JPH0537239A - 信号検波回路 - Google Patents

信号検波回路

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JPH0537239A
JPH0537239A JP18853991A JP18853991A JPH0537239A JP H0537239 A JPH0537239 A JP H0537239A JP 18853991 A JP18853991 A JP 18853991A JP 18853991 A JP18853991 A JP 18853991A JP H0537239 A JPH0537239 A JP H0537239A
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JP
Japan
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signal
output
group
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pass filter
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JP18853991A
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English (en)
Inventor
Hiroshi Ichikawa
啓 市川
Haruo Isaka
治夫 井阪
Kenichi Honjo
謙一 本庄
Makoto Goto
誠 後藤
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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  • Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 部品のばらつきに強く容易にフィルタのQを
高くでき、被検波信号中の所望の信号の周波数変動にも
追従可能な信号検波回路を提供することを目的とする。 【構成】 被検波信号中の所望の信号を、乗算器群3、
差動出力低域通過フィルタ群4、最大値検出手段5によ
り検出して取り出す信号検波回路。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は信号中の所望の周波数成
分を取り出す信号検波回路に関するものである。
【0002】
【従来の技術】多くの周波数成分が混在する信号中から
所望の周波数の信号を検波する従来の技術の一例を図面
を参照しながら説明する。
【0003】(図11)は従来の信号検波回路の基本構
成図を示すものである。(図11)において、1101
は帯域通過フィルタ、1102は振幅検波回路である。
【0004】(図11)において、帯域通過フィルタ1
101は、被検波信号中の所望の周波数の信号に同調し
てその信号を抽出する働きをし、振幅検波回路は抽出し
た信号のレベルを出力する働きをする。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記のよ
うな構成では、帯域通過フィルタの帯域Qを上げにく
く、フィルタのばらつきが大きくなってしまい、何らか
の要因によって被検波信号中の所望の信号の周波数が変
化した場合に対応できず、IC化しにくいという問題点
を有していた。
【0006】本発明は上記問題点に鑑み、部品のばらつ
きにつよく、容易にフィルタのQを高くすることがで
き、所望の信号周波数の変動にも追従可能な信号検波回
路を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに本発明の信号検波回路は、クロック発生手段と、該
クロック発生手段の出力信号から被検波信号中の所望の
信号の周波数のn相の信号を発生するn相信号発生手段
と、該n相信号発生手段からのn個の出力信号と被検波
信号との間で乗算演算を行う乗算器群と、該乗算器群か
らのn個の出力信号のそれぞれの低域成分を抜き出す差
動出力低域通過フィルタ群と、該差動出力低域通過フィ
ルタ群からの正相逆相n組の出力の最大値を検出する最
大値検出手段とを有して構成したものである。
【0008】
【作用】本発明は上記した構成によって、従来の共振回
路よりなされる帯域通過フィルタをなくすことが可能
で、ばらつきに強く、また出力の低域通過フィルタで自
由に等価Qをあげられる。また、クロック発生手段を被
検波信号より被検波信号に同期したクロックを生成する
PLL回路より構成することにより被検波信号中の所望
の信号の周波数の変動にも追従可能な信号検波回路とす
ることができる。また、エミッタ結合型トランジスタで
最大値を検出する構成にすることにより、さらにリップ
ル分を低減することができる。
【0009】
【実施例】以下本発明の第1の実施例の信号検波回路に
ついて、図面を参照しながら説明する。
【0010】(図1)は本発明の第1の実施例における
信号検波回路の構成図を示すものである。(図1)にお
いて、1はクロック発生手段、2はn相信号発生手段、
3は乗算器群、4は差動出力低域通過フィルタ群、5は
最大値検出手段である。
【0011】以上のように構成された信号検波回路につ
いて、以下(図1)及び(図2)を用いてその動作を説
明する。
【0012】クロック発生手段1の出力からn相信号発
生手段2は被検波信号と略同じ周波数のn相の信号を出
力する。今、被検波信号の内、所望の信号の成分を、A
1SIN(ω1t+θ)、n相信号発生手段の出力のひと
つをSIN(ω1t+φ)とすると、乗算回路群の対応
する乗算回路の出力は A1SIN(ω1t+θ)×SIN(ω1t+φ) =−0.5A1{COS(2ω1t+θ+φ)−COS(θーφ)} となる。このうち第1項は高い信号成分であり、次に接
続される差動出力低域通過フィルタ群4の対応する差動
出力低域通過フィルタで減衰される。したがって出力に
は被検波信号中の所望の信号成分の振幅A1に比例し
た、±0.5A1COS(θーφ)の直流信号が得られ
る。しかし、この信号は被検波信号中の所望の信号の位
相によってもレベルが変化してしまう為、所望の信号の
振幅を検出したことにはならない。しかし、各差動出力
低域通過フィルタの出力はn相信号発生手段2の出力の
位相に応じてそれぞれずれているので、そこでこの差動
出力低域通過フィルタの出力を最大値検出手段5に入力
することにより所望の信号の位相によるレベルの変動を
抑えることができる。
【0013】(図2)は(図1)の動作波形図で、n=
3の場合の被検波信号中の所望の信号の位相に対する各
点の信号の様子を示す。201〜206は差動出力低域
通過フィルタ群4の正相逆相の出力、207は最大値検
出回路5の出力であり、この出力がすなわち所望の信号
の検波信号になる。この振幅出力はリップル変動分を持
つが、n=3の場合は約1.1dBの出力変動、n=4
の場合は約0.7dBの出力変動に抑えることができ、
要求される仕様に応じて、nを選択すればよい。
【0014】以上のように本実施例によれば、クロック
発生手段と、該クロック発生手段の出力信号から被検波
信号中の所望の信号の周波数のn相の信号を発生するn
相信号発生手段と、該n相信号発生手段からのn個の出
力信号と再生信号との間で乗算演算を行う乗算器群と、
該乗算器群からのn個の出力信号のそれぞれの低域成分
を抜き出す差動出力低域通過フィルタ群と、該差動出力
低域通過フィルタ群からの正相逆相n組の出力の最大値
を検出する最大値検出手段を具備することにより、差動
出力低域通過フィルタのカットオフ周波数により決まる
等価な帯域通過フィルタを実現しているため、フィルタ
のばらつきが少なく、また回路のQを上げ易く、IC化
しやすくすることができる。
【0015】以下本発明の第2の実施例について図面を
参照しながら説明する。(図3)は本発明の第2の実施
例における信号検波回路の構成図である。(図3)にお
いて、301は低域通過フィルタ群、302は絶対値回
路群である。本実施例は、第1の実施例において差動出
力していた低域通過フィルタ群4を、通常の低域通過フ
ィルタ群301に変更し、この低域通過フィルタ群30
1からn個の出力を取り出し、各信号の絶対値を絶対値
回路群302によって生成し、それらの信号の最大値を
検波信号とする構成である。
【0016】(図4)は(図3)の動作波形図で、n=
3の場合の被検波信号中の所望の信号の位相に対する各
点の信号の様子を示す。401〜403は低域通過フィ
ルタ群301の出力が絶対値回路群302を通った後の
信号レベル、404は最大値検出手段5の出力である。
そしてこの出力がすなわち所望の信号の検波信号にな
る。第2の実施例の構成において得られる検波信号は、
第1の実施例の場合とまったく同じであり、本実施例の
特徴も第1の実施例の場合と同様になる。
【0017】(図5)は本発明の第3の実施例を示す信
号検波回路の構成図である。(図5)において、501
は最大値回路群である。本実施例は、第1の実施例にお
いて差動出力低域通過フィルタ群4からn組の正相逆相
の出力を取り出し、各信号組での最大値を最大値回路群
501で生成し、それらの信号の総和を検波信号とする
構成である。
【0018】(図6)は(図5)の動作波形図で、n=
3の場合の被検波信号中の所望の信号の位相に対する各
点の信号の様子を示す。601〜603は最大値回路群
501の出力、604は加算器502の出力であり、こ
の出力がすなわち所望の信号の検波信号になる。この振
幅出力もリップル変動分を持つが、その量は(図2)に
示す第1の実施例の動作波形図における量と同じにな
る。
【0019】(図7)は本発明の第4の実施例を示す信
号検波回路の構成図である。これは第2の実施例におい
て最大値検出手段5を加算器502に置き換えた構成で
ある。本実施例における動作波形図は、(図6)に示す
ものと同様になる。
【0020】(図8)は本発明の第5の実施例を示す信
号検波回路の構成図である。(図8)において、801
はPLL回路である。本実施例は、n相信号発生手段2
に被検波信号中の所望の信号に同期した信号を送る為に
PLL回路を用いたもので、同期検波における中心周波
数が所望の信号の周波数の変動に応じて追従する。した
がって、等価Qをより高く設定可能で、所望の信号の周
波数変動時にも安定な信号検波回路とすることができ
る。
【0021】なお本実施例は、PLL回路を(図1)に
示す第1の実施例の構成に組み込んだものであるが、第
2の実施例乃至第4の実施例の構成にも同様に組み込む
ことができる。
【0022】(図9)は本発明の第1の実施例における
信号検波回路の最大値検出手段5の一実施例を示す構成
図である。901はエミッタ結合型のNPNトランジス
タ群、902は定電流源、903はトランジスタの駆動
電圧、904は入力端子群、905は出力端子である。
(図10)はn=2のときの動作を説明するための波形
図である。以下に(図9)及び(図10)を参照してそ
の動作を説明する。
【0023】NPNトランジスタ=911,912,9
13,914にそれぞれV1+,V1-,V2+,V2-が入力
されている場合を考える。
【0024】θ=θ1のときは、NPNトランジスタ9
11だけが導通状態である。したがってそのときの出力
OはV1−kT/q・ln(IO/IS)となる。具体的
に定数 kT/q=0.026[V]、IO=50[μ
A]、IS=2.2×10-16[A]を代入すると、VO
=V1−0.6799[V]である。
【0025】またθ=θ3のときは、NPNトランジス
タ913だけが導通状態である。したがってそのときの
出力VOはV2−kT/q・ln(I0/IS)となる。同
様に定数を代入すると、VO=V2−0.6799[V]
である。
【0026】一方、θ=θ2のときはV1=V2で、NP
Nトランジスタ911,913が導通状態となり、それ
ぞれのエミッタ電流がI0/2になる。そのときの出力
OはV1−kT/q・ln(I0/2/IS)またはV2
−kT/q・ln(I0/2/IS)であり、θ=θ1
θ3のときに比べ、VBEがΔVだけ下がる。θ1<θ<θ
3ではI0がそれぞれNPNトランジスタ911,913
のエミッタ電流として分配され、VBEがθ=θ1=θ3
ときに比べ小さくなる。結果として出力VOは(図1
0)の実線で示されるようにリップル分が改善された波
形となる。ここで実際にΔVを求めると、ΔV=kT/
q・ln(I0/IS)−kT/q・ln(I 0/2/
S)=18.0mVとなる。この例では、最大値検出
回路をエミッタ結合したNPNトランジスタで構成する
ことにより、出力信号リップル分のpp値を18.0m
V低減することができるを示している。
【0027】なお(図9)に示す実施例は、第2の実施
例における最大値検出手段5にもそのまま適用すること
ができ、この最大値検出手段における動作も、(図1
0)で述べたものと同様になる。
【0028】なお、第1乃至第4の実施例において、各
相間の位相は正確に等間隔である必要はない。
【0029】また、第1の実施例及び第3の実施例では
低域通過フィルタ4を差動出力するように構成したが、
もちろん乗算器群を差動出力するように構成してもよ
い。
【0030】また、第1の実施例及び第2の実施例の最
大値検出手段5において、入力信号中の最大値を求める
過程、構成についてはどのようなものでも良い。
【0031】また第5の実施例において、PLL回路の
出力信号は、その周波数のみが被検波信号中の所望の信
号と一致しておればよく、位相は異なっていてもよいの
で、被検波信号中に他の同期信号があれば、その同期信
号を逓倍あるいは分周することによって所望の信号の周
波数と一致する信号が得られれば良い。
【0032】
【発明の効果】以上のように本発明は、クロック発生手
段と、該クロック発生手段の出力信号から被検波信号中
の所望の信号周波数のn相の信号を発生するn相信号発
生手段と、該n相信号発生手段からのn個の出力信号と
被検波信号との間で乗算演算を行う乗算器群と、該乗算
器群からのn個の出力信号のそれぞれの低域成分を抜き
出す差動出力低域通過フィルタ群と、該差動出力低域通
過フィルタ群からの正相逆相n組の出力の最大値を検出
する最大値検出手段とを備えることにより、従来の共振
回路よりなされる帯域通過フィルタをなくすことが可能
で、ばらつきに強く、また出力の低域通過フィルタで自
由に等価Qをあげることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例における信号検波回路の
構成図である。
【図2】第1の実施例における動作波形図である。
【図3】本発明の第2の実施例における信号検波回路の
構成図である。
【図4】第2の実施例における動作波形図である。
【図5】本発明の第3の実施例を示す信号検波回路の構
成図である。
【図6】第3の実施例における動作波形図である。
【図7】本発明の第4の実施例を示す信号検波回路の構
成図である。
【図8】本発明の第5の実施例を示す信号検波回路の構
成図である。
【図9】本発明の第1の実施例の信号検波回路における
最大値検出手段の実施例の構成図である。
【図10】本発明の第1の実施例の信号検波回路におけ
る最大値検出手段の実施例の動作波形図である。
【図11】従来の信号検波回路の基本構成図を示すもの
である。
【符号の説明】
1 クロック発生手段 2 n相信号発生手段 3 乗算器群 4 差動出力低域通過フィルタ群 5 最大値検出手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 後藤 誠 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 クロック発生手段と、該クロック発生手
    段の出力信号から被検波信号中の所望の信号の周波数の
    n相の信号を発生するn相信号発生手段と、該n相信号
    発生手段からのn個の出力信号と該被検波信号との間で
    乗算演算を行う乗算器群と、該乗算器群からのn個の出
    力信号のそれぞれの低域成分を抜き出す差動出力低域通
    過フィルタ群と、該差動出力低域通過フィルタ群からの
    正相逆相n組の出力の最大値を検出する最大値検出手段
    とを具備したことを特徴とする信号検波回路。
  2. 【請求項2】 クロック発生手段と、該クロック発生手
    段の出力信号から被検波信号中の所望の信号の周波数の
    n相の信号を発生するn相信号発生手段と、該n相信号
    発生手段からのn個の出力信号と該被検波信号との間で
    乗算演算を行う乗算器群と、該乗算器群からのn個の出
    力信号のそれぞれの低域成分を抜き出す低域通過フィル
    タ群と、該低域通過フィルタ群からのn個の出力のそれ
    ぞれの絶対値を検出する絶対値回路群と、該絶対値回路
    群の出力の最大値を検出する最大値検出手段とを具備し
    たことを特徴とする信号検波回路。
  3. 【請求項3】 クロック発生手段と、該クロック発生手
    段の出力信号から被検波信号中の所望の信号の周波数の
    n相の信号を発生するn相信号発生手段と、該n相信号
    発生手段からのn個の出力信号と該被検波信号との間で
    乗算演算を行う乗算器群と、該乗算器群からのn個の出
    力信号のそれぞれの低域成分を抜き出す差動出力低域通
    過フィルタ群と、該差動出力低域通過フィルタ群からの
    正相逆相n組の出力の各組の最大値を検出する最大値回
    路群と、該最大値回路群からのn個の信号の総和を求め
    る加算器とを具備したことを特徴とする信号検波回路。
  4. 【請求項4】 クロック発生手段と、該クロック発生手
    段の出力信号から被検波信号中の所望の信号の周波数の
    n相の信号を発生するn相信号発生手段と、該n相信号
    発生手段からのn個の出力信号と該被検波信号との間で
    乗算演算を行う乗算器群と、該乗算器群からのn個の出
    力信号のそれぞれの低域成分を抜き出す低域通過フィル
    タ群と、該低域通過フィルタ群からのn個の出力信号の
    それぞれの絶対値を検出する絶対値回路群と、該絶対値
    回路群からの出力の総和を求める加算器とを具備したこ
    とを特徴とする信号検波回路。
  5. 【請求項5】 クロック発生手段は被検波信号より該被
    検波信号中の所望の信号に同期したクロックを生成する
    PLL回路よりなることを特徴とする請求項1から請求
    項4のいずれかに記載の信号検波回路。
  6. 【請求項6】 最大値検出手段は、差動出力低域通過フ
    ィルタ群からの正相逆相n組の出力を、エミッタを共通
    接続された2n個のNPNトランジスタ群の各ベースに
    入力し出力を該エミッタ側から取り出すことを特徴とす
    る請求項1記載の信号検波回路。
  7. 【請求項7】 最大値検出手段は、絶対値回路群からの
    n個の出力を、エミッタを共通接続されたn個のNPN
    トランジスタ群の各ベースに入力し出力を該エミッタ側
    から取り出すことを特徴とする請求項2記載の信号検波
    回路。
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