JPH0445636A

JPH0445636A - Ｆｓｋ受信機

Info

Publication number: JPH0445636A
Application number: JP15459190A
Authority: JP
Inventors: Yoichiro Minami; 南　洋一郎
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1990-06-13
Filing date: 1990-06-13
Publication date: 1992-02-14
Anticipated expiration: 2012-01-29
Also published as: JP2576266B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明はＦＳＫ受信機に関し、特に直交検波受信方式を
とるＦＳＫ受信機に関する。

〔従来の技術〕

近年、集積回路の進歩によって受信機の小型化が進んで
きた。しかし、無線部を例にとると、回路の基本方式が
従来と同じであるため集積化が不可能か、あるいは、集
積化が困難な素子の存在により、小型化の限界に近づい
ているのが現状である。たとえば、スーパーヘテロダイ
ン受信機においては、高周波、中間周波フィルタ等が集
積化において大きな面積を必要としている。そこで、Ｆ
ＳＫ受信機の小型・軽量化のために第１３図に示すよう
な直交検波受信方式が考えられている。

直交検波受信方式は、受信波の搬送周波数と局部発振周
波数とを等しくし、ミキサ回路１０２によって受信周波
数と局部発振周波数のビートをとりだし低減通過フィル
タ１０３によりベースバンド信号のみとする系を２系統
有し、これら２系統からのベースバンド信号をリミッタ
回路１０４で振幅制限したあと復調処理をして復調信号
を得る方式である。

直交検波受信方式では、局部発振周波数と搬送周波数が
一致しているために中間周波数がゼロとなるので、イメ
ージ周波数が存在しないことが特徴である。このことは
高周波増幅器１０１においてイメージ周波数を減衰する
ための選択性の高いフィルタを全く必要としないことを
意味している。また、隣接チャンネル妨害波を減衰させ
るためのチャンネル・フィルタとして作用する低域通過
フィルタ１０３は、中間周波数がゼロであることから、
低周波のアクティブフィルタで構成が可能であり、集積
回路上に実現可能となる。

以上述べたように直交検波受信方式を用いることにより
、高周波フィルタ、中間周波フィルタ等を削除すること
が可能となるために、ＦＳＫ受信機の小型・軽量化が実
現可能となる。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが直交検波受信方式は第１３図に示されるように
ミキサ回路１０２、低域通過フィルタ１０３、リミッタ
回路１０４がそれぞれ２系統ずつ必要であるため、直交
検波方式の従来のＦＳＫ受信機は、１系統のスーパーヘ
テロダイン方式のＦＳＫ受信機と比較して、消費電流か
大きくなるという欠点があった。

〔課題を解決するための手段〕

本発明のＦＳＫ受信機は、２値デジタル信号で周波数変
調された変調波を受信するＦＳＫ受信機に於て、電圧制
御発振回路により出力される周波数が前記変調波の搬送
周波数とほぼ等しい局部発振信号を用いてミキサ回路に
より前記変調波からベースバンド信号を生成する第１及
び第２の系と、これら第１及び第２の系が出力した前記
ベースバンド信号の信号処理を行うことにより復調信号
を得る直交検波復調回路と、前記第１の系より出力され
る前記ベースバンド信号を周波数検波する第１の手段と
、この第１の手段より出力される信号の平均値電圧を出
力する第２の手段と、前記平均値電圧にオフセット電圧
を加えた信号及び差引いた信号を発生する第３の手段と
、前記第１の手段より出力される信号が前記第３の手段
の２つの出力信号の間にある場合停止信号を出力する第
４の手段と、出力電圧によって前記電圧制御発振回路の
８力周波数を制御し前記停止信号により出力電圧を保持
する発振回路と、前記停止信号により前記第２の系の電
源を通電する電源制御手段とを備えている。

前記第１及び第２の系がそれぞれミキサ回路、低域通過
フィルタ及びリミッタ回路を含んで構成されていてもよ
い。

〔実施例〕

次に、本発明について図面を参照して説明する。

第１図は本発明の一実施例を示すブロック図である。

まずはしめに、第１図に示す実施例の復調動作について
説明する。

マークあるいはスペースの２値デジタル信号で周波数変
調された受信波は、高周波増幅器１０１で増幅され、２
分割されてそれぞれミキサ回路１０２に入力される。ま
た、電圧制御発振回路１０９が出力した局部発振信号は
、９０度移相器１０８に入力され位相を±４５度、−４
５度ずつまわされて、ミキサ回路１０２に入力される。

このような回路構成をとることにより、９０度位相のず
れた信号がミキサ回路１０２よりベースバドへ周波数変
換され、出力される。後述するように電圧制御発振回路
１０９がＡＦＣ回路１１０で制御され、搬送周波数と局
部発振周波数は一致しているので、ベースバンド信号は
ビート周波数となる。低域通過フィルタ１０３はベース
バンド信号のみを取り出すことと、雑音の帯域制限を行
うものである。ベースバンド信号は、各々リミッタ回Ｆ
！＠１０４に入力されて２値化され、信号Ｉ。

Ｑとなる。

信号１．Ｑの波形は、例えば第２図に示すようになる。

ここで、データは受信波で伝送されてきたデータを示す
。信号１．Ｑは復調回路１０５に入力することにより、
周波数検波が行われる。復調回路１０５は、第３図に示
すように、Ｄフリップフロップで構成される。Ｄフリッ
プフロップのクロック人力ＣＬを信号Ｉ、データ人力り
を信号Ｑとすると、タロツクの立ち上がりでデータをカ
ウントする場合、出力は第２図に示す出力りのようにな
り、信号Ｉ、Ｑの位相が９０度変化することにより、出
力しも同様に変化してデータが復調される。

このようにして復調された復調信号は、雑音を取り除く
ための低域通過フィルタ１０６を通り、コンパレータ回
路１０７により２値化され、２値デジタル信号として出
力される。

次に、ＡＦＣ回路１１０について説明する。

第４図はＡＦＣ回ＦＩ＆ｌｌＯのブロック図である。

第４図において、１０は復調回路、１１は低域通過フィ
ルタ、１２は平均値回路、１３はオフセット回路、１４
．１５はコンパレータ回路、１６はアンド回路、１７は
のこぎり棟発生回路である。第４図には第１図における
電圧制御発振回路１０９も図示した。

ＡＦＣ回路１１０は、リミッタ回路１０４の出力信号Ｑ
を周波数検波することにより搬送周波数に対するオフセ
ット周波数を検出し、オフセット周波数が一定値以内に
なったときに自走している電圧制御発振回路１０９を一
定周波数に停止させ、局部発振周波数を受信波の搬送周
波数に追従させるものである。

第５図はＡＦＣ回路１１０の各部の信号波形を示す図で
ある。

第５図を参照してＡＦＣ回路１１０の動作について説明
する。

信号Ｑはリミッタ回路１０４の出力でありオフセット周
波数ΔＦかかかっているものとするー。つまり、マーク
もしくはスペースにおいて信号Ｑの周波数は±ＦＤ−Δ
Ｆ　（ＦＤは周波数偏移）である。

復調回路１０は、−例として第６図に示すような、遅延
時間Ｔの遅延図！！８６１と排他的論理和回路６２から
構成される遅延検波回路であるとする。復調回路１０の
出力はＤで示されるパルス幅Ｔのパルス波になる。パル
ス波りを第７図に示す低域通過フィルタ１１で積分する
ことにより、信号Ｑの周波数に比例した電圧比力Ｏがえ
られる。

電圧出力Ｏの平均値はオフセット周波数ΔＦと無関係で
あり、周波数偏移ＦＤに対応する電圧出力となる。なぜ
ならば、信号Ｑの周波数はＦＤ−ΔＦとｌ　−ＦＤ−Δ
Ｆ　ｌ　＝ＦＤ＋ΔＦであるので、周波数の平均値はＦ
Ｄとなる。信号０の平均値Ａを求めるのは平均値回路１
２によりおこなっている。時定数は１／ＢＲ（ＢＲはビ
ットレート）より充分長くしである。本実施例における
平均値回路１２は、第８図に示すように、１次ＲＣ積分
回路である。平均値Ａはオフセット回路１３に入力され
、士Δ■の電圧が加えられてＶＨ＝Ａ十ΔＶとＶＬ＝Ａ
−Δ■とが発生される。コンパレータ回ＦＩ＠１４．１
５にはコンパレータ回路１４の出力ＶＯＨがＯ＜ＶＨの
ときハイに、コンパレータ回路１５の出力ＶＯＬがＯ＞
ＶＬのときにハイになるように各々０とＶＨ，ＯとＶＬ
が入力される。ＶＯＬ、ＶＯＬはアンド回路１６に入力
され、■ＯＬ、Ｖ○Ｈ共にハイのときだけアンド回路１
６の出力Ｃはハイになる。このことは、信号○が平均値
ＡからΔ■以内であるとき信号Ｃはハイとなることを示
している。

以上のことを具体的な数値を上げて示す。

復調回路１０に於ける復調感度をＫＤ　（Ｖ／ｋＨｚ）
とすると、信号ＯはＫＤ　（ＦＤ±ΔＦ）となり、ΔＦ
＞ＫＤ・ΔＦのときに信号Ｃがハィになる。ＫＤ＝１０
ｍＶ／ｋＨｚ、Δ■＝１０ｍＶとすればΔＦ＜１に’Ｈ
ｚであるとき信号Ｃがハイとなる。

オフセット回路１３を第９図に示す。平均値Ａはボルテ
ージ・ホロワ６５を通して抵抗６８゜６９と定電流回路
６６．６７によってオフセット電圧±Δ■を発生してい
る。また、コンパレータ回路１４．１５は、第１０図に
示すように、トランジスタ７７．７８．抵抗７５，７６
、定電流回路７９から成る差動増幅器と、トランジスタ
８０゜抵抗８１から成るレベルシフト回路により構成し
ている。

第１１図はのこぎり波発生回路１７のブロック図である
。

のこぎり波発生回路１７は、ＲＳラッチ９１とコンパレ
ータ８９，９０を用いて定電流回路８３．８４を制御し
、定電流回路８３によりコンデンサ８２を充電し高電圧
側設定電圧ＶＣＨ以上になったら、ＲＳラッチ９１が反
転し定電流回路８４により急速にコンデンサ８２を放電
する。次に、定電圧側設定電圧ＶＣＬ以下になるとＲＳ
ラッチ９１が反転してまた定電流回路８３により充電を
開始することを繰り返すことにより、のこぎり波を発生
する回路である。のこぎり波発生回路１７は信号Ｃがハ
イのとき自走を停止し、そのときの電圧ＶＴを維持する
。信号Ｃがハイになることによりスイッチ９２が閉じて
定電流回路８３゜８４がオフになり、ハイ・インピータ
ンスの状態になる。

のこぎり波発生回路１７の出力ＶＴは電圧制御発振回路
１０９に入力される。このために電圧制御発振回路１０
９は、のこぎり波発生回路１７によって第１２図に示す
ような出力ＶＴの周期で、自走することになる。ここで
、１周期が１ビ・ソト内にはいるためにのこぎり波の周
期は１ビ・ント長より短い必要がある。

また、第１２図に示すように局部発振周波数は搬送周波
数ＦＣの上下で変化する必要がある。これは、ＡＦＣ回
路１１０に入力されたビート周波数がプラス側に周波数
オフセットがかかつているのかマイナス側にかかつてい
るのかを判断することが不可能であるために、搬送周波
数ＦＣの上下に於て局部発振周波数ＰＬを変化させオフ
セットが小さくなる点を検出する必要があるためである
。

局部発振周波数が周期的に変化することによりベースバ
ンド信号Ｉ、Ｑの周波数ＦＩ、ＦＱも同様に変化する。

このために１ビツト中に必ず１回は搬送周波数ＦＣと局
部発振周波数ＰＬとの誤差があらかじめ定められた周波
数以内になる時があるので、信号Ｃも１ビツト中に少な
くとも１回はハイになる。この時点でのこぎり波発生回
路１７の出力ＶＴは一定値になるために、局部発振周波
数ＦＬは搬送周波数ＦＣとあらかじめ定められた周波数
以内になりＡＦＣがかかることがわかる。

次に、電源制御回路１１１について説明する。

ＡＦＣ回路１１−０によって局部発振周波数ＦＬが固定
していない場合は、搬送周波数ＦＣの変調波の強度が微
弱であるか、全く送信されていない時であるとみなす事
が出来る。そのため、少なくともＡＦＣ回路１１０と接
続されている下段の系２のミキサ回路１０２．低域通過
フィルタ１０３゜リミッタ回路１０４の電源か入ってり
）れば良く、信号Ｃがハイの場合以外は系１の電源は入
れる必要がない。電源制御回路１１１は、信号Ｃがノ１
イ、すなわち搬送周波数ＦＣに対して局部発振周波数Ｆ
Ｌが追従してＡＦＣがかかった場合（こ、第１図に示す
上段の系１のミキサ回１ｉ１０２．低域通過フィルタ１
０３．リミ・ンタ回路１０４の電源を入れる。

〔発明の効果〕

以上述べたように本発明は、無信号時には消費電流の多
いミキサ回路を１系統停止することが可能となるので低
消費電力化がはかれるとν弓効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のプロ・ンク図、第２図は第
１図における復刊回路１０５の動作を説明するための波
形図、第３図は復調回路１０５のブロック図、第４図は
第１図におけるＡＦＣ回路１１０のブロック図、第５図
はＡＦＣ回路１１０における各種信号の波形図、第６．
７，８．９’。１０．１１図は第４図における復調回路１０．低域通過
フィルタ１１．平均値回路１２．オフセット回路１３．
コンパレータ回路１４及び１５．のこぎり波発生回路１
７をそれぞれ示すブロック図、第１２図は第１図におけ
るＡＦＣ回路１１０の動作を説明するための波形図、第
１３図は従来のＦＳＫ受信機の一例のブロック図である
。１０・・・復調回路、１１・・・低域通過フィルタ、１
２・・・平均値回路、１３・・・オフセット回路、１４
゜１５・・・コンパレータ回路、１６・・・アンド回路
、１７・・・のこぎり波発生回路、１０１・・・高周波
増幅器、１０２・・・ミキサ回路、１０３・・・低域通
過フィルタ、１０４・・・リミッタ回路、１０５・・・
復調回路、１０６・・・低域通過フィルタ、１０７・・
・コンパレータ回路、１０８・・・９０度移相器、１０
９・・・電圧制御発振回路、１１０・・・ＡＦＣ回路、
１１１・・・電源制御回路。

Claims

【特許請求の範囲】１、２値デジタル信号で周波数変調された変調波を受信
するＦＳＫ受信機に於て、電圧制御発振回路により出力
される周波数が前記変調波の搬送周波数とほぼ等しい局
部発振信号を用いてミキサ回路により前記変調波からベ
ースバンド信号を生成する第１及び第２の系と、これら
第１及び第２の系が出力した前記ベースバンド信号の信
号処理を行うことにより復調信号を得る直交検波復調回
路と、前記第１の系より出力される前記ベースバンド信
号を周波数検波する第１の手段と、この第１の手段より
出力される信号の平均値電圧を出力する第２の手段と、
前記平均値電圧にオフセット電圧を加えた信号及び差引
いた信号を発生する第３の手段と、前記第１の手段より
出力される信号が前記第３の手段の２つの出力信号の間
にある場合停止信号を出力する第４の手段と、出力電圧
によって前記電圧制御発振回路の出力周波数を制御し前
記停止信号により出力電圧を保持する発振回路と、前記
停止信号により前記第２の系の電源を通電する電源制御
手段とを備えたことを特徴とするＦＳＫ受信機。２、前記第１及び第２の系がそれぞれミキサ回路、低域
通過フィルタ及びリミッタ回路を含むことを特徴とする
請求項１記載のＦＳＫ受信機。