2M
Hz幅であるデジタルスペクトルを有する新しいス
ペクトルが生じる。しかし比較的高い周波数の付
加的なスペクトルはもはや必要ない。その理由は
それらが冗長的な情報を含んでいるからである。
従つて図示されていないフイルタによつてこれ
ら付加的なスペクトルは抑圧され、その結果実際
には単に、丁度A/4の中間周波数を有する信号
のみが取出される。
標本化周波数のこの選択に基づいて、cos関数
の零交さ乃至極大値の時点においてデジタル乗算
が行なわれる。即ち0は乗算器56においてcos
(2π0A・K)と乗算され、乗算器57において sin(2π0A・K)と乗算される。ただしKは一定 の整数(1,2,3……)を表している(低い周
波数にするために、通例はK=1が選択される。
標本化周波数が高い場合にはK=2,3等も使用
される)。これら乗算器ではcos関数またはsin関
数との乗算において所謂直交復調が行なわれる。
この直交復調によつて後で第3図aから第3図b
に示すようにスペクトルの左側へのシフトが行な
われる。乗算器56おける乗算は専ら値+1.0お
よび−1によつて行なわれ、その結果乗算のため
回路技術的には極性反転を行なえさえすればよ
い。その他の場合乗算は正確な時間において行な
われなければならないので、これにより回路は著
しく簡単化される。デジタル乗算器57において
はsin関数との乗算が行なわれる。標本化周波数
を既述のように相応に選択することによつて、乗
算は同じく値1.0および−1のみによつて行なえ
ばよくなり、その結果この場合も単に極性反転の
みが実施される。ところで乗算器56および57
の出力側において、ベースバンド信号の他に、2
倍の搬送周波数を含む別の項を有する。引続く、
デジタル低域フイルタ58および59による低域
通過ろ波によつて、2倍の搬送周波数を含む信号
は抑圧される。フイルタ58および59の出力信
号は相互にヒルベルト変換されている。
低域フイルタの出力信号は、cos−乃至sin信号
であり、その信号の変数は、有効信号の積分値を
含む。即ち搬送波Oを有するFM信号である。低
域フイルタ58の出力側には、 項1/2cos〔△Ω∫t -∞vdt〕が現われ、一方低域フイ ルタ59の出力側には信号−1/2sin〔△Ω∫t -∞vdt
〕 が現われる。この場合△Ωは周波数偏移でありか
つvは−1乃至+1の範囲において制御されるデ
イメンジヨンのない有効信号である。このことか
ら例えば低因フイルタ58の出力信号はarc−cos
−形成によつて一義的に検出されない。というの
はvの積分値が変数領域±π/2を任意に越える
からである。従つて解は多義的である。
従つて変数の差形成は、変数が所定の範囲内に
とゞまるように行なわれなければならない。この
ことは、次に示す演算によつて行なうことができ
る。
g(kT)=1/2sin〔△Ω(k-1)T-∞ v(τ)dτ〕・1/2cos〔△ΩkT-∞ v(τ)dτ〕 =+1/8sin〔△ΩkT(k-1)T v(τ)dτ〕−sin〔2△Ω(k-1)T-∞ v(τ)dτ +△ΩkT(k-1)T v(τ)dτ〕} (k=1,2,……) 十分に高い標本化周波数に対しては次のように
簡略にすることができる。
kT(k-1)T v(τ)dτ=v(kT)・T この簡略化の結果、低周波信号の直線歪だけが
生じる(弱い低域通過作用)が、それらは復調後
極めて容易に補償することができる。
この関係を実現するために低域フイルタ59の
デジタル出力信号は、低域フイルタ58の出力信
号の第1の先行値と乗算される。従つて遅延回路
60は、低域フイルタ58の出力信号を1クロツ
クだけ遅延するために用いられる。このことは、
蓄積素子、例えば語長に相応するフリツプ・フロ
ツプ連鎖回路によつて簡単に行なうことができ
る。同じく低域フイルタ58の出力信号も乗算器
63によつて、低域フイルタ59の出力信号の第
1の先行値と乗算される。そこで、乗算器62の
出力側には次の信号が現われ、即ち g(kT)=1/8{sin〔△Ωv(kT)・T〕−si
n〔2△Ω(k-1)T-∞ v(τ)dτ+△Ωv(kT)・T〕} 一方乗算器63の出力側には、信号 g(kT)=1/8{−sin〔△Ωv(kT)・T〕−
sin〔2△Ω(k-1)T-∞ v(τ)dτ+△Ωv(kT)・T〕} が現われる。
乗算器62および63の両出力信号を減算器6
4によつて減算した後、復調された出力信号が
sin関数として取出し可能である。その際減算器
64の出力信号は、1/4sin(△Ω・v・(kT)・ T)の形を有する。例えばROMに記憶されてい
るarc−sin表によつて、arc−sin演算を行なつて
有効信号を一義的に得ることができる。しかし一
義的な結果を得るには、このsin項の変数が−
π/2と+π/2との間の範囲内にとゞまること
が前提にあり、それによつてarc−sin演算から有
効信号が一義的に得られる。この条件のため、下
回ることが許されない最小の復調器標本周波数が
生じる。例えばラジオ放送において通例であるよ
うな75KHzの周波数偏移では、復調器部分の最小
標本化周波数は300KHzである。標本周波数を多
少大きめに、例えば500KHzの範囲において選択
すると有利である。ろ波後生じる低い標本周波数
に基づいて、低域フイルタ58および59の出力
側における標本化速度を低減すると有利である。
具体例は、後で挙げる。同時にShannonの標本化
定理を満足するには、低域フイルタの帯域幅は、
1/2の標本化周波数を越えてはならない。
アナログ混合部における周波数離調のため、復
調器においてデジタル同相成分が生じ、そこでこ
の同相成分を場合に応じて同調の追従制御のため
に利用することができる(AFC)。
復調器の正確な機能のためには、FM信号の一
定の振幅が必要である。従つて振幅変化はまず中
間周波回路におけるアナログ調整増幅器によつて
調整されなければならない。このようにしてのみ
A/D変換器を最適に制御することができる。例
えばAM−ノイズとして現われる高速の振幅変化
は有利には、信号路における乗算器によつてデジ
タル的に調整される。必要な増幅係数に対する基
準は、低域フイルタ58および59の出力信号か
ら得られる。低域フイルタ58および59の出力
信号の2乗の合計値は、それぞれの標本時点に対
して、瞬時振幅の2乗に相応する。これによりそ
れぞれの標本値における振幅の補正が可能であ
る。従つて乗算により生じる振幅歪は、迅速に調
整することができる。フイルタ58および59の
ようなデジタルフイルタの設計に関しての詳細
は、シユスラー著“デジタル・システム・ツー
ア・シグナルフエアアルバイトウング”(スプリ
ンガー社、ベルリン、ハイデルベルグ、ニユーヨ
ーク、1973年)に記載されている。
非巡回形フイルタを使用することが望ましい。
というのは非巡回形フイルタにより有利にも直線
位相が得られるからである。このことは、極めて
一定な群遅延時間に基づいて低周波信号の非直線
歪が低減されかつステレオ−チヤネル分離を著し
く改善できるので極めて効果的である。非巡回形
フイルタは、次のようにしてしか低域することが
できない高い乗算コストを必要とする。即ちそれ
は、それぞれの部分系において標本化周波数を出
来るだけ低く選択しかつ付加的に出力側において
サブ標本化を行なう。類似のことは、A/D変換
器に対しても当嵌る。中間周波混合器におけるろ
波されていない出力信号を正確に検出するために
は、Shannonの標本化定理を使用するとき、50M
Hzのオーダにおける標本化周波数が必要である。
この値は、AD変換器に、中心周波数が搬送周波
数にあるアナログ帯域通過フイルタを前置接続す
れば、著しく低減することができる。これは例え
ば10.7MHzにおける中間周波数である。この帯域
通過フイルタは一方において、有効信号が周波数
領域において顕著な位相歪を有しない程度の帯域
幅であるべきである。他方においてその帯域幅は
十分に小さく選択されるので、AD変換器の標本
化速度の効果的な低減が生じる。±75KHzの周波
数偏移を有する超短波無線受信に対して、例えば
2MHzの帯域幅が有利である。この数値例を用い
て、非巡回形フイルタを有するデジタル復調器の
第2図のブロツク回路図について説明したい。
帯域通過フイルタを有する図示されていない中
間周波増幅器に、AD変換器70が後置接続され
ており、AD変換器の出力側には乗算器71およ
び72が接続されている。乗算器71において、
cos関数とのデジタル乗算が行なわれ、一方乗算
器72においてsin関数とのデジタル乗算が行な
われる。AD変換器の標本化周波数の適当な選択
によつて、回路技術的に極性反転のみを行なえば
よいようにすることができる。乗算器71には、
非巡回形フイルタ73が後置接続されており、フ
イルタの出力信号はスイツチ75によつて比較的
低い周波数で標本化される。スイツチ75に、別
の非巡回形フイルタ77が後置接続されており、
その出力信号はスイツチ79を用いてもう一度標
本化される。スイツチ79は、スイツチ75より
も低い周波数で動作する。この種のスイツチは技
術的には、−例えばサブ標本化係数4において−
入力データ列の第4の値のみがその都度転送され
るようにクロツク制御されるレジスタによつて構
成される。スイツチ79の出力信号は、その都度
遅延回路81を介して1クロツク時間だけ遅延さ
れる。
乗算器72の出力信号は同様に処理される。乗
算器72に、非巡回形フイルタ74が後置接続さ
れており、その出力信号はスイツチ76によつて
標本化される。スイツチ76には別の非巡回形フ
イルタ78が後置接続されており、その出力信号
はスイツチ80を介して標本化される。スイツチ
80のクロツク周波数は、スイツチ79のクロツ
ク周波数と同一である。スイツチ80の出力信号
は一方においてデジタル乗算器83の入力側に供
給され、他方において遅延回路82に供給され
る。遅延回路は、スイツチ80の出力信号を1ク
ロツクパルスだけ遅延する。乗算器83の別の入
力側は、遅延回路81の出力信号が供給される。
乗算器84の入力側には一方においてスイツチ7
9の出力信号が供給され、他方において遅延回路
82の出力信号が供給される。乗算器84の出力
信号は、デジタル減算回路において乗算器83の
出力信号から減算される。減算回路85にはこゝ
でもarc−sin−表段86を後置接続することがで
きる。
クロツク発生器67は、AD変換器70に対し
てクロツク周波数を供給する。クロツク発生器6
7には、クロツク周波数をスイツチ75および7
6に対して供給する1:4分周器68が接続され
ている。分周器68の出力側には、クロツク信号
を今一度1/4に分周する別の分周器69が後置接
続されている。分周器69の出力信号は、スイツ
チ79および80を制御するために用いられる。
この回路装置の動作を、第3図乃至第6a図〜
第6c図に基づいて詳しく説明する。第4図およ
び第5図には、デジタル信号値が、縦座標におい
て振幅として図示されている。
AD変換器70によつて入力信号は、標本化定
理を満足する程度において出来るだけ低い標本化
周波数で標本化されるべきである。更にクロツク
発生器67は、AD変換器70の前のアナログ帯
域通過フイルタの帯域幅の少なくとも2倍の値の
周波数を有する信号を発生しなければならない。
別の条件として考慮されなければならないのは、
標本化によつて元の中間周波数信号が一層低い中
間周波位置Oに変換され、その際乗算器71およ
び72の簡単な構成のために中間周波数は標本化
周波数の1/4を有すべきである点である。標本化
周波数に対して例えば入力中間周波数の4/5であ
る周波数を選択すればこのことを行なうことがで
きる。先行の中間周波フイルタの帯域幅が例えば
2MHzでかつ中間周波数が10.7MHzであれば適当
な標本化周波数は例えば8.56MHzである。その際
上記の式に基づいて、標本化周波数の1/4にある
一層低い中間周波位置が生じ、その結果その低い
中間周波位置は、2.14MHzである。
第3図aが示すように、殊に2.14MHzの搬送周
波数において新しいFM−スペクトルが生じ、そ
の際このデジタルスペクトルはアナログ前置フイ
ルタに従つて2MHzの帯域幅を有する。その際乗
算器71および72による直交復調後ベースバン
ド信号の他に第3図bに示すようにそれぞれ、2
倍の搬送周波数を中心としたスペクトルが生じ
る。2.14MHzの搬送周波数において、これは
4.28MHzである。この付加的なスペクトルは、非
巡回形フイルタ73および74によつて抑圧され
る。この非巡回形フイルタの周波数特性は、第3
図bに破線で示されている。低域フイルタ73お
よび74の出力信号の最大周波数が大体1MHzで
あるので、低域フイルタの出力側における標本化
周波数は1/4に低減することができる。従つてス
イツチ75および76は低域フイルタ73および
74の出力信号を、約2.14MHzの周波数によつて
標本化する。この過程は、後置接続される選択性
狭帯域ろ波に対するコストが著しく低減される点
で重要である。即ちこのことを、低域フイルタ7
3および74と一緒に行なうものとすれば、そこ
では4倍の標本化周波数が生じるのでフイルタ係
数は後置接続されるフイルタに比して係数4だけ
高いことになる。非巡回形フイルタ77および7
8は、1MHzの幅のベースバンドから、超短波−
無線において帯域幅が約150KHzに制限されてい
る有効信号をろ波するために用いられる。これら
低域フイルタの特性は、第3図cに図示されてい
る。即ち必要な最小の標本化周波数は、300KHz
近傍にある。この値は、第1図の回路装置におい
てarc−sin演算の一義性に対して必要であつた最
小の標本化周波数にも大体相応する。具体的な実
施例においてスイツチ79および80に対する標
本化周波数は535KHzによつて決められた。この
信号の引続く処理は、乗算器83および84並び
に減算器85を介して行なわれ、その際第1図に
基づいて既に説明した同じ過程が行なわれる。
これまで説明してきた回路装置で重要なのは、
第2の非巡回形フイルタ対の構成であり、詳細は
上記の文献に記載されている。第3図bからわか
るように、第1の低域フイルタの側縁の勾配は実
質的にベースバントとそれに続くバントとの間の
間隔によつて決められている。更に設計に対する
基準となるのは、予測される遮断減衰である。第
1の非巡回形低域フイルタにおいて、2.14MHzの
周波数の場合6dB−遮断周波数を選択しかつその
際フイルタを、変形されたフーリエ近似法により
計算すると、例えば65dBの遮断減衰においてフ
イルタ係数18が生じ、その際A/4を中心にした
ナイキスト縁のためすべての係数の半分が零にな
る。更に非巡回形フイルタの直線位相のためフイ
ルタ係数は対毎に等しい。全体として、デジタル
ろ波に対してそれぞれ5回の乗算が行なわれるの
で、その結果それぞれの乗算に対してフイルタの
出力側−標本化周波数の約1/5が使用される。
この回路装置における主要なコストは、低域フ
イルタ3および4および95および96に完全に
相応する低域フイルタ対77および78にある。
この系は、2.14MHzの入力側標本化周波数によつ
て動作する。cos−ロール−オフ−側縁を有する
周波数経過が所望されるフイルタの設計におい
て、計算のために同じく変形されたフーリエ近似
が使用された。80KHzの6dB−通過周波数におい
て係数38のフイルタが生じる。この場合左右対称
の係数を立てると、2.14MHzのクロツク周波数に
おけるクロツク時間の間その都度19回の乗算が実
施される。そのための構成として、乗算器および
加算器に代わつて或る量の固定値メモリおよび累
算器が使用される、所謂“離散形算術”
(verteilte Arithmetik)の方法が挙げられる。
第4図は、AD変換器70の出力側にデジタル
語の形において現われるデジタルFM−信号を示
す。第5図には、乗算器71の出力信号が図示さ
れている。こゝで既にベースバンドへの変換がわ
かる。第6a図乃至第6c図は、減算器85の出
力側に生じる種々の出力信号を示す。その際第6
a図は、搬送波の過変調の際に出力側に現われる
ような出力信号を示す。第6b図には、周波数離
調の際復調器の出力側に現われる出力信号が示さ
れている。場合に応じて自動周波数追従制御のた
めに使用される同相成分が明らかにわかる。第6
c図には、FM−帯域制限された低周波信号が図
示されている。
第7図は、第2図におけるブロツク図の復調器
の具体的な実施例を示す。入力信号は、AD変換
器88に達し、その出力信号はPROM89およ
び90に供給される。PROM89の出力側は
AND素子チエーン回路91の入力側に達し、一
方PROM90の出力側は、AND素子チエーン回
路92の入力側に導びかれている。AND素子チ
エーン回路91の出力側は、非巡回形フイルタ9
3に通じている。この非巡回形フイルタ93の出
力側は、別の非巡回形フイルタ95の入力側に導
かれている。非巡回形フイルタ95の出力側は、
第2図に図示の遅延回路81およびデジタル乗算
器84に導かれている。AND素子チエーン回路
92の出力側には、非巡回形フイルタ94が接続
されている。このフイルタの出力側は、非巡回形
フイルタ96の入力側に導かれている。非巡回形
フイルタ96の出力側は、一方において第2図に
図示の遅延回路82および乗算器83の入力側に
導かれている。クロツク発生器97はクロツク信
号を、AD変換器88、低域フイルタ94および
低域フイルタ93に供給する。分周器98はクロ
ツク発生器97に接続されておりかつクロツク周
波数を1/2にする。分周器98の出力側は、AND
素子チエーン回路92の別の入力側およびインバ
ータ100を介してAND素子チエーン回路91
の別の入力側に導かれている。更に、分周器98
には、同様周波数を1/2に分周する分周器99が
後置接続されている。分周器99の出力側は、
PROM89および90のそれぞれのクロツク入
力側に導かれている。更にクロツク発生器97の
出力側は、クロツク周波数を1/4にする分周器1
01に導かれている。分周器101の出力信号に
よつて、非巡回形フイルタ93および94の出力
側および非巡回形フイルタ95および96の入力
側がクロツク制御される。分周器101の出力側
には、別の分周器102が接続されている。同じ
く4分割するこの分周器102の出力信号によつ
て非巡回形フイルタ95および96の出力信号が
クロツク制御される。
この回路装置は、第2図のブロツク図の簡単に
構成可能な実施例である。クロツク発生器97は
例えば、AD変換器の入力側に、10.7MHzの中心
周波数および2MHzの帯域幅を有する信号が加わ
つたとき、8.56MHzの周波数において振動する。
AD変換後デジタル信号はPROM89および90
の入力側に供給される。PROMは、入力側に加
わるデジタル語をクロツク入力側における信号に
依存して、変えずにそのまゝ出力側に送るかまた
は反転してデジタル語を出力側に転送するために
用いられる。2つの分周器98および99によつ
て1/4に分周することによつて、PROMの入力側
に加わるデジタル語は4番目毎に反転されるよう
に作用する。この構成により、cos関数との乗算
乃至sin関数との乗算が省略され、その都度cos関
数およびsin関数の極大値1および−1乃至零交
さ点におけるデータ語が生じるようにできる。即
ちAND素子チエーン回路91の出力側における
デジタル信号は、AD変換器88における出力信
号に相応するが、その際信号列はそれぞれ1、
0、−1、0……によつて乗算されている。AND
素子チエーン回路92の出力側には、AD変換器
88の出力側の信号列が現われるが、その際この
信号は、信号列0、1、0、−1……によつて乗
算されている。このようにして、クロツク周波数
が高い場合に比較的高価につく乗算器が省略され
る。非巡回形フイルタ93乃至96に対する実施
例は後で説明する。
多少異なつた形式の標本化を使用すれば、フイ
ルタ73および74乃至フイルタ93および94
を完全に省略することができる。この場合AD変
換器88の標本化周波数の1/4で作動され(A2
A/4)かつ更に標本化がT2/4だけずれて行
なわれる2つのAD変換器が必要である。この原
理に基く実施例のブロツク回路図が、第8図に図
示されている。中間周波増幅器の出力信号は一方
においてAD変換器1に導かれかつ他方において
AD変換器2に導かれている。AD変換器1の標
本化は、AD変換器2に比してT2/4だけ位相を
ずらして行なわれる。AD変換器1には、この場
合も非巡回形フイルタとして構成されている低域
フイルタ3が後置接続されている。スイツチ5に
よつて低域フイルタ3の出力信号はサブ標本化さ
れ、その際標本化周波数は1/4は低減されている。
スイツチ5には、遅延回路7が後置接続されてお
り、遅延回路の出力側は乗算器9の入力側に導か
れている。AD変換器2には、低域フイルタ4が
後置接続されており、フイルタの出力信号はスイ
ツチ6によつて読出される。スイツチ6の出力信
号は、1/4に低減された標本化速度によつて低域
フイルタ4の信号を標本化する。スイツチ5およ
びスイツチ6は、同じ標本化周波数によつて操作
される。スイツチ6の出力側は一方において乗算
器9の入力側に導かれており、他方において遅延
回路8に導かれている。遅延回路の出力側は乗算
器10の入力側に導かれている。乗算器10の他
方の入力側に、スイツチ5の出力側が接続されて
いる。乗算器10の出力信号は、減算回路11に
おいて乗算器9の出力信号から減算される。減算
器11の出力側は、arc−sin表段に導かれてい
る。
AD変換器の標本化におけるT/4だけの相対的
な時間のずれによつて、出力信号はもはや正確に
相互にヒルベルト変換されない。このことは、後
置接続される低域フイルタ3または4において補
償することができる。これにより確かに係数対称
性が少なくともこれら両方の高次のフイルタの一
方において失なわれ、このためにフイルタの回路
の構成において著しく余分なコストがかゝること
になる。ずらされた標本化によつて生じる誤差
は、直線補間によつて簡単に補償することができ
る。
一方の低域フイルタの省略によつて、超短波無
線受信における中間周波段に与えられる条件にお
いて、AD変換器に対する標本化周波数は例えば
2.14MHzを選択することができる。この標本化に
よつて、ベースバンドへの直接混合が行なわれ
る。標本化周波数A2は、前置接続されたアナロ
グ帯域通過フイルタの帯域幅より広くなければな
らず、更に中間周波数および標本化周波数の比は
整数でなければならない。
整数5を選択すると、標本化周波数A2に対し
て2.14MHzの周波数が生じる。スイツチ5および
6は有利には、AD変換器の周波数の1/4によつ
て標本化する。従つてその標本化周波数は、
535MHzである。
第9図は、第8図の復調器を構成するための詳
細なブロツク図を示す。この場合時間的にずれた
標本化を補正するために、直線補間方法が使用さ
れ、振幅の補正のためにヒルベルト変換された信
号の自乗が適用される。中間周波フイルタのアナ
ログ出力信号は、AD変換器20とAD変換器2
1とに供給される。AD変換器20の出力信号は
一方において、フリツプ・フロツプ群として構成
されている遅延回路23に達する。他方において
AD変換器20の出力信号は、加算器25および
左方向−1−ビツト−シフタ24に供給される。
このことはデジタル語の2との乗算に相応する。
1−ビツト−シフタ24の出力側は、加算器25
の別の入力側に供給される。加算器25の出力側
および遅延回路23の出力側はそれぞれ、加算器
26の入力側に導かれている。加算器26の出力
側には、右方向シフタ27が接続されている。こ
のシフタを介して2ビツトだけ右方向へシフトさ
れる。このことはデジタル語の1/4との乗算に相
応する。シフタ27には、非巡回形フイルタ28
の入力側が接続されている。非巡回形フイルタ2
8の出力側は、自乗器30に導かれており、自乗
器の出力側はこゝでも加算器32の入力側に接続
されている。加算器32の出力側は、PROM3
3の入力側に導かれている。PROM33の出力
側並びに非巡回形フイルタ28の出力側はそれぞ
れ乗算器34の入力側に接続されている。乗算器
34の出力側は、遅延回路36に導かれていて、
遅延回路の出力側はこゝでも乗算器38の入力側
に導かれている。
AD変換器21の出力信号は、非巡回形フイル
タ29の入力側に導かれており、このフイルタの
出力側は一方において自乗器31、また他方にお
いて乗算器35の入力側に接続されている。自乗
器31の出力側は、加算器32の別の入力側に導
かれている。PROM33の出力側は同じく乗算
器35の入力側に接続されている。乗算器35の
出力信号は、一方において乗算器38の入力側に
導かれており、他方において遅延回路37を介し
て乗算器39の入力側に導かれている。乗算器3
9の別の入力側は、乗算器34の出力側に接続さ
れている。乗算器38および39の出力側は、減
算器40に導かれている。減算器40の出力側
は、arc−sin表を記憶しているROM41に接続
されている。arc−sin表段41の出力側におい
て、復調されたデジタル信号が取出し可能であ
る。
クロツク発生器42は、最大の標本化周波数の
4倍で振動する。クロツク発生器42の出力信号
は、分周器43に供給され、分周器はT2/4だ
けずれた2つの出力信号を供給する。その一方の
出力信号によつて、AD変換器21がクロツク制
御されAD変換器20は他方の出力信号によつて
クロツク制御される。このクロツクパルスは更に
遅延回路23および非巡回形フイルタ28および
29の転送入力側に供給される。更に分周器43
には、分周器44が接続されており、この分周器
も1/4の分周を行なう。分周器44の出力信号に
よつて、非巡回形フイルタ28および29の出力
クロツク信号、自乗器30および31の入力およ
び出力レジスタおよび乗算器34,35,38お
よび39並びに遅延回路36および37がクロツ
ク制御される。
AD変換器20および21は、加わるFM信号
をデジタル語に変換し、その際AD変換器21は
標本化をT/4だけずらして行なう。しかもAD変
換器20および21の出力側に生じる信号は、そ
れ自体で相互にヒルベルト変換されているが、時
間的なずれを有する。この誤差は、AD変換器2
0の出力信号の直線補間および相応の換算によつ
て補償することができる。このことは、第1の先
行値に1/4を乗算してその値に、3/4が乗算された
実時間値を加算することによつて行なわれる。乗
算は、固定配線により形成されるシフトおよび加
算によつて実施される。係数3は加算器25にお
いて、実時間信号をまずシフタ24における1ビ
ツト−左方向シフトによつて2を乗算しかつそれ
から加算器25において実時間信号と加算するこ
とによつて形成される。先行信号は遅延回路23
の出力側に現われる。加算器25の出力信号およ
び先行値は加算器26において加算され、引続い
てその結果がシフタ27において、2ビツト−右
方向シフトによつて1/4で乗算される。その際シ
フタ27の出力信号は僅かな無視できる程度を残
して、AD変換器21の出力信号に対してヒルベ
ルト変換される。非巡回形フイルタ28および2
9の作用は、既に詳しく説明した通りである。
高速の振幅ノイズに対して振幅補正を行なうと
望ましいことは既に説明した。このために非巡回
形フイルタ28および29の両出力信号は自乗器
30および31において自乗されかつその結果は
加算器32において加算される。その結果瞬時振
幅の自乗値が生じる。1に正規化された信号を得
ようとするときは、フイルタの出力信号が振幅の
逆数値と乗算されなければならない。そのため
に、PROM33において関数1/√が記憶さ
れており、その際xはPROMの入力値であり、
従つてこの場合自乗された振幅値である。
PROM33の出力値、即ち振幅の逆数値によつ
て乗算器34および35において、フイルタ出力
値が乗算される。このようにして1に正規化さ
れ、ヒルベルト変換された信号対が得られる。一
義的な有効信号を得るために、乗算器38乃至乗
算器39において第1の先行値がヒルベルト変換
された値と乗算されかつ乗算器38および39の
結果が加算器40において加算される。ROM4
1に記憶されているarc−sin表との比較により、
復調されたデジタル有効信号が生じる。引続く処
理のためには、ノイズを制限するための適当な低
域フイルタを後置接続しかつDA変換後アナログ
信号を増幅器に供給することができる。しかしデ
ジタルな記録または引続く処理、例えば受信され
た信号のデジタルなステレオ−復合化も可能であ
る。引続く処理は、デジタルレコードの場合と類
似に行なわれる。
超短波−無線受信における中間周波信号の復調
の際、AD変換器に対する標本化周波数として
2.14MHzの周波数が適している。非巡回形フイル
タ28および29に現われた信号の引続く処理
は、535KHzによつて行なわれる。自乗器30お
よび31、乗算器34および35,38および3
9並びに加算器32および40は例えば、TRW
社の商品型名TDC1010Jによつて提供されている
ような市販の乗算累算器によつて実現することが
でき、その際付加的に一時メモリが必要である。
T/4だけずらされたクロツク信号を発生するた
めの回路装置は第10図からわかる。クロツク発
生器42の出力側は、2−ビツト−2進計数器4
6の入力側並びにAND素子49および50のそ
れぞれの入力側に導かれている。2進計数器の第
1の出力側は、NOR素子47およびAND素子4
8のそれぞれの入力側に導かれている。2進計数
器の第2の出力側は、NOR素子47の別の入力
側に導かれている。2進計数器46の反転出力側
は、AND素子48の別の入力側に接続されてい
る。NOR素子47の出力側は、AND素子49の
第2の入力側に導かれており、AND素子48の
出力側はAND素子50の第2の入力側に導かれ
ている。AND素子49の出力側にはAD変換器
21のクロツク入力側に接続されており、AND
素子50の出力側には、AD変換器20のクロツ
ク入力側が接続されている。第10図の回路装置
の動作を、第11図のダイヤグラムに基づいて詳
細に説明する。分周器の入力側に供給されるクロ
ツク発生器42のクロツク信号は、第11図aに
図示されている。論理ゲートを有する2進計数器
によつて、AND素子49の出力側には第11図
bの信号が現われ、AND素子50の出力側には
第11図cの信号が現われる。第11図bおよび
第11図cのパルスは、T/4だけずれている。パ
ルスは、パルス発生器42の4番目ごとのクロツ
クパルスによつて発生される。2.14MHzのクロツ
ク周波数を得るために、クロツク発生器を8.56M
Hzの周波数によつて作動する必要がある。
第12図は、例えばこれまで説明してきたブロ
ツク回路図において使用されるような非巡回形フ
イルタを示す。入力信号は、4段のシフトレジス
タ105に達し、その際それぞれのシフトレジス
タ場所はRAM106に接続されている。シフト
レジスタは、入力クロツクTEによつてクロツク
制御される。RAM106は2つの出力側を有
し、これら出力側は加算器109に導かれてい
る。加算器109の出力側は、乗算器110の入
力側に導かれている。別のRAM108の出力側
は、乗算器110の別の入力側に接続されてい
る。RAM106および108は、PROM107
によつて制御される。乗算器110の出力側は、
累算器として接続形成されている加算器111に
導かれており、加算器の出力側は出力スイツチ即
ち出力レジスタ112に接続されている。このス
イツチの出力側において出力信号が取出し可能で
ある。出力スイツチ112は、クロツクTAによ
つてクロツク制御される。
デジタル非巡回形フイルタは本質的に次のよう
な特徴を有する。即ち実時間値並びに先行値が、
所定の係数によつて乗算され、その際係数値は、
フイルタの所望の特性によつて決められている。
これらの乗算された値は加算されかつフイルタの
出力側において取出される。非巡回形フイルタ
は、直線位相に構成可能であり、この結果係数は
鏡像的に左右対称に互いに等しくなる。これによ
り、時間を必要とする乗算の数が半減されるとい
う利点が生じる。18次のフイルタに対しては例え
ばそこだけで19回の乗算が必要である。直線位相
のフイルタでは、乗算の数は10回に低減される。
しかしこのためには、記憶されている状態変化が
前以つて対毎に加算されなければならない。第1
2図に図示の非巡回形フイルタにおいてはその他
に特別に標本化低減が生じる。クロツクTEのク
ロツクパルスによつてその都度シフトレジスタ1
05の入力側に加わる値がシフトレジスタ内で転
送されかつ先行値が1だけ更にシフトされる。4
つの値が書込まれているので、シフトレジスタ1
05の内容全体がRAM106に転送されかつ4
つの記憶値はRAM106の4つの所定の記憶場
所に書込まれる。その後4つの別の値がシフトレ
ジスタ105に書込まれかつこれらは同様RAM
106の別の記憶場所にも記憶される。既に前以
つて書込まれ、RAM106における係数の数に
相応して記憶された値は、PROM107に記憶
されている制御値によつて呼出され、その結果そ
の都度第1の値および最後の値、第2の値および
最後から1番目の値というように次次に、RAM
106の出力側に送られ、かつ加算器109にお
いて加算される。同時にPROM107を介して
RAM108において相応の係数が呼出され、そ
の係数によつて第1の値および最後の値が乗算器
110において乗算されかつ最後から1番目の値
および第2の値が乗算される。乗算器110の結
果は、累積器111において加算される。加算器
109において2つの状態変化が前以つて加算さ
れるため、乗算器110における乗算の数は低減
される。フイルタの係数を変えないようにすべき
であれば、係数はPROM107に記憶させてお
くこともできる。しかし係数の変化、即ち例えば
受信信号に依存してフイルタの特性を変えるよう
にする場合、係数をRAMに記憶すると、RAM
ではその値を変えることができるので有利であ
る。加算値は、出力レジスタ112において書込
まれ、そこで引続く処理のため標本化クロツク期
間の間取出される。第2の状態変化の加算および
係数との乗算が、シフトレジスタ105によつて
新しい値がRAM106に転送されるや否やその
都度行なわれ、その結果それぞれの転送後新しい
出力値を決めることができる。シフトレジスタ1
05の入力側に加わるその都度4番目の値に従つ
てのみ、シフトレジスタ105に書込まれた全部
の値の転送を行なうことによつて、標本化は低減
される。従つて標本化低減の係数が、シフトレジ
スタ105の長さを決める。乗算器および加算器
に対する要求は、著しく高い。18次のフイルタで
は、クロツク単位当り10の乗算および加算が行な
われる。38次のフイルタでは、クロツク単位当り
20回の乗算および加算が実施される。更に、シフ
トレジスタ105およびRAM106および10
8、および計算モジユール109乃至111がデ
ータ語の長さに相応して、例えば入力側において
8ビツトかつ出力側において16ビツトに対して構
成されなければならないことも考慮される。必要
な精度に応じて、一語当りのビツト数を高めるこ
とができる。というのは乗算の際比較的高い2進
数を使用できるからである。
例えば第2図の復調器を構成するために、arc
−sin変換の他に2回の乗算、1回の加算並びに
遅延回路として2つのレジスタが必要である。更
に既述のように振幅調整のために若干の演算が必
要となる。即ち2回の自乗、1回の加算、1/√
xを形成するための表、それからAM−雑音障害
を受けた信号を補正するための2回の別の乗算。
一連の必要な算術的演算は有利には、文献“マル
チプライヤー アキユムレイタース、TRW−
LSIプロダクツ、TRW Inc.1979年”に記載され
ているような、乗算器−累算器によつて実現され
る。従つて第13図において、主として16−ビツ
ト−乗算器−累積器(MAC)120を有する構
成の計算ユニツトが図示されている。このモジユ
ールの内部レジスタだけでは、必要なすべての一
時記憶機能を行なうのに十分でないので、別に外
部レジスタが必要である。それから瞬時振幅の計
算およびarc−sin変換のために2つのPROM−
モジユールが付加接続されている。
回路装置の入力側には2つのレジスタ115お
よび116が接続されている。これらレジスタに
おいて、フイルタ出力信号、例えば第9図のフイ
ルタ28および29の出力信号が取出される。レ
ジスタ115および116の出力側はデータバス
117に導かれている。データバス117には、
レジスタ118,126,127および123が
接続されている。レジスタ118および126の
出力側は、バス119に導かれている。レジスタ
127の出力側は、根形成のためのPROM12
8に接続されている。レジスタ123の出力側
は、データバス129に接続されている。乗算器
−累算器120は、2つの入力レジスタ121お
よび122を有し、その際一方のレジスタはバス
119に、また他方のレジスタはバス129に接
続されている。2つのレジスタの出力側は、乗算
器124に導かれている。乗算器124の出力信
号は、累積器レジスタ125に導かれている。乗
算器−累算器の出力側もデータバス117に接続
されており、このバスには更に出力レジスタ13
2が接続されている。出力レジスタ132には、
arc−sin表を有するPROM133が後置接続さ
れている。PROM133には出力レジスタ13
4が続いており、このレジスタにおいて復調され
たデジタル信号が取出し可能である。AD変換器
135を介してアナログ出力信号も取出し可能で
ある。
入力レジスタ115および116における記憶
値は、レジスタ115の内容がレジスタ118を
介してMACの入力レジスタ121に達し、同時
またはレジスタ123を介してMACの入力レジ
スタ122に達するようにして、振幅補正のため
にまず自乗される。乗算器124における乗算後
相応のことがレジスタ116の信号に対して行な
われる。累算ステツプ後自乗合計値が累算レジス
タ125に生じ、そこからレジスタ127を介し
てPROM128に達し、PROMにおいて式の根
が形成される。このようにして計算された振幅補
正係数は、データバス129を介してMACのレ
ジスタ122に達する。それからレジスタ115
および116における入力値がレジスタ118を
介して順次MAC120の入力レジスタ121に
書込まれ、乗算されかつこれにより1に正規化さ
れる。累算器レジスタ125において正規化され
た信号は順次レジスタ118および126に供給
される。これによつて振幅調整は終了しかつ本来
の復調が続く。
更にレジスタ130および131に先行の計算
サイクルにおいて書込まれた信号値が、レジスタ
118および126における実時間値と相応に乗
算されかつ両方の積は累算器において減算され
る。結果は、レジスタ132を介して、arc−sin
等化を行なうPROM133のアドレスにおいて
現われる。arc−sin−表は、100KHzの偏移にお
いて最大制御、即ち振幅1が出力側に生じるよう
に構成されている。これにより復調サイクルが終
了する。得られたFM信号は、引続きデジタルで
処理するかまたはDA変換器135を介してアナ
ログで出力することもできる。新しいサイクルが
始まる前に、メモリ118および126の内容が
レジスタ130および131に転送される。
これまで説明してきたシーケンスは全体で16の
クロツクサイクルを必要とする。即ち上記の例を
用いれば、1.87μsの全体時間においてそれぞれの
基本的演算に対して116nsが使用される。瞬時に
使用可能な乗算器−累算器の典型的な乗算時間は
150nsであるので、6回の乗算過程に対してそれ
ぞれ2回の基本サイクルが使用されることに注意
しなければならない。
計算のシーケンス制御は、8.65MHzのクロツク
周波数を有する4−ビツト−計数器によつてアド
レス指定される図示されていない制御−PROM
によつて行なわれる。制御信号は、図示されてい
ないパイプライン−レジスタを介して計算ユニツ
トに転送される。
復調器全体は有利には集積回路として製造可能
である。全部のメモリユニツトおよび計算ユニツ
トは、1つのチツプ上に収納することができる。
復調器の特性は実質的にフイルタ特性によつて決
められているので、RAM108乃至PROM10
7における係数の簡単な変更によつて、種々異な
つた用途に適応調整するために復調器の特性を変
えることができる。標本化周波数も同じく用途に
応じて選ばれる。標本化周波数は、搬送波周波数
が変化する場合乃至アナログ前置フイルタの帯域
幅が異なる場合、相応に選択することができる。
復調器の精度は実質的に、語のビツト数およびそ
の引続く処理のビツト数に依存する。これによつ
て精度を任意に変化させることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、デジタルFM−復調器のブロツク回
路図、第2図は第1図のデジタルFM−復調器の
詳細なブロツク回路図、第3図a〜cは第2図の
復調器の種々異なつた点における信号スペクトル
の経過を示す波形図、第4図は第2図の復調器の
AD変換器の出力側に生じるデジタルFM−信号
の例を示す波形図、第5図は同じく第2図の復調
器の乗算器71において搬送波乗算された後に生
じる信号の波形図、第6a図乃至第6c図はそれ
ぞれ、第2図の復調器の減算器の出力側に現われ
る種々のデジタル出力信号の波形図、第7図は、
第2図の復調器の具体的な実施例を示すブロツク
回路図、第8図は、復調器の別の変形実施例のブ
ロツク回路図、第9図は、第8図の復調器の詳細
な実施例のブロツク回路図、第10図は第9図の
復調器の回路部分(分周器43)の詳細図、第1
1図a乃至cは、第10図の回路の機能を説明す
るためのパルス波形図、第12図は、デジタル復
調器に対する非巡回形フイルタの回路構成の一実
施例を示すブロツク回路図、第13図は、復調器
を構成するための別の実施例のブロツク回路図で
ある。 1,2,20,21,55,70,88…AD
変換器、3,4,28,29,58,59,7
3,74,77,78…非巡回形フイルタ、7,
8,36,37,60,61,81,82…遅延
回路、9,10,34,35,38,39,5
6,57,62,63,71,72,83,84
…乗算器、11,40,64,85…減算器、1
2,65,86,133…arc−sin表段、24,
27…シフタ、89,90,106,108…メ
モリ、105…シフトレジスタ、111…累算
器。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 周波数変調された信号が、2つのAD変換器
    において互いに時間的にずれた所定の標本化周波
    数によつてデジタル化され、2つのデジタル信号
    に変換され、かつ該デジタル信号はそれぞれ、少
    なくとも一方は補間された後少なくとも1つの非
    巡回形フイルタに供給され、該フイルタの出力側
    標本化速度はフイルタの入力信号の標本化速度よ
    り低く選定されており、非巡回形フイルタはその
    出力側に相互に近似的にヒルベルト変換された出
    力信号をそれぞれ遅延回路に供給し、かつその都
    度遅延された信号が前記ヒルベルト変換された信
    号と乗算されかつ乗算された両信号の差が形成さ
    れることを特徴とする、FM信号のデジタル復調
    器。 2 差形成回路に、arc−sin変換器が後置接続さ
    れている特許請求の範囲第1項記載の復調器。 3 補間は、シフタ24,27におけるシフトお
    よび第1の先行値との平均値形成によつて行なわ
    れる特許請求の範囲第1項記載の復調器。 4 非巡回形フイルタ28,29に振幅調整部が
    後置接続されている特許請求の範囲第1項から3
    項までのいづれか1項記載の復調器。 5 非巡回形フイルタ28,29の出力信号が自
    乗されかつ加算されかつ該信号またはその関数が
    正規化のために非巡回形フイルタ28,29の出
    力信号と乗算される特許請求の範囲第4項記載の
    復調器。 6 AD変換器に、帯域通過フイルタが前置接続
    されている特許請求の範囲第1項記載の復調器。 7 周波数変調された信号がAD変換器55にお
    いて所定の標本化周波数Aによつてデジタル化さ
    れ、2つのデジタル信号に変換され、かつ該デジ
    タル信号がそれぞれsin関数およびcos関数と乗算
    されかつそれぞれ少なくとも1つのデジタル非巡
    回形フイルタ58,59に供給され、該フイルタ
    の出力側標本化速度はフイルタの入力信号の標本
    化速度より低く選定されており、前記非巡回フイ
    ルタ58,59はその出力側に相互にヒルベルト
    変換された出力信号をそれぞれ遅延回路に供給
    し、該遅延された信号がそれぞれ前記フイルタ5
    8,59の出力側におけるヒルベルト変換された
    信号と乗算されかつ2つの乗算された信号の差が
    形成されることを特徴とするデジタル形における
    FM信号の復調器。 8 差形成器64に、arc−sin−変換器65が後
    置接続されている特許請求の範囲第7項記載の復
    調器。 9 それぞれ別のデジタル非巡回形フイルタが設
    けられている特許請求の範囲第7項または第8項
    記載の復調器。 10 乗算器56,57,71,72での標本化
    がそれぞれ、sin乃至cos関数の乗算の零通過点お
    よび極大値において行なわれる特許請求の範囲第
    7項から第9項までのいづれか1項記載の復調
    器。 11 sin−cos−乗算が、固定値メモリ89,9
    0を介して行なわれる特許請求の範囲第10項記
    載の復調器。 12 非巡回形フイルタはシフトレジスタ105
    によつて構成されており、該非巡回形フイルタの
    信号列はメモリ106において状態変数として記
    憶され、かつ状態変数は、別のメモリ108に記
    憶されている、フイルタの特性を決める係数と乗
    算されかつ結果は累積器111において加算され
    る特許請求の範囲第7項から第11項までのいづ
    れか1項記載の復調器。 13 同じ係数によつて乗算されるべき状態変数
    が同時に呼出され、加算され、それから乗算され
    る特許請求の範囲第12項記載の復調器。 14 シフトレジスタ105は少なくとも標本化
    抑圧に相応する数の場所を有する特許請求の範囲
    第12項または第13項記載の復調器。 15 フイルタの特性を決める係数が例えば受信
    強度に依存してまたは手動により変化可能である
    特許請求の範囲第12項から第14項までのいづ
    れか1項記載の復調器。 16 復調器に、緩慢に上昇する特性曲線を有す
    る等化フイルタが後置接続されており、前記特性
    曲線は伝送信号の遮断周波数の上では降下する特
    許請求の範囲第7項から第15項までのいづれか
    1項記載の復調器。 17 AD変換器55に、帯域通過フイルタが前
    置接続されている特許請求の範囲第7項記載の復
    調器。
JP16519582A 1981-09-26 1982-09-24 Fm信号のデジタル復調器 Granted JPS5870606A (ja)

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DE19813138464 DE3138464A1 (de) 1981-09-26 1981-09-26 Verfahren zur digitalen demodulation frequenzmodulierter signale
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