JPH043143B2 - - Google Patents

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JPH043143B2
JPH043143B2 JP62225525A JP22552587A JPH043143B2 JP H043143 B2 JPH043143 B2 JP H043143B2 JP 62225525 A JP62225525 A JP 62225525A JP 22552587 A JP22552587 A JP 22552587A JP H043143 B2 JPH043143 B2 JP H043143B2
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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L7/00Arrangements for synchronising receiver with transmitter
    • H04L7/04Speed or phase control by synchronisation signals
    • H04L7/041Speed or phase control by synchronisation signals using special codes as synchronising signal
    • H04L7/044Speed or phase control by synchronisation signals using special codes as synchronising signal using a single bit, e.g. start stop bit
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00Modulated-carrier systems
    • H04L27/10Frequency-modulated carrier systems, i.e. using frequency-shift keying
    • H04L27/14Demodulator circuits; Receiver circuits
    • H04L27/156Demodulator circuits; Receiver circuits with demodulation using temporal properties of the received signal, e.g. detecting pulse width

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、デジタルデータを伝送フレームに組
込んで周波数変調(FSK)信号として伝送する
データ伝送方式における受信側に設置され、受信
された周波数変調(FSK)信号を元のデジタル
データ信号に復調するFSK復調装置に関する。
[従来の技術] デジタルデータをデータ通信回線又は無線回線
を介して遠距離へ正確に伝送する一つの手段とし
て、デジタルデータを伝送フレームに組込んで周
波数変調(FSK)信号として伝送するデータ伝
送方式が実用化されている。第5図は例えば測定
器で得られたデータを無線でホスト装置へ伝送す
るデータ伝送システムを示す図である。
測定器1にて測定されたデータはデータ処理回
路2にて例えば8ビツトのデジタルデータに変換
され、さらにこの8ビツトのデジタルデータはシ
リアルの伝送フレームに組込まれて、デジタルデ
ータ信号aとして、電圧制御発振器(VCXO)
3へ印加される。そして、この電圧制御発振器3
にてデジタルデータ信号aは周波数変調(FSK)
信号bに変調され、次に増幅器4で増幅されたの
ち、アンテナ5を介して無線出力される。
アンテナ5から無線出力された周波数変調信号
bは受信側のアンテナ6で受信され、増幅器7で
増幅されるとともに不要な周波数成分が除去され
たのち、FSK復調装置8へ入力される。FSK復
調装置8へ入力された周波数変調信号bは検波回
路9にて電圧信号Cに変換され、復調回路10に
て元のデジタルデータ信号dへ復調される。
前記電圧制御発振器3は例えば振動子として水
晶が使用された発振器であり、その発振周波数f
が、第6図に示すように、入力電圧値Vに比例し
て変化する。データ処理回路2から出力される第
8図に示すデジタルデータ信号aの信号値が例え
ばHレベルで2.0Vであり、Lレベルで1.5Vであ
れば、デジタルデータ信号aがHレベル(V=
VH)を維持している状態でfH(=273.270MHz)の
出力信号となり、Lレベル(V=VL)を維持し
ている状態でfL=(273.252MHz)の出力信号とな
る。すなわち、電圧制御発振器3から出力される
周波変数調(FSK)信号bはH、Lの信号レベ
ルに応動する周波数fHと周波数fLとの組合せ信号
となる。
受信側の検波回路9は受信機7で受信された周
波数変調信号bをその信号の周波数fH,fLに対応
した電圧値VH(=2.0V)、VL(=1.5V)へ変換し
て、第8図に示す電圧信号小として出力する。
また、復調回路10は、第7図に示すように、
(+)側入力端子に電圧信号小が入力され、(−)
側端子に例えばバツテリ10bから1.75の基準電
圧VRが印加されている電圧比較回路10aと、
この電圧比較回路10aの出力端子に+5Vの制
御電圧を印加するためのプルアツプ抵抗10小と
で構成されている。したがつて、入力された電圧
信号Cは基準電圧VR(=1.75V)と比較され、第
8図に示すように、出力端子からVh=5V、Vl=
OVのデジタルデータ信号dが出力される。
[発明が解決しようとする問題点] しかしながら、上記のように構成されたFSK
復調装置においてもまだ次のような問題があつ
た。すなわち、一般にFSK信号の伝送方法には
二通りの方法があり、1つはサブキヤリアFSK
又はオーデイオFSKと呼ばれデジタルの2進に
対して2種類のオーデイオ周波数でFM変調する
方法であり、他は直接FSKと呼ばれ、第5図、
第6図に示したように、デジタルの2進に対して
搬送波そのものをシフトさせる方法である。
直接FSKはサブキヤリアFSK又はオーデイオ
FSKに比べて、伝送速度が速く、変調装置が簡
単で、製造費が安い長所を有する。一方、欠点と
して復調器に問題がある。すなわち、従来の方法
によると直接FSK変調された信号は、FM復調装
置を経て2進のデジタル値に対応した電圧に復調
される。この際、温度、電圧等の周波数に影響を
与える因子の変化によつて搬送波の周波数が変化
すると、FM復調される電圧が変化し、電圧比較
回路による判読が不正確になる。以下、その具体
例を回路図を用いて説明する。
送信側の電圧制御発振器3は前述したように振
動子として水晶振動子を用いているので、第6図
に示すように、入力電圧変化量ΔV(=VH−XL
に対する出力周波数変化化量Δf(=fH−fL)はほ
とんど変化せず常時一定値を維持する。例えば、
第6図の例ではΔV=0.5VでΔf=15KHzとなる。
しかしながら、周囲温度が変化すると、第6図
の点線で示すように、電圧周波数特性全体が移動
する。すなわち、周波数f軸方向に零点変動す
る。このように電圧周波数特性に零点変動が発生
すると、周波数変調信号bの各周波数値fH,fL
各基準値(273.270MHz、273.255MHz)から同量
ずつ上方へ平行移動する。
このような周波数fH,fLを含んだ周波数変調信
号bを受信した受信側のFSK復調装置8の検波
回路9は、上方へずれた周波数fH,fLをそのまま
検波する。したがつて、第9図に示すように、検
波回路9から出力される電圧信号b′のVH,VL
正常時の電圧信号bのVH,VLに比較して上方へ
dVだけ零点移動した信号波形となる。
このようなdVだけ零点移動した電圧信号bが
復調回路10の電圧比較回路10aの(+)側端
子へ印加されると、(−)側端子へ印加されてい
る基準電圧VRの値は変化しないので、この基準
電圧VRと電圧信号b′の電圧VLとが近接する。し
たがつて、この電圧信号b′に少しの雑音等が混入
していると、この復調回路10が誤動作する懸念
がある。また、上記零点移動量dVの値が基準電
圧VRより大きくなると、この復調回路10では
電圧信号b′を元のデジタルデータ信号dへ全く復
調できない問題が生じる。
なお、前記電圧周波数特性が(−)側方向へ零
点移動したり、又は、電圧制御発振器3へ入力さ
れるデジタルデータ信号aに大きな零点変動が生
じた場合においても、電圧制御発振器3の発振周
波数fH,fLが移動するので、上述した問題が生じ
る。
本発明はこのような実情に鑑みてなされたもの
であり、たとえ検波された電圧信号に大幅な零点
移動が生じていたとしても周波数変調信号から常
に正しいデジルデータ信号が復調でき、装置とし
ての信頼性を大幅に向上できるFSK復調装置を
提供することを目的とする。
[問題点を解決するための手段] 本発明は、入力された周波数変調(FSK)信
号を検波回路で各搬送周波数値に対応した電圧信
号に変換し、この電圧信号を復調回路でプリアン
ブルとデータとを含む伝送フレームを示す元のデ
ジタルデータ信号へ復調するFSK復調装置にお
いて、前記復調回路は、制御端子へ印加されたホ
ールド指令信号に応動して電圧信号の信号値を保
持するサンプルホールド回路と、電圧信号におけ
る信号値の一つの電圧増大方向への変化から次の
電圧増大方向への変化までの経過時間を計時する
計時手段と、この計時手段において計時された経
過時間が伝送フレームのプリアンブルにおける1
(Hレベル)の継続時間に対応して設定された規
定時間に達したときサンプルホールド回路へホー
ルド指令信号を送出するサンプルホールド回路制
御手段と、電圧信号の振幅値の1/2の基準電圧を
出力する基準電圧回路と、一方の入力端子に電圧
信号が入力され他方の入略端子にサンプルホール
ド回路の保持電圧から基準電圧回路の基準電圧を
差引いた比較電圧が入力される電圧比較回路と備
えたものである。
[作用] 本発明のFSK復調装置であれば、検波回路か
ら出力された電圧信号は電圧比較回路へ入力され
るとともにサンプルホールド回路へ入力される。
なお、一般に伝送フレームの先頭部分に設定され
るプリアンブル部分は一定時間以上の1(Hレベ
ル)状態が継続するので、例えばタイマ等の計時
手段にて電圧信号内の信号値の一つの電圧増大方
向への変化から次のに電圧増大方向への変化まで
の継続時間を計時することによつてプリアンブル
を特定できる。そして、そのときの信号値(1に
対応するHレベル値)をサンプルホールド回路で
保持電圧として保持する。一方、電圧信号のVH
とVLとの差で示される振幅値VDは零点変動が生
じたとしてもほぼ一定値であるので、前記サンプ
ルホールド回路の保持電圧から振幅値の1/2の基
準電圧を差引いた差電圧を前記電圧信号をデジタ
ルデータ信号へ復調する場合倍の比較電圧として
採用すれば、その比較電圧が電圧信号の零点変動
に応動して変化するので、この比較電圧値が、常
時電圧信号のVH又とVLの中間に位置し、VH又は
VLに近接することはない。したがつて、電圧比
較回路の出力端子から正しいデジタルデータ信号
が得られる。
[実施例] 以下本発明の一実施例を図面を用いて説明す
る。
第1図は実施例に係わるFSK復調装置を示す
ブロツク図である。第5図と同一部分には同一符
号を付し示す。すなわち、アンテナ6を介して受
信機7で受信した周波数変調(FSK)信号は検
波回路11で電圧信号eに変換されたのち復調回
路12へ入力される。復調回路12へ入力された
電圧信号eは抵抗13を介して電圧比較回路14
の(+)側入力端子へ入力されるとともに、サン
プルホールド回路15および立上り検出回路16
へ入力される。サンプルホールド回路15から出
力される保持電圧Vhoは抵抗17を介して電圧比
較回路14の(−)側入力端子へ入力される。こ
の(−)側入力端子には抵抗18aと図示極性の
バツテリ18bからなる基準電圧回路18から電
圧信号eの振幅値VD(=VH−VL)の1/2の基準電
圧VD/2が逆極性(−VD/2=−0.25V)で印加
されている。すなわち電圧比較回路14の(−)
側入力端子にはサンプルホールド回路15の保持
電圧Vhoから基準電圧回路18の基準電圧
(VD/2)を差引いた比較電圧VR(Vho−VD
2)が入力される。比較回路14の出力端子14
aには+5Vの制御電圧がプルアツプ抵抗19を
介して印加されている。
前記立上り検出回路16は、第4図に示すよう
に、入力された電圧信号eの電圧増加方向への変
化を検出する回路であり、電圧信号eの立上りを
検出すると、立上り検出パルスiをマスクロプロ
セツサ(MPU)20の割込端子INTへ送出す
る。マイクロプロセツサ(以下MPUと略記する)
20は各種入出力ポートおよひタイマ20aを内
蔵し、立上り検出パルスiおよびクロツク発振器
21からクロツク端子CPへΔT毎の時間割込信号
が入力すると、第2図および第3図の各割込処理
を実行するようにプロクグラム構成されている。
すなわち、MPU20は、第2図において、割
込端子INTへ立上り検出パルスiが入力すると、
タイマ20aをリセツトして再起動させる。した
がつて、タイマ20aは立上りパルスiのパルス
間隔、すなわち電圧信号eのHレベルの継続時間
を計時する。
また、MPU20は、第3図に示すように、ク
ロツク端子CPにクロツク発振器21から例えば
数msの微少時間に設定されたΔT毎の時間割Δ
信号が入力されるとタイマ20aにて計時されて
いる経過時間Tを読取る。そして、この経過時間
Tが予め設定された規定時間T0に達していなけ
ればそのままこの時間割込処理を終了させる。規
定時間T0に達していれば、サンプルホールド回
路15の制御端子Gへホールド指令パルスgを送
出する。
なお、前記規定時間T0は、第4図に示すよう
に、プリアンブルとデータとポストアンブルから
なる伝送フレームにおけるプリアンブルの1(H
レベル)継続時間(数+ms〜百数+msより若
干短い時間に設定されている。
サンプルホールド回路15はMPU20からホ
ールド指令パルスgが入力されると、その時点に
おける電圧信号eの信号値を保持電圧Vhoとして
出力する。
このように構成されたFSK復調装置の動作を
第4図のタイムチヤートを用いて説明する。
検波回路11から出力される電圧信号eには前
述したようにプリアンプルとデータおよびポスト
アンプルからなる伝送フレームが含まれるが、こ
の伝送フレームのHレベルおよびLレベル部分に
相当する位置の信号値(電圧値)をVHおよびVL
とし、振幅値(VH−VL)をVDとする。なお、こ
の振幅値VDは前述した送信側の電圧制御発振器
3の電圧周波数特性の傾きで決まるほぼ一定値で
あり、この実施例においては0.5Vである。
そして、時刻t0にて電圧信号eがプリアンブル
の先頭位置で立上ると、立上り検出回路16から
立上り検出パルスiが出力されMPU20のタイ
マ20aが経過時間Tの計時を開始する。そし
て、経過時間Tが規定時間T0に達するとMPU2
0からホールド指令パルスgが出力され、サンプ
ルホールド回路15は電圧信号eにおけるプリア
ンブルのHレベルが接続している後半部分の信号
値VHを保持電圧Vhoとして出力する。
電圧比較回路14の(−)側入力端子には前述
したように−VD/2の基準電圧も印加されてい
るので、この(−)側入力端子に印加される比較
電圧VRは(VH−VD/2)となる。したがつて、
これ以降、電圧信号eはこの比較電圧VRと比較
されることになる。そして、比較結果が出力端子
14aからデジタルデータ信号hとして出力され
る。なお、このデジタルデータ信号hのHレベル
の電圧値は、出力端子14aにプルアツプ抵抗1
9を介して5Vの制御電圧が印加されているので、
5Vとなる。
なお、伝送フレームにおけるデータ区間におい
ては、信号値が頻繁にHレベル又はLレベルへ変
化するので、タイマ20aの経過時間Tが規定時
間T0を計時するまえにこのタイマ20はリセツ
トされてしまう。よつて、データ受信途中でホー
ルド指令パルスgが出力されることはない。
このようなFSK復調装置であれば、電圧比較
回路14の(−)側入力端子に印加されている比
較電圧VRは電圧信号eのHレベルに相当する信
号値VHとLレベルに相当する信号値VLとの中間
の電圧値(VH−VD/2)(VH−VL)/2となる。
したがつて、たとえこの電圧信号eに零点変動が
生じて、各信号値VH、VLが大きく変動したとし
ても、電圧比較回路14において、各信号値VH
VLが確実に弁別される。
その結果、たとえ送信側の電圧制御発振器3の
第6図で示した電圧周波数特性又はデータ処理回
路2から送出されるデジタルデータ信号aに大き
な零点変動が発生したとしても、このFSK復調
装置で周波数変調信号dを常に正しいデジタルデ
ータ信号hに復調することが可能である。
[発明の効果] 本発明のFSK復調装置によれば、伝送フレー
ムに含まれるるプリアンブルの1(Hレベル)の
信号値を用いて電圧比較回路の比較電圧を設定し
ている。したがつて、たとえ検波された電圧信号
に大幅な零点移動が生じていたとしても周波数変
調(FSK)信号から常に正しいデジタルデータ
信号が復調でき、装置としての信頼性を大幅に向
上できる。
【図面の簡単な説明】
第1図乃至第4図は本発明の一実施例に係わる
FSK復調装置を示すものであり、第1図は全体
を示すブロツク図、第2図および第3図はMPU
の動作を示す流れ図、第4図は動作を示すタイム
チヤートであり、第5図は従来のデータ伝送シス
テムを示すブロツク図、第6図は電圧制御発振器
の電圧周波数特性を示す図、第7図は従来装置の
復調回路を示す回路図、第8図および第9図は従
来装置の動作を示すタイムチヤートである。 3……電圧制御発振器、11……検波回路、1
2……復調回路、14……電圧比較回路、15…
…サンプルホールド回路、16……立上り検出回
路、18……基準電圧回路、20……MPU、2
0a……タイマ回路、21……クロツク発振器。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 入力された周波数変調(FSK)信号を検波
    回路で各搬送周波数値に対応した電圧信号に変換
    し、この電圧信号を復調回路でプリアンブルとデ
    ータとを含む伝送フレームを示す元のデジタルデ
    ータ信号へ復調するFSK復調装置において、前
    記復調回路は、制御端子へ印加されたホールド指
    令信号に応動して前記電圧信号の信号値を保持す
    るサンプルホールド回路と、前記電圧信号におけ
    る信号値の一つの電圧増大方向への変化から次の
    電圧増大方向への変化までの経過時間を計時する
    計時手段と、この計時手段にて計時された経過時
    間が前記伝送フレームのプリアンブルにおける1
    (Hレベル)の継続時間に対応して設定された規
    定時間に達したとき前記サンプルホールド回路へ
    ホールド指令信号を送出するサンプルホールド回
    路制御手段と、前記電圧信号の振幅値の1/2の基
    準電圧を出力する基準電圧回路と、一方の入力端
    子に前記電圧信号が入力され他方の入力端子に前
    記サンプルホールド回路の保持電圧から前記基準
    電圧回路の基準電圧を差引いた比較電圧が入力さ
    れる電圧比較回路と備えたことを特徴とする
    FSK復調装置。
JP62225525A 1987-09-09 1987-09-09 Fsk demodulator Granted JPS6468161A (en)

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JPS6468161A JPS6468161A (en) 1989-03-14
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