JPH0583038A - 角変調信号の復調装置 - Google Patents

角変調信号の復調装置

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JPH0583038A
JPH0583038A JP3241244A JP24124491A JPH0583038A JP H0583038 A JPH0583038 A JP H0583038A JP 3241244 A JP3241244 A JP 3241244A JP 24124491 A JP24124491 A JP 24124491A JP H0583038 A JPH0583038 A JP H0583038A
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modulation signal
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満 佐々木
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 角変調信号を直交変換する直交変換手段11
と、直交変換手段11の出力から所望の周波数帯域の信
号を通過させるローパスフィルタ19、20と、ローパ
スフィルタ19、20の出力信号のあらかじめ定めた単
位時間あたりの位相変化量を検出するための検出回路1
2とを具備する角変調信号の復調装置10において、検
出回路12は合成回路14、象限検知手段27、絶対値
化手段28、29、π/4シフト手段30、31、除算
手段32、演算手段33、位相補正手段34とを含んで
構成されている角変調信号の復調装置。 【効果】 ベクトル演算により角変調信号をデジタル信
号処理で復調する場合、サンプリング周波数を上げるこ
となく、角変調信号の復調装置10においての演算数、
特に判断を行う回数を減少させることができ、同一機能
を持ちながら少ない演算ステップ数で±πの角度を識別
することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は角変調信号の復調装置、
より詳細には周波数変調や位相変調等の角変調が行われ
た信号を復調するための角変調信号の復調装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来よ
り、角変調信号を非同期でダイレクトコンバージョンに
より復調する場合、直交変換により求められる信号をベ
クトル的に演算して単位時間あたりの位相変化量を求め
る方法が提案されている。
【0003】従来の角変調信号の復調回路を図面に基づ
いて説明する。図2は角変調信号の復調回路40を示す
ブロック図であり、11は直交変換回路、12は検出回
路を示している。入力端子13は2つの乗算器15、1
6に接続されており、乗算器15は移相器18を介して
局部発振回路17に接続されており、乗算器16は直接
局部発振回路17に接続されている。さらに乗算器1
5、16はローパスフィルタ(以下「LPF」と記す)
19、20にそれぞれ接続されており、LPF19、2
0は検出回路12に接続されている。LPF19は検出
回路12を構成する乗算器21、23に接続されてお
り、また遅延回路36を介して乗算器21、24にも接
続されている。一方、LPF20は乗算器22、24に
接続されており、また遅延回路37を介して乗算器2
2、23にも接続されている。さらに乗算器21、22
はそれぞれ加算器25に接続され、乗算器23、24は
それぞれ減算器26に接続されている。これら加算器2
5及び減算器26は除算器41に接続されており、さら
に除算器41は位相検出回路42及びバンドパスフィル
タ(以下「BPF」と記す)43を介して出力端子38
に接続されている。
【0004】このように構成された角変調信号の復調回
路40の入力端子13から入力された位相変調信号は乗
算器15、16にそれぞれ与えられる。これら信号とと
もに、局部発振器17から前記位相変調信号の搬送波近
傍における周波数で第1局部発振信号が乗算器16に与
えられ、さらに、前記第1局部発振信号の位相を移相器
18によって90。だけずらした第2局部発振信号が乗
算器15に与えられ、乗算器15、16は直交成分をベ
クトル的に合成して合成信号を作成する。そして各乗算
器15、16から出力された信号はそれぞれローパスフ
ィルタ19、20を介して検出回路12に与えられる。
ローパスフィルタ19からの出力は乗算器21、23に
直接入力されるとともに、遅延回路36を介してあらか
じめ定めた時間Δtだけ遅延されて各乗算器21、24
にも入力される。また、ローパスフィルタ20からの出
力は乗算器22、24に直接入力されるとともに、遅延
回路37を介してあらかじめ定められた時間Δtだけ遅
延されて各乗算器22、23にも入力される。乗算器2
1、22からの出力は加算器25で加算されて除算器4
1に与えられ、乗算器23、24からの出力は減算器2
6で減算されて除算器41に与えられる。除算器41は
加算器25からの出力と減算器26からの出力との除算
を行い、その除算結果は位相検出回路42に与えられ、
単位時間Δtあたりの加算器25からの出力と減算器2
6からの出力との位相のずれによって位相変化量Δθが
求められる。この位相変化量ΔθはBPF43に与えら
れた後、出力端子38から出力される。
【0005】以下、検出回路12において位相変化量Δ
θを求める方法について説明する。入力端子13から入
力された位相変調信号と2つの局部発振信号とにより直
交変換された信号をベクトル平面に展開する際、ある時
刻における入力信号の値をA=R1 +jX1 とし、その
入力信号の単位時間Δt秒後の値をB=R2 +jX 2
する。そしてこれらの値のベクトルの位相差を求めるた
めベクトルの除算を行うと、
【0006】
【数1】
【0007】となる。これより単位時間あたりの位相変
化量Δθは、
【0008】
【数2】
【0009】となる。しかし、数2に示したように、ta
n-1 関数を用いるため、単純には±π/2までの信号し
か求められない。また数値演算、特に級数を用いてtan
-1 関数を展開する場合には、下記の数3に示したよう
な Gregoryの級数を使用するが、
【0010】
【数3】
【0011】これでは|x|≦1まで、つまり±π/4
までしか一意的には求められず、何らかの判断により±
πの数値を算出しなければならない。しかし±πの数値
の算出には判断が増大してプログラムのステップ数を増
大させるという課題があった。
【0012】つまり、ベクトル平面を図3に示したよう
に、π/4ずつに分割し、その角度を算出していたた
め、信号の象限情報と、|x|≦1の判別情報が必要と
なっていた。たとえば、図3のA点の角度を求める場
合、|x|=|Y/X|≧1なので、x=1/xとおい
てから Gregoryの級数、つまり数3に示した式により演
算する。また、X>0、Y>0なので第1象限であるこ
とからθ=π−tan-1 (X/Y)となり、信号の象限情
報と、|x|≦1の判別情報が必要となっていた。
【0013】本発明はこのような課題に鑑み発明された
ものであって、容易に±πの角度を識別できる角変調信
号の復調装置を提供することを目的としている。
【0014】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明に係る角変調信号の復調装置は、角変調信号を
直交変換する直交変換手段と、該直交変換手段の出力か
ら所望の周波数帯域の信号を通過させるフィルタと、該
フィルタの出力信号のあらかじめ定めた単位時間あたり
の位相変化量を検出する検出手段とを具備する角変調信
号の復調装置において、前記検出手段が前記フィルタの
出力信号を合成して変調信号を取り出す合成回路と、該
合成回路の出力信号の象限を検知する象限検知手段と、
前記合成回路の出力信号を絶対値化する絶対値化手段
と、絶対値化された出力信号をπ/4シフトするシフト
手段と、前記シフト手段からの出力を除算する除算手段
と、除算された出力を演算する演算手段と、該演算手段
からの出力を前記象限検知手段による検知結果に基づい
て補正する位相補正手段とを含んで構成されていること
を特徴としている。
【0015】
【作用】上記構成によれば、角変調信号を直交変換する
直交変換手段と、該直交変換手段の出力から所望の周波
数帯域の信号を通過させるフィルタと、該フィルタの出
力信号のあらかじめ定めた単位時間あたりの位相変化量
を検出する検出手段とを具備する角変調信号の復調装置
において、前記検出手段が前記フィルタの出力信号を合
成して変調信号を取り出す合成回路と、該合成回路の出
力信号の象限を検知する象限検知手段と、前記合成回路
の出力信号を絶対値化する絶対値化手段と、絶対値化さ
れた出力信号をπ/4シフトするシフト手段と、前記シ
フト手段からの出力を除算する除算手段と、除算された
出力を演算する演算手段と、該演算手段からの出力を前
記象限検知手段による検知結果に基づいて補正する位相
補正手段とを含んで構成されているので、ベクトル演算
により角変調信号をデジタル信号処理で復調する場合、
サンプリング周波数を上げることなく、角変調信号の象
限情報のみを判断するだけで±πの角度が識別されるこ
ととなる。つまり、角変調信号の復調装置においての演
算数、特に判断を行う回数が減少し、同一機能を持ちな
がら演算ステップ数が減少することとなる。
【0016】
【実施例】以下、本発明に係る角変調信号の復調装置の
実施例を図面に基づいて説明する。図1は角変調信号の
復調回路を示すブロック図である。図中11は直交変換
回路、12は検出回路を示している。入力端子13は2
つの乗算器15、16に接続されており、乗算器15は
移相器18を介して局部発振回路17に接続されてお
り、乗算器16は直接局部発振回路17に接続されてい
る。さらに各乗算器15、16はローパスフィルタ(以
下「LPF」と記す)19、20にそれぞれ接続されて
おり、LPF19、20は検出回路12に接続されてい
る。検出回路12は合成回路14、象限検知手段27、
絶対値化手段28、29、シフト手段30、31、除算
器32、演算手段33及び位相補正手段34を含んで構
成されており、合成回路14は乗算器21、22、2
3、24、遅延器36、37、加算器25及び減算器2
6によって構成されている。LPF19は合成回路14
を構成する乗算器21、23に接続されており、また遅
延回路36を介して乗算器21、24にも接続されてい
る。一方、LPF20は乗算器22、24に接続されて
おり、また遅延回路37を介して乗算器22、23にも
接続されている。さらに、乗算器21、22は加算器2
5に接続され、乗算器23、24は減算器26に接続さ
れている。これら加算器25及び減算器26には象限検
知手段27が接続されており、さらに加算器25は絶対
値化手段28、π/4シフト手段30を介して除算器3
2に接続されている。また減算器26は絶対値化手段2
9、π/4シフト手段31を介して除算器32に接続さ
れている。除算器32はさらに演算手段33及び位相補
正手段34を介してLPF35に接続され、LPF35
はさらに出力端子38に接続されている。また、象限検
知手段27は直接位相補正手段34に接続されており、
絶対値化手段28はさらにπ/4シフト手段31にも接
続され、絶対値化手段29はさらにπ/4シフト手段3
0にも接続されている。
【0017】このように構成された角変調信号の復調装
置10において、入力端子13から入力された位相変調
信号は乗算器15、16にそれぞれ与えられる。これら
信号とともに、局部発振器17から前記位相変調信号の
搬送波近傍における周波数で第1局部発振信号が乗算器
16に与えられ、さらに、前記第1局部発振信号の位相
を移相器18によって90。だけずらした第2局部発振
信号が乗算器15に与えられ、位相変調信号と非同期な
信号を発生する局部発振信号は乗算器15、16によっ
て乗算され、すなわち直交成分がベクトル的に合成され
て合成信号が作成される。そして各乗算器15、16か
ら出力された信号はそれぞれローパスフィルタ19、2
0によって不要帯域が除去され、検出回路12に与えら
れる。ローパスフィルタ19からの出力は乗算器21、
23に直接入力されるとともに、遅延回路36を介して
あらかじめ定めた時間Δtだけ遅延されて乗算器21、
24に与えられる。また、ローパスフィルタ20からの
出力はそれぞれ乗算器22、24に直接入力されるとと
もに、遅延回路37を介してあらかじめ定められた時間
Δtだけ遅延されて乗算器22、23にも入力される。
乗算器21、22からの出力は加算器25で加算され
て、下記の数4に示したように、
【0018】
【数4】
【0019】となり、象限検知手段27に与えられる。
また、乗算器23、24に与えられた出力は減算器26
で減算されて、下記の数5に示したように、
【0020】
【数5】
【0021】となり、象限検知手段27に与えられる。
象限検知手段27では加算器25からの出力の符号によ
り、また、減算器26からの出力の符号により象限が判
別される。
【0022】さらに、加算器25で加算された出力は絶
対値化手段28に入力されて絶対値化され、絶対値化さ
れた出力はπ/4シフト手段30、31に与えられる。
また、減算器26で減算された出力は絶対値化手段29
に入力されて絶対値化され、絶対値化された出力はπ/
4シフト手段30、31に与えられる。そしてπ/4シ
フト手段30、31によって、下記の数6に示した座標
軸の回転移動の公式
【0023】
【数6】
【0024】より、θ=−π/4として、−π/4シフ
トされる。そして−π/4シフトされた出力はそれぞれ
除算器32に与えられ、除算器32によってこの2値の
ベクトルの位相差を求めるために除算され、演算手段3
3によって除算結果から単位時間あたりの位相変化量Δ
θが下記の数7により求められる。
【0025】
【数7】
【0026】ただし、絶対値化及び−π/4シフトによ
り|y/x|>1となることはない。そして、角度情
報、つまり単位時間あたりの位相変化量Δθを得た出力
は、先の象限検知手段27に与えられた出力とともに位
相補正手段34によって、下記の表1に示したように補
正されて真値を得た後、LPF35を介して出力端子3
8に出力される。
【0027】
【表1】
【0028】以上説明した本実施例によれば、ベクトル
演算により角変調信号をデジタル信号処理で復調する場
合、サンプリング周波数を上げることなく、角変調信号
の象限情報のみを判断するだけで復調することができ、
つまり角変調信号の復調装置10においての演算数、特
に判断を行う回数を減少させることができ、同一機能を
持ちながら少ない演算ステップ数で±πの角度を識別す
ることができる。また、除算を乗算の組み合わせで行う
ような素子、例えばDSP等の場合には特に効果があ
る。
【0029】
【発明の効果】以上詳述したように本発明に係る角変調
信号の復調装置は、角変調信号を直交変換する直交変換
手段と、該直交変換手段の出力から所望の周波数帯域の
信号を通過させるフィルタと、該フィルタの出力信号の
あらかじめ定めた単位時間あたりの位相変化量を検出す
る検出手段とを具備する角変調信号の復調装置におい
て、前記検出手段が前記フィルタの出力信号を合成して
変調信号を取り出す合成回路と、該合成回路の出力信号
の象限を検知する象限検知手段と、前記合成回路の出力
信号を絶対値化する絶対値化手段と、絶対値化された出
力信号をπ/4シフトするシフト手段と、前記シフト手
段からの出力を除算する除算手段と、除算された出力を
演算する演算手段と、該演算手段からの出力を前記象限
検知手段による検知結果に基づいて補正する位相補正手
段とを含んで構成されているので、ベクトル演算により
角変調信号をデジタル信号処理で復調する場合、サンプ
リング周波数を上げることなく、角変調信号の象限情報
のみを判断するだけで復調することができ、つまり角変
調信号の復調装置においての演算数、特に判断を行う回
数を減少させることができ、同一機能を持ちながら少な
い演算ステップ数で±πの角度を識別することができ
る。また、除算を乗算の組み合わせで行うような素子、
例えばDSP等の場合には特に効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る角変調信号の復調装置の実施例を
示すブロック図である。
【図2】従来の角変調信号の復調装置を示すブロック図
である。
【図3】従来の角変調信号の復調装置の角度情報を求め
る方法を説明するための図である。
【符号の説明】
10 復調装置 11 直交変換回路 12 検出回路 14 合成回路 19、20 ローパスフィルタ 27 象限検知手段 28、29 絶対値化手段 30、31 π/4シフト手段 32 除算器 33 演算手段 34 位相補正手段

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 角変調信号を直交変換する直交変換手段
    と、該直交変換手段の出力から所望の周波数帯域の信号
    を通過させるフィルタと、該フィルタの出力信号のあら
    かじめ定めた単位時間あたりの位相変化量を検出する検
    出手段とを具備する角変調信号の復調装置において、前
    記検出手段が前記フィルタの出力信号を合成して変調信
    号を取り出す合成回路と、該合成回路の出力信号の象限
    を検知する象限検知手段と、前記合成回路の出力信号を
    絶対値化する絶対値化手段と、絶対値化された出力信号
    をπ/4シフトするシフト手段と、前記シフト手段から
    の出力を除算する除算手段と、除算された出力を演算す
    る演算手段と、該演算手段からの出力を前記象限検知手
    段による検知結果に基づいて補正する位相補正手段とを
    含んで構成されていることを特徴とする角変調信号の復
    調装置。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0769846A3 (en) * 1995-10-19 1999-01-13 Kabushiki Kaisha Toshiba Delay-type FM demodulation circuit

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0769846A3 (en) * 1995-10-19 1999-01-13 Kabushiki Kaisha Toshiba Delay-type FM demodulation circuit

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