JPH0583311A - 位相同期検出回路 - Google Patents

位相同期検出回路

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JPH0583311A
JPH0583311A JP3268416A JP26841691A JPH0583311A JP H0583311 A JPH0583311 A JP H0583311A JP 3268416 A JP3268416 A JP 3268416A JP 26841691 A JP26841691 A JP 26841691A JP H0583311 A JPH0583311 A JP H0583311A
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Yoshiaki Ishizeki
芳明 石関
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 QPSK復調器の同期誤差を検出するコスタ
スループとして好適の位相同期検出回路であって、低電
圧動作が可能なものを提供することを目的とする。 【構成】 従来のコスタスループにおいては、演算式
(P+Q)(P−Q)P・Qを、直列処理していたが、
本実施例は、この演算式と同一の式(P2−Q2)P・Q
を第1乃至第4の乗算器6a,6b,6c,6d及び加
算器1により回路動作上実現する。このように、各乗算
項を並列に処理することにより、差動回路の縦積みを減
らし、低電圧化に適した回路構成を実現できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は位相同期検出回路に関
し、特に低電圧下での動作を要求される4相直交位相
(QPSK)復調回路の同期誤差を検出するのに好適の
位相同期検出回路に関する。
【0002】
【従来の技術】図4に示す構成の一般的なQPSK復調
器は、入力端11から入力した復調すべきQPSK信号
を第1の位相検波器12と第2の位相検波器14に入力
し、第1の位相検波器12の出力を第1の出力端13に
出力すると共に、コスタスループ(同期誤差検出器)1
6の第1の入力端に出力し、第2の位相検波器14の出
力を第2の出力端15に出力すると共に、コスタスルー
プ16の第2の入力端に出力する。コスタスループ16
で位相同期検出を行うことにより得られた誤差信号Rは
コスタスループ出力端17からLPF(ローパスフィル
タ)18を介してVCO(電圧制御発振器)19に送ら
れ、VCO19の発振周波数の制御に使用される。VC
O19の出力は第1の位相検波器12に入力されると共
に、π/4[rad]位相器20を介して第2の位相検波
器14にも入力されるように構成されている。
【0003】従来のコスタスループ16は、図5に示す
構成を有している。即ち、コスタスループは、第1の出
力端13に出力されるP信号と第2の出力端15に出力
されるQ信号を用いて、位相同期検出に必要な一連の演
算操作である下記数式1の演算を一箇の乗算器によって
直列処理を行い、コスタスループ出力端17にその結果
を示す信号Rを出力する。
【0004】
【数1】 (P+Q)(P−Q)P・Q=(P2 −Q2 )P・Q
【0005】次に、図6を参照して、従来のコスタスル
ープ16の具体的な回路動作の一例について説明する。
前記数式1で示す演算処理はトランジスタQ11乃至Q
24で構成される回路部分によって行われる。電源V1
を基準に第1の出力端13に出力されるP点信号(図3
参照)をトランジスタQ11のベースに入力すると共
に、電源V2を基準に第2の出力端5に出力されるQ点
信号(図3参照)を、縦積みにしたトランジスタQ1
4,Q15のベースに入力すると、電流源I4に対して
P×Qの乗算を行ったことになる。
【0006】次に、積重ねたトランジスタQ17,Q2
0のベースには抵抗R7に発生したP点と同相の信号が
入力され、対するトランジスタQ18,Q19のベース
には抵抗R8に発生したQ点と逆相の信号が入力され
る。トランジスタQ17とトランジスタQ18、トラン
ジスタQ19とトランジスタQ20は互いに差動構成で
あるため、ここでは電流源I4に対して更にP−(−
Q)=P+Qを乗算したことになる。
【0007】同様にして、積重ねたトランジスタQ2
1,Q24のベースには抵抗R9に発生したP点と同相
の信号が印加され、対するトランジスタQ22,Q23
のベースには抵抗R10に発生したQ点と同相の信号が
印加されるため、電流源I4に対してP−Qを乗算した
ことになり、コスタスループ出力端17には図3のR点
波形に示す信号が出力され、これにより位相同期検出に
必要な前記数式1の演算処理結果が得られる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
コスタスループでは直列演算方式の乗算器を使用した構
成上、4段積の差動回路が必要となり、シリコンプロセ
スを用いた集積回路においては、トランジスタの動作電
圧確保の面から5V等、低電圧での使用は実用上適さな
いという欠点がある。このため、近年の信号処理技術の
ディジタル化に伴い、コスタスループを用いたQPSK
復調器の重要性が増す一方、機器の小型化及びポータブ
ル化に伴う低電圧動作が望まれる中、従来のコスタスル
ープは周辺回路との電源の共有化が難しくなるという問
題点がある。
【0009】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、回路動作に必要な電圧を低くすることがで
き、周辺ディジタル回路等との電源の共有化及びバッテ
リーの小型化等を可能にする位相同期検出回路を提供す
ることを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明に係る位相同期検
出回路は、位相検波後の第1及び第2の2信号が夫々入
力される第1及び第2の入力端と、前記第1及び第2の
入力端に接続され前記第1及び第2の信号の乗算結果を
出力する第1の乗算器と、前記第1の入力端に接続され
前記第1の信号相互の乗算結果を出力する第2の乗算器
と、前記第2の入力端に接続され前記第2の信号相互の
乗算結果を出力する第3の乗算器と、前記第2の乗算器
の出力と前記第3の乗算器の逆相出力とを加算する加算
器と、前記第1の乗算器の出力と前記加算器の出力とを
乗算し位相同期誤差を求める第4の乗算器とを有するこ
とを特徴とする。
【0011】
【作用】本発明においては、第1及び第2の信号を夫々
P,Qとすると、第1の乗算器はP×Qの計算を行い、
第2の乗算器はP2の計算を行い、第3の乗算器はQ2
計算を行う。そして、加算器は第2及び第3の乗算器の
出力を基に、P2−Q2を算出し、第4の乗算器はこの加
算器の出力と前記第1の乗算器の出力とを乗算して、
(P2−Q2)×(P×Q)を求める。この演算結果の信
号は位相誤差の検出結果を示し、従来の4段積による直
列処理方式と同一の検出結果が、並列処理の演算により
得られる。このため、回路動作に必要な電圧を低くする
ことができる。
【0012】
【実施例】次に、本発明の実施例について添付の図面を
参照して説明する。
【0013】図1は並列処理構成を採用した本実施例の
コスタスループを示すブロック図である。QPSK復調
器の第1の出力端13に出力されるP信号を第1の乗算
器6aと第2の乗算器6bに入力させ、QPSK復調器
の第2の出力端15に出力されるQ信号を第1の乗算器
6aと第3の乗算器6cに入力させる。
【0014】この場合に、第1の乗算器6aは、P×Q
の演算を行い、出力Tとして、図3のT点波形に示す波
形の信号を出力する。第2の乗算器6bは、P×P=P
2の演算を行い、図3のP点2乗波形に示す波形を出力
する。また、第3の乗算器6cは、Q×Q=Q2の演算
を行い、図3のQ点2乗波形に示す波形を出力する。第
2の乗算器6bの出力信号と第3の乗算器6cの出力信
号は加算器1に入力され、この加算器1にて互いに逆論
理となるようにして加算を行い、図3に示す(P2 −Q
2)の演算結果をS点に出力する。第4の乗算器6d
は、この加算器1の出力Sと、第1の乗算器6aの出力
Tとを入力し、前記S点の信号とT点の信号を乗算した
結果をコスタスループ出力端17に出力する。これによ
り、前記数式1の演算結果と同一の信号が出力端17に
得られる。
【0015】この本実施例のコスタスループの具体的な
回路構成の一例を図2に示す。電源V1を基準に第1の
出力端13と第2の出力端15に出力されるP信号とQ
信号(図3参照)は、トランジスタQ27乃至Q36か
らなる回路で利得及びレベルを調整した後、トランジス
タQ37乃至Q42により構成された第1の乗算器6a
に入力される。但し、P信号はトランジスタQ40のベ
ースとトランジスタQ41のベースに入力され、Q信号
はトランジスタQ38のベースに入力される。これによ
って、電流源I15に対してP×Qの演算を行い、抵抗
R10を介してT点に図3に示す出力を取り出す。
【0016】これと並行して、P信号はトランジスタQ
1乃至Q6からなる回路で利得及びレベルを調整した
後、トランジスタQ13乃至Q18により構成された第
2の乗算器6bに入力される。これによって、電流源I
5に対して図3に示すP2の演算を行う。
【0017】Q信号はトランジスタQ7乃至Q12から
なる回路で利得及びレベルを調整した後、トランジスタ
Q19乃至Q24により構成された第3の乗算器6cに
入力される。これによって、電流源I6に対して図3に
示すトランジスタQ2の演算を行う。
【0018】第2の乗算器6bと第3の乗算器6cは出
力を共通の負荷によって加算しているが、第2、第3の
乗算器6b,6cは入力論理が反転しているので、抵抗
R4に得られる演算結果は(P2−Q2)となり、図3に
S点波形で示す出力が取り出される。
【0019】第4の乗算器はトランジスタQ49〜Q5
4で構成されており、トランジスタQ50のベースにP
×QからなるT点出力を出力し、トランジスタQ51と
トランジスタQ54のベースにP2−Q2からなるS点出
力を加えることによって、電流源I18に対して、前記
数式1の演算(P2−Q2)P・Qを完了し、抵抗R11
を介してコスタスループ出力端17(R点)に図3に示
す位相誤差検出結果を取り出す。これにより、LPF1
8(図4参照)に演算結果の信号を伝達する。
【0020】
【発明の効果】以上説明したように、本発明はコスタス
ループにおける内部演算処理を4個の双差動回路を用い
て並列処理を行うことで、従来の差動回路4段積による
直列処理方式と同一の演算式と効果を実現することがで
きる。これにより、回路動作に必要な電圧が低くてすむ
ため、5V程度の低電圧動作が可能となり、周辺のディ
ジタル回路等との電源の共有化及びバッテリーの小型化
による機器のポータブル化に対しても広く応用できると
いう効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例に係る位相同期検出回路の構成
を示すブロック図である。
【図2】本発明の実施例に係る位相同期検出回路の回路
図である。
【図3】従来技術の位相同期検出回路の各部信号波形で
ある。
【図4】一般的なQPSK復調器の構成を示したブロッ
ク図である。
【図5】従来技術の構成を示した回路図である。
【図6】従来技術の実施例を示した回路図である。
【符号の説明】
11;入力端 12;第1の位相検波器 13;第1の出力端 14;第2の位相検波器 15;第2の出力端 16;コスタスループ 6a;第1の乗算器 6b;第2の乗算器 6c;第3の乗算器 6d;第4の乗算器 17;コスタスループ出力端 18;LPF 19;VCO 20;π/4[rad]位相器

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 位相検波後の第1及び第2の2信号が夫
    々入力される第1及び第2の入力端と、前記第1及び第
    2の入力端に接続され前記第1及び第2の信号の乗算結
    果を出力する第1の乗算器と、前記第1の入力端に接続
    され前記第1の信号相互の乗算結果を出力する第2の乗
    算器と、前記第2の入力端に接続され前記第2の信号相
    互の乗算結果を出力する第3の乗算器と、前記第2の乗
    算器の出力と前記第3の乗算器の逆相出力とを加算する
    加算器と、前記第1の乗算器の出力と前記加算器の出力
    とを乗算し位相同期誤差を求める第4の乗算器とを有す
    ることを特徴とする位相同期検出回路。
  2. 【請求項2】 入力信号が第1及び第2の位相検波器に
    より検波された後、夫々第1及び第2の出力端に出力さ
    れる4相直交位相復調器の同期誤差を検出する請求項1
    に記載の位相同期検出回路において、前記第1の入力端
    及び第2の入力端は前記4相直交位相復調器の前記第1
    及び第2の出力端に接続され、前記第4の乗算器の出力
    は、前記4相直交位相復調器のローパスフィルタ及び電
    圧制御発振器を介して前記第1の位相検波器の基準位相
    入力端とπ/4[rad]位相器に入力され、このπ/
    4[rad]位相器の出力が前記第2の位相検波器の基
    準位相入力端に入力されることを特徴とする位相同期検
    出回路。
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