JPH0618291B2 - デジタルam復調器 - Google Patents

デジタルam復調器

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JPH0618291B2
JPH0618291B2 JP62150106A JP15010687A JPH0618291B2 JP H0618291 B2 JPH0618291 B2 JP H0618291B2 JP 62150106 A JP62150106 A JP 62150106A JP 15010687 A JP15010687 A JP 15010687A JP H0618291 B2 JPH0618291 B2 JP H0618291B2
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伸光 朝日
晃 中沢
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Kenwood KK
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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03DDEMODULATION OR TRANSFERENCE OF MODULATION FROM ONE CARRIER TO ANOTHER
    • H03D1/00Demodulation of amplitude-modulated oscillations
    • H03D1/02Details

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (イ)産業上の利用分野 この発明はデジタルAM復調器に関する。
(ロ)従来技術 従来より、アナログAM信号を復調する方法としては、
整流検波方式、包絡線検波方式、2乗検波方式など多く
の方式が提案され、実用化されている。しかし、アナロ
グ信号処理の場合、回路素子の周囲環境条件や経年変化
による誤差が増大し、不安定な回路にならざるを得な
い。このため温度保証回路などによる追加回路を施し、
コストの高いものとなっている。
デジタル信号処理技術が発達し、デジタル方式によるA
M復調回路が提案されている。デジタル信号処理技術を
用いたAM検波回路は、入力アナログ信号をA/Dコンバ
ータでデジタル信号に変換し、検波処理を加算器や乗算
器あるいはメモリ回路など、デジタル演算子で実行する
ので回路の無調整化、高安定化及び小型化がはかられる
など、多くの利点を生じている。
デジタル方式によるAM復調回路は、いくつか提案され
ているが、これらの中で歪率特性に秀れたデジタルAM
復調器のブロック図を第3図に示す。
第3図のデジタルAM復調器は、2乗和平方根開平処理
を施し、キャリアの包絡線に比例した出力を取り出す方
式である。
入力端子1にはアナログAM信号を標本化し、2値のデ
ジタル信号に変換したデジタルAM信号が入力される。
デジタルAM信号は乗算器3により2乗されるが、一
方、移相手段としてのレジスタ2より1サンプル遅延処
理が施され、この1サンプル遅延信号は乗算器4で2乗
され、上記乗算器3で2乗された2乗信号と加算器5で
加算され、2乗和信号となる。この2乗和信号は平方根
関数器6により、平方根演算され開平される。
2乗和平方根に開平された信号はデジタル・ハイパス・
フィルタ7に供給され、DC成分を除去するとともに、
キャリアの包絡線に比例したAM復調信号を出力端子8
に出力する。
このように、デジタル信号処理技術でAM復調器を構成
したデジタルAM復調回路は、IC化とともに今後益々
普及し、発展するものと考えられる。
(ハ)発明が解決しようとする問題点 しかし、上記した従来のデジタルAM復調器において
は、原理的には十分有効であるが、実用的見地から検討
すると必ずしも即使用し、有効に動作するものではな
い。
平方根関数器6の演算方式としてROM(Read On Memory)
テーブルや専用のデジタル平方根開平器を使用するので
あるが、ROMテーブルの場合、平方根展開の演算精度を
上げるためには、ROM容量が膨大となる欠点がある。ま
た専用のデジタル平方根開平器を使用する場合は、平方
根開平の演算が所定の精度まで収束するのに長時間を要
するなどの欠点がある。
このように実用面で、メモリ容量の膨大になるためのコ
ストアップや演算処理時間の長時間を費やすなど実用に
促さないという欠点があった。
この発明は上記した点を鑑みてなされたものであり、そ
の目的とするところは、比較的簡単なデジタル演算処理
で、しかも精度のよいAM復調信号を作り出すことので
きるデジタルAM復調器を提案することにある。
(ニ)問題を解決するための手段 この発明に係るデジタルAM復調器は、アナログAM信
号を標本化ならびに量子化した2値のデジタルAM信号
を2乗する第1の乗算器と、前記デジタルAM信号を移
相処理して2乗する移相器及び第2の乗算器と、前記第
1及び第2の乗算器の出力を加算する加算器と、前記加
算器の出力を平方根開平する平方根関数器と、DC成分
除去用デジタル・ハイパス・フィルタとで構成されたデ
ジタルAM復調器において、 平方根を演算する演算器として演算器への入力信号のレ
ベルが有限の範囲内で誤差が小さくなるような近似多項
式に基づいて構成された多項式演算器を用い、前記加算
器の出力のレベル検出を行なうレベル検出器と、前記レ
ベル検出器の出力に基づき前記多項式演算器の許容誤差
範囲内に収まるように前記加算器の出力信号をビット・
シフトしてレベル補正を施す第1のビット・シフタを前
置し、前記多項式演算器で平方根開平演算後、前記第1
のビット・シフタによるシフト量にしたがって第1のビ
ット・シフタによるものと反対方向にビット・シフトし
てレベル補正を施す第2のビット・シフタを後置した平
方根関数器を備えたデジタルAM復調器である。
(作用) アナログAM信号を標本化ならびに量子化して2値のデ
ジタルAM信号とされた入力信号xinを乗算器で2乗し
た2乗信号と、一方、同じデジタルAM信号xinを移相
器により移相処理を施された後乗算器で2乗した2乗信
号とを、加算器により加算し2乗和信号yinとして出力
する。
2乗和信号yinはレベル検出器に供給され、検出された
レベルの大小にしたがって所定のビット・シフト量を、
後続の第1のビット・シフタおよび第2のビット・シフ
タに指令する。レベル検出された2乗和信号yinは第1
のビット・シフタに入力され、そのレベル検出の結果に
応じただけビット・シフトされる。ビット・シフトされ
た信号は多項式演算器に入力されるが、入力レベルが多
項式演算器の許容誤差範囲内に補正されているので、多
項式演算器の出力は誤差の少ない2乗和平方根に開平さ
れた出力となる。開平された信号は第1のビット・シフ
タでビット・シフトされた分だけ本来の信号レベルに対
してシフトされているので、第2のビット・シフタに入
力し、レベル検出器による所定のビット・シフト量で第
1のビット・シフタによるものと反対方向にビット・シ
フトしてやると、始めに入力された2乗和信号yinの平
方根開平された信号が得られる。このとき第2のビット
・シフタによるビット・シフト量は、yin信号が開平さ
れた結果として、第1のビット・シフタによるビット・
シフト量の半分になる。
この信号がデジタル・ハイパス・フイルタに入力されて
DC成分を除去されると、入力アナログ信号のキャリヤ
の包絡線に比例したAM復調信号が出力端子より出力さ
れる。
(ヘ)実施例 この発明に係るデジタルAM復調器の実施例を第1図及
び第2図に基づいて説明する。
第1図は回路構成を示すブロック図である。入力端子1
にはアナログAM信号を標本化し、2値のデジタル信号
に変換されたデジタルAM信号が入力される。遅延素子
Dを持つレジスタ、2乗演算を施す乗算器3、4及び加
算器5は、従来の実施例第3図と同じである。
今、入力信号をxinとすると、レジスタによる移相器2
の出力である1サンプル遅延信号はxin-1となる。それ
ぞれ乗算器3、4で2乗され、加算器5の2乗和出力信
号yinを得る。ここで、デジタルAM信号のキャリヤ周
波数fcとサンプリング周波数fsが、 4fc=fs(1+2m) 但し、mは整数である。
なる関係式を満足する場合、xin,xin-1信号はキャリヤ
周波数fcで90度位相差のサンプル点に相当する。したが
ってyin信号はキャリヤ振幅の2乗値になる。このyin
信号を平方根に開平するとキャリヤ振幅、すなわちAM
変調波の変調信号レベルを取り出すことになりAM復調
が施される。
この発明では、上記yin信号の平方根開平の演算を次の
手法を用いて実施するところにある。
平方根開平の演算を処理するための平方根開平器の構成
は、yin信号のレベル検出器10、上方ビット・シフタ1
1、多項式演算器12、下方ビット・シフタ13より構成さ
れている。
ここでは、yin信号の最大レベルを基準信号レベルとし
て、基準レベル範囲より小さいものを第1のビット・シ
フタ11で上方ビット・シフトして多項式演算器12へ
入力し、平方根開平演算後、多項式演算器12の出力を
第2のビット・シフタ13で下方ビット・シフトして正
規のレベルに引き戻している。
多項式演算器12は一定範囲内の変数に対し、平方根近似
値を算出するものであり、この範囲内の入力信号レベル
であれば許容誤差範囲内の開平出力であるものとする。
一方、上記yin信号のレベルは必ずしもこの範囲内にあ
るとは限らない。
そこで、平方根演算の対象となる加算器5の出力信号y
inのレベル検出をレベル検出器10で行い、上方ビット・
シフタ11でレベル補正を行って、上記多項式演算器12の
あらかじめ計算された平方根近似多項式F(x)のxの設定
範囲内で平方根開平の演算を施し、演算後、下方ビット
・シフタ13でレベル補正し、すべてのyin信号の値につ
いて同程度の平方根開平の演算精度を得ることが可能と
なる。
今、3次多項式の場合を例に平方根関数 の近値式F(x)を求めると、次のようになる。
ここで x=0.5 を基準にして F(x) をテイラ
ー展開して係数を求めたものが(1)式で、x=0.25〜
1の値に対しては平方根の良い近似を与える。
多項式演算器12を上記3次多項式(1)で具体的な回路構
成を作ると、第2図のようになる。
入力信号xは乗算器20で定数0.5を乗算し、加算器21
で定数1.25を減算し、乗算器22でxを乗算し、加算器23
で1.875を加算し、乗算器24でxを乗算し、加算器25で
0.3125を加算し、乗算器26で0.70711を乗算するデジタ
ル信号処理回路が構成される。
3次多項式(1)で展開すると上述のようになるが、実際
は加算器5の出力信号yinは必ずしも、0.25〜1.00の範
囲内にあるとは限らない。このため多項式演算器12の平
方根演算の前後でレベル補正が必要となる。
今、例えばyin信号レベルが 0.25/k≦yin≦1/k の範囲にある場合、yin信号レベルの平方根関数 となり、k=4n(但し、nは自然数)と表わせば、(2)
式は、 となる。したがって、yin信号の値をレベルに応じて2n
ビット上方ビット・シフト11により、上方シフタして多
項式演算器12に供給する。
多項式演算器12の平方根近似多項式F(x)の演算をして、
その結果を下方ビット・シフタ13によりnビット下方シ
フトすれば、すべてのyin信号の値について同程度の近
似値の演算精度を得ることができる。
in信号の値と多項式演算器12の平方根演算の前、後に
おけるビット・シフト量の関係を8ビット・データを例
に示すと、下表のようになる。
表:8ビット・デ-タの入力レベル範囲とビット・シフト量の関係を表
わした表 表の入力信号レベルの範囲の上位ビットより3,5,7ビッ
ト目の“1”が、それぞれのレンジに対応する関係をも
つので、yin信号レベル検出器10はこの上位ビットより
3,5,7ビット目のビット位置が、“1”または“0”で
あるかを上位から順次判定することによって、レベル検
出を行っている。
レベル検出器10により、yin入力信号レベル検出を行
い、第1表のレンジ1〜4を設定し、上方ビット・シフ
タ11で上方ビット・シフト量0〜6(2n)ビットの補正を
施し、上記平方根演算が行われる。平方根演算後、下方
ビット・シフタ13で表の下方ビット・シフト量0〜3(n)
ビットの下方ビット・シフトの補正をして、デジタル・
ハイパス・フィルタ7に供給される。
このようにして、前述したように2乗和信号yinをレベ
ル検出し、適当なビット・シフトをして演算精度を確保
し、平方根開平演算をすることによりAM復調を行って
いる。デジタル・ハイパス・フイルタ7によりDC成分
を除去し、キャリヤの包絡線に比例したAM復調信号を
出力端子8に出力する。
(ト)考案の効果 この発明に係るデジタルAM復調器よれば、平方根開平
演算を行うに当りデジタルAM変調波信号のレベル検出
を行い、予め設定された演算器入力レベルにレベル・シ
フトを行うため、演算器入力信号レベルが挟められ、演
算処理の精度を上げ、しかも演算規模が小さく大容量の
メモリを必要としないという効果がある。
更に、演算処理に要する処理時間も短かく、リアルタイ
ム処理ができるという効果がある。
しかも、回路構成が簡単であって、また安価に実現する
ことができるため実施も容易である等の優れた特長を有
している。
【図面の簡単な説明】
第1図及び第2図はこの発明に係るデジタルAM復調器
の実施例を示し、第1図はブロック図、第2図は多項式
演算器の3次多項式の回路図である。 第3図は従来のデジタルAM復調器のブロック図であ
る。 1;デジタルAM信号の入力端子 2;移相器 3,4;乗算器、5;加算器、 6;平方根関数器 7;デジタル・ハイパス・フィルタ 8;デジタルAM復調信号の出力端子 10;レベル検出器 11;上方ビット・シフタ 12;多項式演算器 13;下方ビット・シフタ 20,22,24,26;乗算器 21;減算器、23,25;加算器

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】アナログAM信号を標本化ならびに量子化
    した2値のデジタルAM信号を2乗する第1の乗算器
    と、前記アナログAM信号を移相処理して2乗する移相
    器及び第2の乗算器と、前記第1及び第2の乗算器の出
    力を加算する加算器と、前記加算器の出力を平方根開平
    する平方根関数器と、DC成分除去用デジタル・ハイパ
    ス・フィルタとで構成されたデジタルAM復調器におい
    て、 平方根を演算する演算器として演算器への入力信号のレ
    ベルが有限の範囲内で誤差が小さくなるような近似多項
    式に基づいて構成された多項式演算器を用い、前記加算
    器の出力のレベル検出を行なうレベル検出器と、前記レ
    ベル検出器の出力に基づき前記多項式演算器の許容誤差
    範囲内に収まるように前記加算器の出力信号をビット・
    シフトしてレベル補正を施す第1のビット・シフトを前
    置し、前記多項式演算器で平方根開平演算後、前記第1
    のビット・シフトによるシフト量にしたがって第1のビ
    ット・シフタによるものと反対方向にビット・シフトし
    てレベル補正を施す第2のビット・シフタを後置した平
    方根関数器を備えたことを特徴とするデジタルAM復調
    器。
JP62150106A 1987-06-18 1987-06-18 デジタルam復調器 Expired - Lifetime JPH0618291B2 (ja)

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JPS63314903A JPS63314903A (ja) 1988-12-22
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