JPH05136837A - Orthogonal detector - Google Patents

Orthogonal detector

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JPH05136837A
JPH05136837A JP3297077A JP29707791A JPH05136837A JP H05136837 A JPH05136837 A JP H05136837A JP 3297077 A JP3297077 A JP 3297077A JP 29707791 A JP29707791 A JP 29707791A JP H05136837 A JPH05136837 A JP H05136837A
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analog
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Koji Matsuyama
幸二 松山
Hideto Furukawa
秀人 古川
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Fujitsu Ltd
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  • Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)

Abstract

PURPOSE:To set an orthogonal detector to be unregulated and to stabilize an operation by permitting an A/D conversion means to extract a difference frequency component between the carrier frequency of an orthogonal amplitude modulation wave and a two phase clock frequency in accordance with a two phase clock having a phase difference 90 degrees, which is supplied from a clock generation means, so as to obtain demodulation output. CONSTITUTION:The orthogonal amplitude modulation wave IF converted into an intermediate frequency signal is inputted to the A/D converters 211 and 212, and the outputs are inputted to a detection part 124 through a re-timing circuit 22. The output of a local oscillator 125 is inputted to a sampling clock generator 23 and two outputs are inputted to the A/D converters 211 and 212. The re-timing circuit 22 re-times two pieces of orthogonal phase information from an input signal at the period of data speed fh corresponding to the number of bits included in the information, and it gives them to the detection part 124. Thus, demodulation output DATA can be obtained.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、直交振幅変調方式を採
用したシステムにおいて、直交振幅変調波を復調してそ
の変調波に含まれる2つの直交した位相情報を得る直交
検波器に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a quadrature detector which demodulates a quadrature amplitude modulation wave in a system adopting a quadrature amplitude modulation system and obtains two quadrature phase information contained in the modulation wave.

【0002】[0002]

【従来の技術】無線回線を介してディジタル伝送を行う
システムでは、変調方式として、例えば、搬送波の振幅
と位相とを個別のベースバンド信号に応じて変化させる
振幅位相変調方式が採用されるが、このような変調方式
の内、周波数の有効利用の点で有利な多値直交振幅変調
方式は、近年、干渉、フェージング歪みに対する補償技
術の進展と変復調技術の高度化とに伴い、多く採用され
つつある。
2. Description of the Related Art In a system for performing digital transmission via a wireless line, as a modulation method, for example, an amplitude / phase modulation method in which an amplitude and a phase of a carrier wave are changed according to individual baseband signals is adopted. Among such modulation methods, the multi-level quadrature amplitude modulation method, which is advantageous in terms of effective use of frequencies, has been widely adopted in recent years with the progress of compensation technology for interference and fading distortion and the sophistication of modulation / demodulation technology. is there.

【0003】このような変調方式によって得られる直交
振幅変調波は、独立した2つのベースバンド信号によっ
て直交する2つの搬送波をそれぞれ平衡変調し、かつそ
の変調出力を合成して得られるので、受信端では、この
ような変調と反対の処理を行う直交検波器を用いて上述
した2つのベースバンド信号を復調する。
The quadrature amplitude modulation wave obtained by such a modulation method is obtained by balance-modulating two orthogonal carrier waves by two independent baseband signals and synthesizing the modulated outputs thereof, so that the receiving end. Then, the above-mentioned two baseband signals are demodulated by using a quadrature detector which performs processing opposite to such modulation.

【0004】図12は、従来の直交検波器の構成例を示
す図である。図において、周波数fc の中間周波信号に
変換された直交振幅変調波IF は、ミキサ1211 、1
212 の一方の入力に与えられる。ミキサ1211 の出
力はローパスフィルタ1221 、アナログ−ディジタル
変換器(A/D)1231 を介して検波部124の一方
の入力に接続され、その出力には復調されたベースバン
ド信号に含まれる情報DATAが得られる。ミキサ12
2 の出力はローパスフィルタ1222 、アナログ−デ
ィジタル変換器(A/D)1232を介して検波部12
4の他方の入力に接続される。ローカル発振器125の
出力はミキサ1211 の他方の入力および90度ハイブ
リッド126の入力に接続され、その出力はミキサ12
2 の他方の入力に接続される。検波部124のクロッ
ク端子は、クロック発生器127の出力に接続される。
FIG. 12 is a diagram showing a configuration example of a conventional quadrature detector. In the figure, the quadrature amplitude modulation wave I F converted into the intermediate frequency signal of the frequency f c is represented by the mixers 121 1 and 1 1.
21 2 applied to one input. The output of the mixer 121 1 is connected to one input of a detection unit 124 via a low-pass filter 122 1 and an analog-digital converter (A / D) 123 1 , and its output is included in a demodulated baseband signal. Information DATA is obtained. Mixer 12
The output of 1 2 is passed through a low-pass filter 122 2 and an analog-digital converter (A / D) 123 2 to the detection section 12
4 is connected to the other input. The output of the local oscillator 125 is connected to the other input of the mixer 121 1 and the input of the 90 degree hybrid 126, and its output is the mixer 12 1.
Connected to the other input of 1 2 . The clock terminal of the detector 124 is connected to the output of the clock generator 127.

【0005】このような構成の直交検波器では、上述し
た直交振幅変調波IF を IF =cos (2πfct+Φ) …(1) の式で示し、かつローカル発振器125の出力信号Lを L=cos (2πfst) …(2) の式で示すと、ミキサ1211 の出力端には
[0005] In the quadrature detector having such a configuration, the quadrature amplitude modulation wave I F described above shown in equation I F = cos (2πf c t + Φ) ... (1), and the output signal L of the local oscillator 125 L = When shown by the equation cos (2πf s t) ... ( 2), the output of the mixer 121 1

【0006】[0006]

【数1】 [Equation 1]

【0007】の式で示されるベースバンド信号が得ら
れ、ミキサ1212 の出力端には、そのベースバンド信
号に直交した信号Qが得られる。上式(1) の第一項はロ
ーパスフィルタ1221 によって除去されるので、その
出力Iは
A baseband signal represented by the equation is obtained, and a signal Q orthogonal to the baseband signal is obtained at the output end of the mixer 121 2 . Since the first term of the above equation (1) is removed by the low pass filter 122 1 , its output I is

【0008】[0008]

【数2】 [Equation 2]

【0009】の式で与えられ、かつローパスフィルタ1
222 の出力Qは、同様にして
The low-pass filter 1 given by
The output Q of 22 2 is similarly

【0010】[0010]

【数3】 [Equation 3]

【0011】の式で与えられる。また、ローカル発振器
125から出力される信号の周波数fs は、一般に、上
述した中間周波信号とほぼ同じ周波数に設定されるので
ローパスフィルタ122 1 、1222の各出力には、
It is given by the equation: Also a local oscillator
Frequency f of the signal output from 125sIs generally on
Since it is set to almost the same frequency as the above-mentioned intermediate frequency signal,
Low-pass filter 122 1, 1222Each output of

【0012】[0012]

【数4】 [Equation 4]

【0013】の式で示されるように、位相情報Φを示す
2つの直交したベースバンド信号が得られる。アナログ
−ディジタル変換器1231 、1232 はこれらのベー
スバンド信号を逐次ディジタル信号に変換して検波部1
24に与え、検波部124はこのようにして与えられる
ディジタル信号に応じてその内容に含まれる情報DAT
Aを送出する。
Two orthogonal baseband signals representing the phase information Φ are obtained as shown in the equation: The analog-to-digital converters 123 1 and 123 2 sequentially convert these baseband signals into digital signals and detect them in the detection unit 1.
24, and the detection section 124 supplies the information DAT contained in the contents in accordance with the digital signal thus provided.
Send A.

【0014】[0014]

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
従来の直交検波器では、ミキサ1211 、1212 、ロ
ーパスフィルタ1221 、1222 および90度ハイブ
リッド126は、アナログ回路で構成され、かつこれら
を構成する個々の素子の機械的寸法が大きいために機器
の実装効率の向上を阻む要因となっていた。また、90
度ハイブリッド126の移相量については、復調出力の
ビット誤り率を大きく左右するが、その調整は容易では
なく、かつ動作環境その他に応じて変化するために直交
検波器の動作の安定性は必ずしも十分なものではなかっ
た。
By the way, in such a conventional quadrature detector, the mixers 121 1 , 121 2 , the low-pass filters 122 1 , 122 2 and the 90-degree hybrid 126 are composed of analog circuits, and The large mechanical size of each element that constitutes the device has been a factor that hinders improvement of the mounting efficiency of the device. Also, 90
The bit error rate of the demodulation output greatly influences the phase shift amount of the quadrature hybrid 126, but its adjustment is not easy and the stability of the operation of the quadrature detector is not always required because it changes depending on the operating environment and other factors. It wasn't enough.

【0015】本発明は、無調整化と動作の安定化とをは
かることができる直交検波器を提供することを目的とす
る。
It is an object of the present invention to provide a quadrature detector capable of achieving no adjustment and stabilizing the operation.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】図1は、本発明の原理ブ
ロック図である。本発明は、直交振幅変調波を復調して
その変調波に含まれる2つの直交した位相情報を得る直
交検波器において、直交振幅変調波の搬送波周波数fc
に対してfc /2<fs <2fc の不等式が成立する周
波数fs で、整数nに対して時間軸上で(1+n)/4
s で与えられる位相差を有する2つのクロックを生成
するクロック生成手段11と、2つのクロックに応じて
個別に直交振幅変調波をディジタル変換し、その変調波
と2相クロックとの差周波数成分の位相を位相情報とし
て得るアナログ−ディジタル変換手段13とを備えたこ
とを特徴とする。
FIG. 1 is a block diagram showing the principle of the present invention. The present invention provides a demodulating a quadrature amplitude modulated wave in quadrature detector to obtain two orthogonal phase information included in the modulated wave, the carrier frequency f c of the quadrature amplitude modulation wave
For a frequency f s at which the inequality of f c / 2 <f s <2f c holds, and (1 + n) / 4 on the time axis for an integer n.
A clock generation means 11 for generating two clocks having a phase difference given by f s , and a quadrature amplitude modulation wave are individually digitally converted according to the two clocks, and a difference frequency component between the modulation wave and the two-phase clock is generated. And an analog-to-digital conversion means 13 for obtaining the phase as the phase information.

【0017】[0017]

【作用】本発明は、アナログ−ディジタル変換手段13
が、クロック生成手段11が供給する2つのクロックに
応じて直交振幅変調波を個別にディジタル変換する。
In the present invention, the analog-digital conversion means 13 is used.
However, the quadrature amplitude modulation wave is individually digitally converted according to the two clocks supplied by the clock generation means 11.

【0018】このような2つクロックの周波数fs は直
交振幅変調波の搬送波周波数fc に対して(fc /2)
<fs <2fc の不等式が成立する値に設定されるの
で、上述したディジタル変換の過程では、周波数軸上で
無用の折り返しが発生せず、かつ|fc −fs |で与え
られる差の周波数成分が得られるが、その成分には上述
した搬送波周波数の位相がそのまま含まれる。また、上
述した2つのクロックの位相差は、時間軸上で整数nに
対して(1+n)/4fs で与えられるので、アナログ
−ディジタル変換手段13の2つの出力には直交した2
つの位相情報が得られる。
The frequency f s of such two clocks is (f c / 2) with respect to the carrier frequency f c of the quadrature amplitude modulation wave.
Since the inequality of <f s <2f c is set to a value that satisfies the above, in the above-described digital conversion process, unnecessary folding does not occur on the frequency axis, and the difference given by | f c −f s | , The frequency component of the carrier frequency is directly included in the component. Further, the phase difference between the two clocks described above, since given by (1 + n) / 4f s for integers n on the time axis, analog - orthogonal to the two outputs of the digital converting means 13 2
One phase information is obtained.

【0019】すなわち、従来例で用いられたミキサやロ
ーパスフィルタに代わるアナログ−ディジタル変換手段
13と、90度ハイブリッドに代えてディジタル回路を
用いて復調出力の直交度を決定するクロック生成手段1
1とを用いて直交検波器が構成されるので、実装効率が
向上して回路の無調整化が可能となり、かつ動作の安定
性が高められる。
That is, the analog-digital converting means 13 which replaces the mixer and the low-pass filter used in the conventional example, and the clock generating means 1 which determines the orthogonality of the demodulation output by using a digital circuit instead of the 90-degree hybrid.
Since the quadrature detector is configured by using 1 and 1, the mounting efficiency is improved, the circuit can be adjusted, and the operation stability is improved.

【0020】[0020]

【実施例】以下、図面に基づいて本発明の実施例につい
て詳細に説明する。図2は、本発明の第一の実施例を示
す図である。
Embodiments of the present invention will now be described in detail with reference to the drawings. FIG. 2 is a diagram showing a first embodiment of the present invention.

【0021】図において、図12に示すものと機能およ
び構成が同じものについては、同じ参照番号を付与して
示し、ここではその説明を省略する。中間周波信号に変
換された直交振幅変調波IF はアナログ−ディジタル変
換器(A/D)211 、212 に与えられ、これらの出
力はそれぞれリタイミング回路22を介して検波部12
4の入力に接続される。ローカル発振器125の出力は
サンプリングクロック発生器23の入力に接続され、そ
の2つの出力はそれぞれアナログ−ディジタル変換器2
1 、212 のクロック端子に接続される。
In the figure, parts having the same functions and configurations as those shown in FIG. 12 are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted here. The quadrature amplitude modulation wave I F converted into the intermediate frequency signal is given to the analog-digital converters (A / D) 21 1 and 21 2, and their outputs are respectively detected through the retiming circuit 22 in the detection section 12.
4 inputs. The output of the local oscillator 125 is connected to the input of the sampling clock generator 23, the two outputs of which are respectively the analog-digital converter 2
It is connected to the clock terminals of 1 1 and 21 2 .

【0022】なお、本実施例と図1に示すブロック図と
の対応関係については、ローカル発振器125およびサ
ンプリングクロック発生器23はクロック生成手段11
に対応し、アナログ−ディジタル変換器211 、212
およびリタイミング回路22はアナログ−ディジタル変
換手段13に対応する。
Regarding the correspondence relationship between this embodiment and the block diagram shown in FIG. 1, the local oscillator 125 and the sampling clock generator 23 include the clock generation means 11
Corresponding to the analog-digital converters 21 1 , 21 2
The retiming circuit 22 corresponds to the analog-digital conversion means 13.

【0023】以下、図2を参照して本実施例の動作を説
明する。直交振幅変調波IF が上述した式(1) で示さ
れ、かつアナログ−ディジタル変換器211 がサンプリ
ングクロック発生器23から与えられる周波数fs のサ
ンプリングクロックに応じて動作する(図3)と、そ
の出力信号Iは、図3に点線で示すように、 fd =fc −fs …(8) の式で示される差の周波数(以下、「折り返し周波数」
という。)fd の成分が出力され、その信号は I=cos (2πfct+Φ) =cos (2π(fs+fd)t+Φ) …(9) の式で示される。なお、fc およびfs の値について
は、周波数軸上で無用の折り返しが発生しない条件にお
いて確実にアナログ−ディジタル変換を行うために、
The operation of this embodiment will be described below with reference to FIG. When the quadrature amplitude modulated wave IF is represented by the above-mentioned formula (1) and the analog-digital converter 21 1 operates according to the sampling clock of the frequency f s given from the sampling clock generator 23 (FIG. 3). , Its output signal I is, as shown by the dotted line in FIG. 3, the frequency of the difference (hereinafter referred to as “folding frequency”) represented by the formula of f d = f c −f s (8)
Say. ) Component of f d is output, the signal is represented by the formula I = cos (2πf c t + Φ) = cos (2π (f s + f d) t + Φ) ... (9). Regarding the values of f c and f s , in order to reliably perform analog-digital conversion under the condition that unnecessary aliasing does not occur on the frequency axis,

【0024】[0024]

【数5】 [Equation 5]

【0025】の不等式が成立する値に設定されるものと
する。さらに、上式(9) は、アナログ−ディジタル変換
器211 の変換周期Ts
It shall be set to a value that satisfies the inequality of. Further, in the above equation (9), the conversion cycle T s of the analog-digital converter 21 1 is

【0026】[0026]

【数6】 [Equation 6]

【0027】の式で与えられ、かつその周期で到来する
サンプリングタイミングtは自然数kに対して t=k・Ts の式で与えられるので、これらを代入すると
Since the sampling timing t which is given by the equation (1) and which arrives at the period is given by the equation (t = kT s) for the natural number k, substituting these

【0028】[0028]

【数7】 [Equation 7]

【0029】と示される。このように、アナログ−ディ
ジタル変換器211の出力に得られる折り返し周波数の
成分には、式(1) に示す直交振幅変調波の位相情報Φが
そのまま含まれるので、例えば、図4に点線で示すよう
に、その位相情報Φが0ラジアンとπラジアンとの間で
変化すると、折り返し周波数の成分の位相も同様に変化
する。
Is indicated as As described above, since the folding frequency component obtained at the output of the analog-digital converter 21 1 includes the phase information Φ of the quadrature amplitude modulation wave shown in the equation (1) as it is, for example, a dotted line in FIG. As shown, when the phase information Φ changes between 0 radians and π radians, the phase of the folding frequency component also changes.

【0030】上述したサンプリングクロックは従来例と
同様にローカル発振器125で直交振幅変調波IF との
同期がとられ、かつほぼ同じ周波数に設定されたサンプ
リングクロックに応じて生成されるので、上式(8) より fd =0 …(11) となる。したがって、アナログ−ディジタル変換器21
1 の出力には、上式(10)の括弧内の第一項が消去されて
ベースバンド信号を示す位相情報の余弦成分が得られ
る。また、アナログ−ディジタル変換器212 は、サン
プリングクロック発生器23から上述したサンプリング
クロックと90度の位相差を有するサンプリングクロッ
クが与えられるので、その出力には Q=sin ( 2πfdt+Φ) の式で与えられる信号が得られるが、上式(11)に基づい
てベースバンド信号を示す位相情報の正弦成分が得られ
る。
The above-described sampling clock is synchronized with the quadrature amplitude modulation wave I F by the local oscillator 125 as in the conventional example, and is generated in accordance with the sampling clock set to substantially the same frequency. From (8), f d = 0 (11) Therefore, the analog-digital converter 21
At the output of 1 , the cosine component of the phase information indicating the baseband signal is obtained by eliminating the first term in parentheses in the above equation (10). Further, since the analog-to-digital converter 21 2 is provided with the sampling clock having a phase difference of 90 degrees from the above-mentioned sampling clock from the sampling clock generator 23, the output thereof is expressed by the formula of Q = sin (2πf d t + Φ). The signal given by is obtained, and the sine component of the phase information indicating the baseband signal is obtained based on the above equation (11).

【0031】リタイミング回路22は、このようにして
与えられた直交する2つの位相情報をこれらに含まれる
ビット数に応じたデータ速度fb の周期でリタイミング
して検波部124に与えるので、その出力には従来例と
同様に復調出力DATAが得られる。 このように本実
施例によれば、従来例のようにアナログのミキサや90
度ハイブリッドを用いずに直交検波器が構成されるの
で、回路規模が低減されてハイブリッドの移相量その他
の複雑な調整が不要となり、かつ動作環境の変動に対し
て動作の安定化をはかることができる。
Since the retiming circuit 22 retimes the two orthogonal phase information given in this way at a cycle of the data rate f b according to the number of bits included in them, the retiming circuit 22 gives them to the detection section 124. A demodulated output DATA is obtained at the output as in the conventional example. Thus, according to the present embodiment, analog mixers and 90
Since the quadrature detector is configured without using the hybrid, the circuit scale is reduced, the hybrid phase shift amount and other complicated adjustments are not required, and the operation is stabilized against changes in the operating environment. You can

【0032】また、本実施例では、自然数nに対してサ
ンプリングクロックの周波数を
In this embodiment, the frequency of the sampling clock is set to the natural number n.

【0033】[0033]

【数8】 [Equation 8]

【0034】の式で示される値fs ′に設定すると、ア
ナログ−ディジタル変換器211 の出力に得られるベー
スバンド信号Iは、上式(9) から
When the value f s ′ shown in the equation is set, the baseband signal I obtained at the output of the analog-digital converter 21 1 is calculated from the above equation (9).

【0035】[0035]

【数9】 [Equation 9]

【0036】の式で与えられる。したがって、アナログ
−ディジタル変換器211 の出力端でこのようなベース
バンド信号を上式(12)で示される周波数でサンプリング
すると、上式(13)は、その小括弧内の第一項が消去可能
であるから、
It is given by the equation: Therefore, if such a baseband signal is sampled at the output terminal of the analog-to-digital converter 21 1 at the frequency shown in the above equation (12), the first term in the parenthesis is eliminated in the above equation (13). Because it is possible

【0037】[0037]

【数10】 [Equation 10]

【0038】となる。すなわち、上式(14)は式(10)に等
しく、例えば、図5〜に示すように、サンプリング
クロックの周波数を整数分の一の値に設定しても、図5
に点線で示すように、同じ折り返し周波数成分が得られ
るので、サンプリングクロックの周波数を小さく設定し
て同様の直交検波が可能となり直交検波器の消費電力を
低減することができる。
[0038] That is, the above equation (14) is equal to the equation (10). For example, even if the frequency of the sampling clock is set to a value that is a fraction of an integer as shown in FIGS.
Since the same folding frequency component is obtained as indicated by the dotted line in Fig. 1, the same quadrature detection can be performed by setting the frequency of the sampling clock small, and the power consumption of the quadrature detector can be reduced.

【0039】図6は、本発明の第二の実施例を示す図で
ある。図において、図2に示すものと機能および構成が
同じものについては、同じ参照番号を付与して示し、こ
こではその説明を省略する。
FIG. 6 is a diagram showing a second embodiment of the present invention. In the figure, parts having the same functions and configurations as those shown in FIG. 2 are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted here.

【0040】本実施例と図2に示す実施例との相違点
は、サンプリングクロック発生器23に代えてこれと位
相差の異なる2つのサンプリングクロックを送出するサ
ンプリングクロック発生器61を備えた点にある。本実
施例の復調動作については、第一の実施例と同じである
から、ここではその説明を省略し、以下では、アナログ
−ディジタル変換器211 、212 に与えられるサンプ
リングクロックの位相差と復調出力の精度との関係につ
いて説明する。
The difference between this embodiment and the embodiment shown in FIG. 2 is that, instead of the sampling clock generator 23, a sampling clock generator 61 for sending out two sampling clocks having different phase differences is provided. is there. Since the demodulation operation of this embodiment is the same as that of the first embodiment, its explanation is omitted here, and in the following description, the phase difference between the sampling clocks given to the analog-digital converters 21 1 and 21 2 will be described. The relationship with the accuracy of demodulation output will be described.

【0041】アナログ−ディジタル変換器211 の出力
には上述したように位相情報Φを示す振幅の信号が得ら
れるので、その位相情報を抽出するには、一般に、式(1
4)に示す出力信号Iに直交した信号が必要である。な
お、以下では、このような直交した信号をそれぞれ「co
s 成分」、「sin 成分」という。ここで、サンプリング
クロック発生器61から出力される2つのサンプリング
クロックの位相差が時間軸上でΔtで与えられると、こ
れらのサンプリングクロックに応じたサンプリングタイ
ミングtは自然数nに対して
Since an amplitude signal indicating the phase information Φ is obtained at the output of the analog-digital converter 21 1 as described above, in order to extract the phase information, the equation (1
A signal orthogonal to the output signal I shown in 4) is required. In the following, such orthogonal signals are referred to as "co
They are called "s component" and "sin component". Here, when the phase difference between the two sampling clocks output from the sampling clock generator 61 is given by Δt on the time axis, the sampling timing t corresponding to these sampling clocks is a natural number n.

【0042】[0042]

【数11】 [Equation 11]

【0043】の式で示される。上述した2つのサンプリ
ングクロックの内、一方のサンプリングクロックに応じ
て直交振幅変調波IF をサンプリングして得られる折り
返し周波数の成分Sd1は、例えば、図7に示すよう
に、搬送波(直交振幅変調波)の位相が他方のサンプリ
ングタイミング(図7)に比べて進んでいる場合に
は、 Sd1=cos (2πfdt+Φ−φ)=cos (2πfdt+Φ−2πfcΔt)…(16) の式で示され、かつ他方のサンプリングクロックに応じ
て同様に得られる折り返し周波数の成分Sd2は、 Sd2=cos (2πfdt+Φ) …(17) の式で示される。したがって、上式(16)、(17)において
φ=0.5πとすると、 Sd1=sin (2πfdt+Φ) Sd2=cos (2πfdt+Φ) となってsin 成分およびcos 成分が抽出され、また、
It is shown by the equation. Of the two sampling clocks described above, the folding frequency component S d1 obtained by sampling the quadrature amplitude modulation wave I F according to one of the sampling clocks is, for example, as shown in FIG. When the phase of the wave) is advanced compared to the other sampling timing (FIG. 7), S d1 = cos (2πf d t + Φ−φ) = cos (2πf d t + Φ−2πf c Δt) ... (16) The folding frequency component S d2, which is represented by the formula and is similarly obtained according to the other sampling clock, is represented by the formula S d2 = cos (2πf d t + Φ) (17). Therefore, if φ = 0.5π in the above equations (16) and (17), S d1 = sin (2πf d t + Φ) S d2 = cos (2πf d t + Φ) and the sin and cos components are extracted, and ,

【0044】[0044]

【数12】 [Equation 12]

【0045】と設定しても、上式(16)、(17)からsin 成
分の符号は反転するが、同様に2つの直交する成分が抽
出される。しかし、受信端では、実際には直交振幅変調
波IF の搬送波成分の周波数fc を誤差なく得ることは
できないので、その周波数にほぼ一致したfc′を再生し
て復調処理に用いる。すなわち、φ= 0.5πとすると、
上式(15)に示す実際のサンプリングタイミングt′は、
Even if is set, the sign of the sin component is inverted from the above equations (16) and (17), but two orthogonal components are similarly extracted. However, at the receiving end, the frequency f c of the carrier component of the quadrature amplitude modulated wave I F cannot be actually obtained without error, and therefore f c ′ that substantially matches the frequency is reproduced and used for demodulation processing. That is, if φ = 0.5π,
The actual sampling timing t ′ shown in the above equation (15) is

【0046】[0046]

【数13】 [Equation 13]

【0047】の式で与えられ、かつ上述した2つのサン
プリングクロックの位相差は時間軸上
The phase difference between the two sampling clocks given by the equation

【0048】でAnd

【数14】 [Equation 14]

【0049】の式で与えられる。ここに、mは、整数で
あって上述した位相差が搬送波の周期より大きい場合に
その周期をサンプリングタイミングの差から除くために
設定すべき定数である。上式(19)では、さらに、Tc
c ′かつn=mとみなすことができるので、上式(19)
は、
It is given by the equation: Here, m is an integer and is a constant that should be set in order to exclude the period from the sampling timing difference when the above-mentioned phase difference is larger than the carrier period. In the above equation (19), T c
Since T c ′ and n = m can be considered, the above equation (19)
Is

【0050】[0050]

【数15】 [Equation 15]

【0051】の近似式に変形できる。このような時間差
のサンプリングクロックに応じて搬送波をサンプリング
して得られる折り返し周波数fd1′、fd2′の位相差
φ′は、
It can be transformed into an approximate expression of The phase difference φ ′ between the folding frequencies f d1 ′ and f d2 ′ obtained by sampling the carrier wave according to the sampling clock having such a time difference is

【0052】[0052]

【数16】 [Equation 16]

【0053】の式で示されるが、その第2項の値はTc
の整数倍であるから消去可能であり
The value of the second term is T c
Can be deleted because it is an integer multiple of

【0054】[0054]

【数17】 [Equation 17]

【0055】の式で与えられる。このようにして得られ
る2つの折り返し周波数は、上式で与えられる位相差
φ′が 0.5ラジアンとなるときに上述したcos 成分とsi
n 成分との位相差に等しくなるので、システムの要求に
応じて決定される直交度の許容誤差がパーセント値aで
与えられる場合には、復調に用いるべき再生搬送波の周
波数fc′は、上述した位相差φ′に応じて、
It is given by the equation: The two folding frequencies thus obtained are the cos component and si described above when the phase difference φ ′ given by the above equation is 0.5 radian.
Since the phase difference with the n component is equal, the frequency f c ′ of the reproduction carrier to be used for demodulation is given by the above when the tolerance of the orthogonality determined according to the requirements of the system is given by the percentage value a. According to the phase difference φ ′

【0056】[0056]

【数18】 [Equation 18]

【0057】の不等式が成立する値に設定すればよい。
このように本実施例によれば、サンプリングクロック発
生器61から出力される2つのサンプリングクロックの
位相差を 0.5ラジアンに限定せず、要求される直交度と
実現可能な再生搬送波の周波数の精度との均衡の下にサ
ンプリングタイミング(図8、)の時間差を(TS
/4+nTS )に設定すればよい。
It may be set to a value that satisfies the inequality of.
As described above, according to the present embodiment, the phase difference between the two sampling clocks output from the sampling clock generator 61 is not limited to 0.5 radian, and the required orthogonality and the feasible frequency accuracy of the reproduced carrier wave can be obtained. sampling timing under the equilibrium (FIG. 8) of the time difference (T S
/ 4 + nT S ).

【0058】したがって、本実施例では、回路の動作速
度を遅くすることができるので消費電力が低減される。
図9は、本発明の第三の実施例を示す図である。
Therefore, in this embodiment, the operating speed of the circuit can be slowed down, and the power consumption is reduced.
FIG. 9 is a diagram showing a third embodiment of the present invention.

【0059】図において、図2および図6に示す実施例
と機能および構成が同じものについては、同じ参照番号
を付与して示し、ここではその説明を省略する。本実施
例と第一および第二の実施例との構成の相違点は、アナ
ログ−ディジタル変換器211 、212 に代えて単一の
アナログ−ディジタル変換器(A/D)91と、その出
力を2つの直交チャネルI、Qに対応させて保持するフ
リップフロップ921 、922 とを設け、かつサンプリ
ングクロック発生器23(61)に代えてアナログ−デ
ィジタル変換器91およびフリップフロップ921 、9
2 に所定のクロックを与えるサンプリングクロック発
生器93を設けた点にある。
In the figure, the embodiment shown in FIGS. 2 and 6 is used.
The same reference numerals for the same functions and configurations as
Are added and shown, and the description thereof is omitted here. Implementation
The difference in configuration between the example and the first and second embodiments is that
Log-digital converter 211, 212Instead of a single
Analog-digital converter (A / D) 91 and its output
A force holding force corresponding to two orthogonal channels I and Q.
Lip flop 921, 922And the sample
The analog clock is used instead of the analog clock generator 23 (61).
Digital converter 91 and flip-flop 921, 9
Two 2Sampling clock that gives a predetermined clock to
The point is that the genitals 93 are provided.

【0060】このような構成の直交検波器では、サンプ
リングクロック発生器93は、アナログ−ディジタル変
換器91に周期TS で時間軸上でTS /4隔たった2つ
のタイミングにクロックを与える(図10)。アナロ
グ−ディジタル変換器91は、そのクロックのタイミン
グにおける直交振幅変調波IF の瞬時値をディジタル信
号に変化する。また、サンプリングクロック発生器93
は、上述した周期でアナログ−ディジタル変換器91の
変換出力が確定するタイミングにフリップフロップ92
1 、922にそれぞれ1つずつのクロックを与える(図
10、)。フリップフロップ921 、922 は、こ
のようにして与えられるクロックに応じてアナログ−デ
ィジタル変換器91の出力を保持するので、その出力に
は第一および第二の実施例と同様にして位相情報Φを示
す2つの直交したベースバンド信号が得られる。
In the quadrature detector having such a configuration, the sampling clock generator 93 gives a clock to the analog-digital converter 91 at two timings T S / 4 apart on the time axis with the period T S (see FIG. 10). The analog-digital converter 91 changes the instantaneous value of the quadrature amplitude modulation wave I F at the clock timing into a digital signal. In addition, the sampling clock generator 93
Is the flip-flop 92 at the timing at which the conversion output of the analog-digital converter 91 is determined in the above-described cycle.
One clock is applied to each of 1 and 92 2 (FIG. 10). Flip-flop 92 1, 92 2, analog in accordance with the clock provided in this way - so to hold the output of the digital converter 91, the output phase information in the same manner as in the first and second embodiments Two orthogonal baseband signals representing Φ are obtained.

【0061】このように本実施例では、単一のアナログ
−ディジタル変換器を用いて直交振幅変調波の復調を行
うことができるので、直交検波器の回路規模が低減され
る。図11は、本発明の第四の実施例を示す図である。
As described above, in this embodiment, since the quadrature amplitude modulation wave can be demodulated by using a single analog-digital converter, the circuit scale of the quadrature detector can be reduced. FIG. 11 is a diagram showing a fourth embodiment of the present invention.

【0062】図において、図2および図6に示す実施例
と機能および構成が同じものについては、同じ参照番号
を付与して示し、ここではその説明を省略する。本実施
と第一および第二の実施例との相違点は、アナログ−デ
ィジタル変換器211 、212 の出力がリタイミング回
路22を介さずに検波部124に与えられ、かつサンプ
リングクロック発生器23(61)に代えて、アナログ
−ディジタル変換器211 、212 および検波部124
にクロック信号を与えるサンプリングクロック発生器1
11を設けた点にある。
In the figure, parts having the same functions and configurations as those of the embodiment shown in FIGS. 2 and 6 are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted here. The difference between this embodiment and the first and second embodiments is that the outputs of the analog-digital converters 21 1 and 21 2 are given to the detection section 124 without passing through the retiming circuit 22, and the sampling clock generator is provided. 23 (61) instead of the analog-digital converters 21 1 and 21 2 and the detector 124.
Clock generator 1 for supplying clock signal to
11 is provided.

【0063】このような構成の直交検波器では、サンプ
リングクロック発生器111は、データ速度fb を示す
クロックと同期したサンプリングクロックを生成し、そ
のサンプリングクロックの周期TS の四分の一隔たった
タイミングにアナログ−ディジタル変換器211 、21
2 に1つずつサンプリングクロックを与える。さらに、
サンプリングクロック発生器111は、アナログ−ディ
ジタル変換器211 、212 が出力するディジタル信号
が確定するタイミングでサンプリングクロックに同期し
て検波部124にクロックを与える。
In the quadrature detector having such a configuration, the sampling clock generator 111 generates a sampling clock which is synchronized with the clock indicating the data rate f b , and is separated by a quarter of the period T S of the sampling clock. Analog-digital converters 21 1 and 21
By 2 one to provide a sampling clock. further,
The sampling clock generator 111 gives a clock to the detection unit 124 in synchronization with the sampling clock at the timing when the digital signals output from the analog-digital converters 21 1 and 21 2 are determined.

【0064】すなわち、データ速度fb を与えるクロッ
クとサンプリングクロックの周波数fc とが同期するの
で、 fS =nfb の式が成立し、上述した式(13)で示されるアナログ−デ
ィジタル変換器の出力として fS ′=fb の式で与えられる周波数のサンプリングクロックで動作
した場合と等化な信号が得られるので、第一〜第三の実
施例で用いられたリタイミング回路22を用いずに同様
の復調処理が可能となって直交検波器の回路規模が低減
される。
That is, since the clock that gives the data rate f b and the frequency f c of the sampling clock are synchronized, the equation of f S = nf b is established, and the analog-digital converter shown by the above equation (13) is established. As an output of the above, an equalized signal can be obtained as in the case of operating with a sampling clock of a frequency given by the expression f S ′ = f b , so the retiming circuit 22 used in the first to third embodiments is used. The same demodulation processing is possible without doing so, and the circuit scale of the quadrature detector is reduced.

【0065】また、本実施例では、サンプリングクロッ
ク発生器111が、周期が(1/fb)に等しく時間軸上で
S 隔たった2つのサンプリングクロックを生成し、か
つ検波部124にデータ速度fb と同じ周波数のクロッ
クを与える場合にも、同様の折り返し周波数成分が得ら
れる。
Further, in the present embodiment, the sampling clock generator 111 generates two sampling clocks whose period is equal to (1 / f b ) and which is separated by T S on the time axis, and the detection unit 124 receives the data rate. Similar folding frequency components can be obtained even when a clock having the same frequency as f b is applied.

【0066】すなわち、直交振幅変調波の復調処理はア
ナログ−ディジタル変換器211 、212 の動作速度を
下げても同様に行われるので、消費電力が低減され、か
つアナログ−ディジタル変換器に高速動作が要求されな
いので低廉化がはかられる。
That is, since the demodulation processing of the quadrature amplitude modulation wave is performed in the same manner even when the operating speeds of the analog-digital converters 21 1 and 21 2 are lowered, the power consumption is reduced and the analog-digital converter operates at high speed. Since no operation is required, the cost can be reduced.

【0067】[0067]

【発明の効果】以上説明したように本発明では、アナロ
グ−ディジタル変換手段が、クロック生成手段から供給
される位相差が90度の2相クロックに応じて直交振幅
変調波の搬送波周波数と上述した2相クロックの周波数
との差周波数の成分を抽出して、その差周波数の成分に
含まれる位相情報から復調出力を得る。
As described above, in the present invention, the analog-to-digital conversion means has the above-mentioned carrier frequency of the quadrature amplitude modulation wave according to the two-phase clock having the phase difference of 90 degrees supplied from the clock generation means. A difference frequency component with respect to the frequency of the two-phase clock is extracted, and a demodulation output is obtained from the phase information included in the difference frequency component.

【0068】すなわち、直交検波器が、従来例で用いら
れたミキサ、ローパスフィルタおよび90度ハイブリッ
ドに代わってディジタル回路で実現可能なクロック生成
手段およびアナログ−ディジタル変換手段で構成される
ので、無調整化が可能となって実装効率と動作の安定性
とが向上し、直交検波器の性能が高められる。
That is, since the quadrature detector is composed of a clock generating means and an analog-digital converting means which can be realized by a digital circuit instead of the mixer, the low-pass filter and the 90-degree hybrid used in the conventional example, no adjustment is required. It is possible to improve the mounting efficiency and operation stability, and improve the performance of the quadrature detector.

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

【図1】本発明の原理ブロック図である。FIG. 1 is a principle block diagram of the present invention.

【図2】本発明の第一の実施例を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a first embodiment of the present invention.

【図3】折り返し周波数の生成過程を説明する図であ
る。
FIG. 3 is a diagram illustrating a process of generating a folding frequency.

【図4】折り返し周波数の位相で示される情報を示す図
である。
FIG. 4 is a diagram showing information represented by a phase of a folding frequency.

【図5】サンプリング周期と折り返し周波数との関係を
示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing a relationship between a sampling period and a folding frequency.

【図6】本発明の第二の実施例を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing a second embodiment of the present invention.

【図7】直交する折り返し周波数成分の抽出過程を説明
する図である。
FIG. 7 is a diagram illustrating a process of extracting orthogonal folding frequency components.

【図8】サンプリングタイミングと折り返し周波数の位
相との関係を示す図である。
FIG. 8 is a diagram showing a relationship between a sampling timing and a phase of a folding frequency.

【図9】本発明の第三の実施例を示す図である。FIG. 9 is a diagram showing a third embodiment of the present invention.

【図10】本実施例の動作タイミングチャートである。FIG. 10 is an operation timing chart of the present embodiment.

【図11】本発明の第四の実施例を示す図である。FIG. 11 is a diagram showing a fourth embodiment of the present invention.

【図12】従来の直交検波器の構成例を示す図である。FIG. 12 is a diagram showing a configuration example of a conventional quadrature detector.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 クロック生成手段 13 アナログ−ディジタル変換手段 21,91,123 アナログ−ディジタル変換器(A
/D) 22 リタイミング回路 23,61,93,111 サンプリングクロック発生
器 92 フリップフロップ(F/F) 121 ミキサ 122 ローパスフィルタ 124 検波部 125 ローカル発振器 126 90度ハイブリッド 127 クロック発生器
11 clock generation means 13 analog-digital conversion means 21, 91, 123 analog-digital converter (A
/ D) 22 Retiming circuit 23, 61, 93, 111 Sampling clock generator 92 Flip-flop (F / F) 121 Mixer 122 Low-pass filter 124 Detection unit 125 Local oscillator 126 90 degree hybrid 127 Clock generator

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 直交振幅変調波を復調してその変調波に
含まれる2つの直交した位相情報を得る直交検波器にお
いて、 前記直交振幅変調波の搬送波周波数fc に対して fc /2<fs <2fc の不等式が成立する周波数fs で、整数nに対して時間
軸上で(1+n)/4fsで与えられる位相差を有する2
つのクロックを生成するクロック生成手段(11)と、 前記2つのクロックに応じて個別に前記直交振幅変調波
をディジタル変換し、その変調波と前記2相クロックと
の差周波数成分の位相を前記位相情報として得るアナロ
グ−ディジタル変換手段(13)とを備えたことを特徴
とする直交検波器。
1. A demodulating quadrature amplitude modulation wave quadrature detector to obtain two orthogonal phase information included in the modulated wave, f c / 2 relative to the carrier frequency f c of the quadrature amplitude modulated wave < A frequency f s at which the inequality of f s <2f c holds, and a phase difference given by (1 + n) / 4f s on the time axis with respect to the integer n 2
Clock generating means (11) for generating one clock, and digitally converting the quadrature amplitude modulated wave individually according to the two clocks, and the phase of the difference frequency component between the modulated wave and the two-phase clock is the phase. A quadrature detector comprising an analog-digital conversion means (13) for obtaining information.
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