JPH07170126A - デジタル周波数復調器 - Google Patents
デジタル周波数復調器Info
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- JPH07170126A JPH07170126A JP6214896A JP21489694A JPH07170126A JP H07170126 A JPH07170126 A JP H07170126A JP 6214896 A JP6214896 A JP 6214896A JP 21489694 A JP21489694 A JP 21489694A JP H07170126 A JPH07170126 A JP H07170126A
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- 230000010363 phase shift Effects 0.000 claims description 20
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 11
- 238000000034 method Methods 0.000 description 9
- 230000001934 delay Effects 0.000 description 4
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 2
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 2
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03D—DEMODULATION OR TRANSFERENCE OF MODULATION FROM ONE CARRIER TO ANOTHER
- H03D3/00—Demodulation of angle-, frequency- or phase- modulated oscillations
- H03D3/006—Demodulation of angle-, frequency- or phase- modulated oscillations by sampling the oscillations and further processing the samples, e.g. by computing techniques
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03D—DEMODULATION OR TRANSFERENCE OF MODULATION FROM ONE CARRIER TO ANOTHER
- H03D2200/00—Indexing scheme relating to details of demodulation or transference of modulation from one carrier to another covered by H03D
- H03D2200/0041—Functional aspects of demodulators
- H03D2200/006—Signal sampling
- H03D2200/0062—Computation of input samples, e.g. successive samples
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03D—DEMODULATION OR TRANSFERENCE OF MODULATION FROM ONE CARRIER TO ANOTHER
- H03D2200/00—Indexing scheme relating to details of demodulation or transference of modulation from one carrier to another covered by H03D
- H03D2200/0041—Functional aspects of demodulators
- H03D2200/0082—Quadrature arrangements
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03D—DEMODULATION OR TRANSFERENCE OF MODULATION FROM ONE CARRIER TO ANOTHER
- H03D3/00—Demodulation of angle-, frequency- or phase- modulated oscillations
- H03D3/007—Demodulation of angle-, frequency- or phase- modulated oscillations by converting the oscillations into two quadrature related signals
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 周波数復調の正確度を向上させうるだけでな
く、ルックアップテーブルに貯蔵する周波数復調データ
を最少化することにより、ルックアップテーブルに使用
されるＲＯＭの大きさを減少させ得るデジタル周波数復
調器を提供する。 【構成】 周波数復調時にルックアップテーブル１２０
に予め周波数復調されるデータを貯蔵し、位相偏移方式
によりルックアップテーブルの読み出しアドレスを発生
させる（１００）ようにデジタル信号処理する時、ゼロ
軸を過ぎない信号を含む周波数変調された信号に対して
傾斜程度を判別して（１３０，１４０）、位相補正する
（１５０）。
く、ルックアップテーブルに貯蔵する周波数復調データ
を最少化することにより、ルックアップテーブルに使用
されるＲＯＭの大きさを減少させ得るデジタル周波数復
調器を提供する。 【構成】 周波数復調時にルックアップテーブル１２０
に予め周波数復調されるデータを貯蔵し、位相偏移方式
によりルックアップテーブルの読み出しアドレスを発生
させる（１００）ようにデジタル信号処理する時、ゼロ
軸を過ぎない信号を含む周波数変調された信号に対して
傾斜程度を判別して（１３０，１４０）、位相補正する
（１５０）。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は周波数復調器に係り、特
に位相偏移(phase-shift) 方式を用いてデジタル的に周
波数復調をするためのデジタル周波数復調器に関するも
のである。
に位相偏移(phase-shift) 方式を用いてデジタル的に周
波数復調をするためのデジタル周波数復調器に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】一般的に周波数復調器は、伝送時に周波
数変調された信号を伝送前の元の信号に復元するもので
あって、従来はアナログ方式で構成され周波数復調がな
された。しかしながら、周波数復調を従来のアナログ方
式で処理する場合、アナログ回路の特性のために復調さ
れる信号の信号対雑音比（Ｓ／Ｎ比）が低下し、システ
ムの安定度が低下するだけでなく、復調された信号の線
形性（Linearity ）および感度（Sensitivity ）が低下
する問題があった。
数変調された信号を伝送前の元の信号に復元するもので
あって、従来はアナログ方式で構成され周波数復調がな
された。しかしながら、周波数復調を従来のアナログ方
式で処理する場合、アナログ回路の特性のために復調さ
れる信号の信号対雑音比（Ｓ／Ｎ比）が低下し、システ
ムの安定度が低下するだけでなく、復調された信号の線
形性（Linearity ）および感度（Sensitivity ）が低下
する問題があった。
【０００３】前述したアナログ方式で周波数復調を遂行
することにより発生する問題点を解決するための従来の
デジタル周波数復調器を、図１に示した。図１に示した
従来のデジタル周波数復調器を説明する前に、まずアナ
ログ周波数変調を説明する。基本的に、周波数変調は搬
送波信号の周波数を変調信号に対応して変化させる方式
であって、搬送波信号の周波数に相当する固定データと
映像信号に周波数偏移（Deviation ）の定数を乗算した
データとを加算して、瞬時周波数に相当するデータを得
る。また、このデータを積分すると瞬時位相を示すデー
タとなる。即ち、２πを１周期として正規化すると、１
クロック期間の間に位相に所定の角変化が行われ、その
角度に一致する振幅に相当する信号が出力されるが、こ
の信号が周波数変調信号である。
することにより発生する問題点を解決するための従来の
デジタル周波数復調器を、図１に示した。図１に示した
従来のデジタル周波数復調器を説明する前に、まずアナ
ログ周波数変調を説明する。基本的に、周波数変調は搬
送波信号の周波数を変調信号に対応して変化させる方式
であって、搬送波信号の周波数に相当する固定データと
映像信号に周波数偏移（Deviation ）の定数を乗算した
データとを加算して、瞬時周波数に相当するデータを得
る。また、このデータを積分すると瞬時位相を示すデー
タとなる。即ち、２πを１周期として正規化すると、１
クロック期間の間に位相に所定の角変化が行われ、その
角度に一致する振幅に相当する信号が出力されるが、こ
の信号が周波数変調信号である。
【０００４】これを数式で表現すると次の通りである。 ＹFM(t) ＝Ａsin ［ωct＋ Dw ∫x(t)dt＋θ］ …（１） （１）式において、Ａは情報信号（変調信号）の振幅で
あり、ωc は搬送波信号の周波数であり、 Dw は周波数
偏移（Deviation ）の角速度であり、θは初期位相であ
り、x(t)は情報信号である。
あり、ωc は搬送波信号の周波数であり、 Dw は周波数
偏移（Deviation ）の角速度であり、θは初期位相であ
り、x(t)は情報信号である。
【０００５】（１）式をＴを周期としてサンプリングし
た場合に書き直すと、
た場合に書き直すと、
【０００６】
【数１】
【０００７】で示される。（２）式において、θ＝０で
あって、K2は fc・t で搬送波信号の周波数を定める要素
であり、K1は Df・T で周波数偏移を定める要素（facto
r) である。周波数変調された信号を元の信号に復元す
るための周波数復調は、次のようになされる。
あって、K2は fc・t で搬送波信号の周波数を定める要素
であり、K1は Df・T で周波数偏移を定める要素（facto
r) である。周波数変調された信号を元の信号に復元す
るための周波数復調は、次のようになされる。
【０００８】まず、（２）式は、 ＹFM（nT) ＝Ａsin ［φ］ …（３） で示すことができる。（３）式でφは前記（２）式の
［ ］内の式と同一である。前記（３）式でφを求める
過程は次の通りである。
［ ］内の式と同一である。前記（３）式でφを求める
過程は次の通りである。
【０００９】 tan[φ] ＝ sin[φ] ／cos[φ] …（４） これをさらにＸ，Ｙ項で示すと次の通りである。 φ ＝ tan -1 [ X／ Y ] …（５） dφ／ dｔ＝ 2π( K2 + K1・x(iT)) …（６） 従って、（４）式，（５）式および（６）式で示したよ
うに周波数変調された信号を元の信号に復元するため
に、図１に示した従来の周波数復調器を参照して説明す
ると次の通りである。
うに周波数変調された信号を元の信号に復元するため
に、図１に示した従来の周波数復調器を参照して説明す
ると次の通りである。
【００１０】入力される信号がサイン波形態で印加され
る場合には、まず位相偏移器１２は、入力される信号を
（−π／２）遅延してコサイン波を出力するようにな
る。これと共に、第１遅延器１１は、位相偏移器１２で
処理される時間ほど印加されるサイン波を遅延させた
後、位相偏移器１２で９０゜位相が偏移されたコサイン
波が出力されると同時にサイン波を出力する。
る場合には、まず位相偏移器１２は、入力される信号を
（−π／２）遅延してコサイン波を出力するようにな
る。これと共に、第１遅延器１１は、位相偏移器１２で
処理される時間ほど印加されるサイン波を遅延させた
後、位相偏移器１２で９０゜位相が偏移されたコサイン
波が出力されると同時にサイン波を出力する。
【００１１】大きさ判別器１３は、第１遅延器１１から
出力されたサイン波と位相偏移器１２から出力されたコ
サイン波との値の絶対値の大きさを比較して、コサイン
波の絶対値がサイン波の絶対値より大きいか等しいと、
アドレス信号として後述した除算器１４の出力がタンジ
ェント形態になるようにし、サイン波の絶対値がコサイ
ン波の絶対値より大きければ、コタンジェント形態にな
るようにする。
出力されたサイン波と位相偏移器１２から出力されたコ
サイン波との値の絶対値の大きさを比較して、コサイン
波の絶対値がサイン波の絶対値より大きいか等しいと、
アドレス信号として後述した除算器１４の出力がタンジ
ェント形態になるようにし、サイン波の絶対値がコサイ
ン波の絶対値より大きければ、コタンジェント形態にな
るようにする。
【００１２】象限判別器２０は、第１遅延器１１から出
力された信号と位相偏移器１２から出力されたサイン波
とコサイン波の符号とを検出し、その符号に応じて現在
復調される信号の象限を判別する。第２遅延器３０は、
除算器１４から出力されるアドレス信号によりルックア
ップテーブル４０でデータが読み出される時間ほど、象
限判別器２０から出力される象限判別信号を遅延させ
る。ルックアップテーブル４０は、除算器１４から出力
されるアドレス信号に該当する信号を読み出して出力す
る。
力された信号と位相偏移器１２から出力されたサイン波
とコサイン波の符号とを検出し、その符号に応じて現在
復調される信号の象限を判別する。第２遅延器３０は、
除算器１４から出力されるアドレス信号によりルックア
ップテーブル４０でデータが読み出される時間ほど、象
限判別器２０から出力される象限判別信号を遅延させ
る。ルックアップテーブル４０は、除算器１４から出力
されるアドレス信号に該当する信号を読み出して出力す
る。
【００１３】演算器５０は、第２遅延器３０から出力さ
れた象限判別信号に応じて、ルックアップテーブル４０
から出力された信号を演算して出力する。微分器６０
は、周波数変調時に積分されたのを復元するために、演
算器５０から出力される信号を微分して出力する。減算
器７０は、微分器５０から出力された信号に対してキャ
リア周波数K2を減算して、微分器５０から出力された信
号のうちキャリア周波数K2を取り除き出力する。
れた象限判別信号に応じて、ルックアップテーブル４０
から出力された信号を演算して出力する。微分器６０
は、周波数変調時に積分されたのを復元するために、演
算器５０から出力される信号を微分して出力する。減算
器７０は、微分器５０から出力された信号に対してキャ
リア周波数K2を減算して、微分器５０から出力された信
号のうちキャリア周波数K2を取り除き出力する。
【００１４】K2成分が除去された信号が減算器７０から
出力されると、乗算器８０は、周波数偏移を定める成分
であるK1に対する反比例値である 1/K1 を印加された信
号に乗算して、K1成分を除去して出力させる。低域フィ
ルタ９０は、元の信号に復元された信号に混入している
高周波数成分を取り除き、周波数復調された信号を出力
する。
出力されると、乗算器８０は、周波数偏移を定める成分
であるK1に対する反比例値である 1/K1 を印加された信
号に乗算して、K1成分を除去して出力させる。低域フィ
ルタ９０は、元の信号に復元された信号に混入している
高周波数成分を取り除き、周波数復調された信号を出力
する。
【００１５】しかしながら、従来のデジタル周波数復調
器は、図２のようにヘッドから再生されたＦＭ信号にお
いて、高周波成分を充分に再生することができない場合
に発生する信号が、入力信号として印加されて復調され
るようになると、画面上では黒白反転現象が発生すると
いう問題点があった。
器は、図２のようにヘッドから再生されたＦＭ信号にお
いて、高周波成分を充分に再生することができない場合
に発生する信号が、入力信号として印加されて復調され
るようになると、画面上では黒白反転現象が発生すると
いう問題点があった。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、前述
した問題点を解決するために、所定位相ほど位相偏移す
る方式を用いてルックアップテーブルに予め貯蔵されて
いる周波数復調データを出力し、ゼロ軸を過ぎない信号
を含む周波数変調された信号の傾斜の程度を判別して、
位相補正するデジタル周波数復調器を提供することにあ
る。
した問題点を解決するために、所定位相ほど位相偏移す
る方式を用いてルックアップテーブルに予め貯蔵されて
いる周波数復調データを出力し、ゼロ軸を過ぎない信号
を含む周波数変調された信号の傾斜の程度を判別して、
位相補正するデジタル周波数復調器を提供することにあ
る。
【００１７】
【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに、本発明のデジタル周波数復調器は、周波数変調さ
れた信号を元の信号に復元するためのデジタル周波数復
調器において、前記周波数変調された信号の変化により
偏移した位相値を出力するのに使われる周波数復調デー
タを貯蔵するルックアップテーブルと、前記周波数変調
された信号を所定の角度ほど位相偏移させ、前記位相偏
移により出力された信号と前記周波数変調された信号と
の絶対値の大きさを比較して、前記ルックアップテーブ
ルから読み出される情報に対するアドレスを発生するた
めのアドレス発生手段と、前記位相偏移により出力され
た信号と前記周波数変調された信号との傾斜を判別する
ための傾斜判別器と、前記傾斜判別器の傾斜判別信号
と、前記アドレス発生手段における前記位相偏移により
出力された信号と前記周波数変調された信号との絶対値
の大きさを比較した結果とにより、前記ルックアップテ
ーブルから出力された位相値に所定の位相値を演算し
て、前記ルックアップテーブルから出力される位相値の
範囲を拡張するための位相補正器と、前記位相補正器か
ら出力される信号を微分するための微分器と、前記微分
器から出力される信号に対して、前記デジタル周波数復
調器が適用されるシステム規格および前記ルックアップ
テーブルの大きさにより定められるキャリア周波数を定
める成分を減算して、前記微分器から出力される信号の
うちから前記キャリア周波数成分を取り除くための減算
器と、前記減算器から出力された信号に対して、前記キ
ャリア周波数成分と同等な条件で定められる周波数偏移
を定める成分に反比例した値を乗算して、前記減算器か
ら出力される信号のうちから前記周波数偏移を定める成
分を取り除くための乗算器とを含むことを特徴とする。
めに、本発明のデジタル周波数復調器は、周波数変調さ
れた信号を元の信号に復元するためのデジタル周波数復
調器において、前記周波数変調された信号の変化により
偏移した位相値を出力するのに使われる周波数復調デー
タを貯蔵するルックアップテーブルと、前記周波数変調
された信号を所定の角度ほど位相偏移させ、前記位相偏
移により出力された信号と前記周波数変調された信号と
の絶対値の大きさを比較して、前記ルックアップテーブ
ルから読み出される情報に対するアドレスを発生するた
めのアドレス発生手段と、前記位相偏移により出力され
た信号と前記周波数変調された信号との傾斜を判別する
ための傾斜判別器と、前記傾斜判別器の傾斜判別信号
と、前記アドレス発生手段における前記位相偏移により
出力された信号と前記周波数変調された信号との絶対値
の大きさを比較した結果とにより、前記ルックアップテ
ーブルから出力された位相値に所定の位相値を演算し
て、前記ルックアップテーブルから出力される位相値の
範囲を拡張するための位相補正器と、前記位相補正器か
ら出力される信号を微分するための微分器と、前記微分
器から出力される信号に対して、前記デジタル周波数復
調器が適用されるシステム規格および前記ルックアップ
テーブルの大きさにより定められるキャリア周波数を定
める成分を減算して、前記微分器から出力される信号の
うちから前記キャリア周波数成分を取り除くための減算
器と、前記減算器から出力された信号に対して、前記キ
ャリア周波数成分と同等な条件で定められる周波数偏移
を定める成分に反比例した値を乗算して、前記減算器か
ら出力される信号のうちから前記周波数偏移を定める成
分を取り除くための乗算器とを含むことを特徴とする。
【００１８】ここで、前記ルックアップテーブルに貯蔵
される周波数復調データは、π／４区間ほどのアークタ
ンジェント成分が示す位相値である。また、前記アドレ
ス発生手段は、前記周波数変調された信号が入力される
と位相のみを−９０゜偏移して出力するための位相偏移
器と、前記周波数変調された信号が入力されると前記位
相偏移期間の間遅延させるための遅延器と、前記位相偏
移器から出力される信号と前記遅延器から出力される信
号との絶対値を取るための絶対値処理器と、前記絶対値
処理器の出力信号を比較して２値のうち大きい値を選択
するための比較および選択器と、前記比較および選択器
の結果により制御される前記遅延器から出力される信号
と前記位相偏移器から出力される信号とを除算するため
の除算器とを含む。また、前記比較および選択器は、前
記遅延器から出力される信号の絶対値が前記位相偏移器
から出力される信号の絶対値より大きければ、前記除算
器が前記位相偏移器の出力信号を前記遅延器の出力信号
で除算するように制御し、前記遅延器から出力される信
号の絶対値が前記位相偏移器から出力される信号の絶対
値より小いか等しければ、前記除算器が前記遅延器の出
力信号を前記位相偏移器の出力信号で除算するように制
御する。また、前記ルックアップテーブルは、前記遅延
器の出力信号を前記位相偏移器の出力信号で除算した信
号または前記位相偏移器の出力信号を前記遅延器の出力
信号で除算した信号がアドレスとして入力されると、前
記アドレスに対してアークタンジェントを遂行した値を
前記位相補正器に出力する。また、前記傾斜判別器は、
前記周波数変調された信号がプラスであり前記位相偏移
により出力された信号がマイナスと判別されれば１象限
と判別し、前記周波数変調された信号と前記位相偏移に
より出力された信号とが全部マイナスと判別されれば２
象限と判別し、前記周波数変調された信号がマイナスで
あり前記位相偏移により出力された信号がプラスである
場合には３象限と判別し、前記周波数変調された信号と
前記位相偏移により出力された信号とが全部プラスと判
別されれば４象限と判別する。
される周波数復調データは、π／４区間ほどのアークタ
ンジェント成分が示す位相値である。また、前記アドレ
ス発生手段は、前記周波数変調された信号が入力される
と位相のみを−９０゜偏移して出力するための位相偏移
器と、前記周波数変調された信号が入力されると前記位
相偏移期間の間遅延させるための遅延器と、前記位相偏
移器から出力される信号と前記遅延器から出力される信
号との絶対値を取るための絶対値処理器と、前記絶対値
処理器の出力信号を比較して２値のうち大きい値を選択
するための比較および選択器と、前記比較および選択器
の結果により制御される前記遅延器から出力される信号
と前記位相偏移器から出力される信号とを除算するため
の除算器とを含む。また、前記比較および選択器は、前
記遅延器から出力される信号の絶対値が前記位相偏移器
から出力される信号の絶対値より大きければ、前記除算
器が前記位相偏移器の出力信号を前記遅延器の出力信号
で除算するように制御し、前記遅延器から出力される信
号の絶対値が前記位相偏移器から出力される信号の絶対
値より小いか等しければ、前記除算器が前記遅延器の出
力信号を前記位相偏移器の出力信号で除算するように制
御する。また、前記ルックアップテーブルは、前記遅延
器の出力信号を前記位相偏移器の出力信号で除算した信
号または前記位相偏移器の出力信号を前記遅延器の出力
信号で除算した信号がアドレスとして入力されると、前
記アドレスに対してアークタンジェントを遂行した値を
前記位相補正器に出力する。また、前記傾斜判別器は、
前記周波数変調された信号がプラスであり前記位相偏移
により出力された信号がマイナスと判別されれば１象限
と判別し、前記周波数変調された信号と前記位相偏移に
より出力された信号とが全部マイナスと判別されれば２
象限と判別し、前記周波数変調された信号がマイナスで
あり前記位相偏移により出力された信号がプラスである
場合には３象限と判別し、前記周波数変調された信号と
前記位相偏移により出力された信号とが全部プラスと判
別されれば４象限と判別する。
【００１９】
【作用】かかる構成により、周波数復調時に、ルックア
ップテーブルに予め周波数復調されるデータを貯蔵した
後、位相偏移方式によりルックアップテーブルのデータ
を読み出すに必要な読み出しアドレスを発生させるよう
にデジタル信号処理することにより、ゼロ軸を過ぎない
信号を含む周波数変調された信号に対して傾斜程度を判
別して位相補正する。
ップテーブルに予め周波数復調されるデータを貯蔵した
後、位相偏移方式によりルックアップテーブルのデータ
を読み出すに必要な読み出しアドレスを発生させるよう
にデジタル信号処理することにより、ゼロ軸を過ぎない
信号を含む周波数変調された信号に対して傾斜程度を判
別して位相補正する。
【００２０】
【実施例】以下、添付した図面に基づき本発明の実施例
を詳細に説明する。図３は本実施例のデジタル周波数復
調器の構成図であって、一般的なオ−ディオおよび／ま
たはビデオシステム、および通信機器、放送用機器など
周波数復調を必要とするシステムに適用が可能である。
を詳細に説明する。図３は本実施例のデジタル周波数復
調器の構成図であって、一般的なオ−ディオおよび／ま
たはビデオシステム、および通信機器、放送用機器など
周波数復調を必要とするシステムに適用が可能である。
【００２１】図３の構成は、周波数変調された信号の周
波数復調結果に対応する周波数復調データを所定期間貯
蔵しているルックアップテーブル１２０と、周波数変調
された信号を所定の角度ほど位相偏移し、位相偏移によ
って出力された信号と周波数変調された信号との絶対値
の大きさを比較して、ルックアップテーブル１２０から
読み出される情報に対するアドレスを発生するためのア
ドレス発生手段１００と、位相偏移により出力された信
号と周波数変調された信号との傾斜を判別するための第
１，２傾斜判別器１３０，１４０と、第１，２傾斜判別
器１３０，１４０の傾斜判別信号と比較および選択器１
０５の信号とに応じて、ルックアップテーブル１２０か
ら出力された位相値に所定の位相値を演算して、ルック
アップテーブル１２０から出力される位相値の範囲を拡
張するための位相補正器１５０と、位相補正器１５０か
ら出力される信号を微分するための微分器１６０と、微
分器１６０から出力される信号に対して、周波数復調器
が適用されるシステムの規格および前記ルックアップテ
ーブルの大きさにより定められるキャリア周波数を定め
る成分K2を減算して、微分器１６０から出力される信号
のうちからキャリア周波数成分を取り除くための減算器
１７０と、減算器１７０から出力された信号に対して、
キャリア周波数成分K2と同等な条件により決定される周
波数偏移を定める成分K1に反比例した値を乗算して、減
算器１７０から出力される信号のうちから周波数偏移を
定める成分を取り除くための乗算器１８０とを含む。
波数復調結果に対応する周波数復調データを所定期間貯
蔵しているルックアップテーブル１２０と、周波数変調
された信号を所定の角度ほど位相偏移し、位相偏移によ
って出力された信号と周波数変調された信号との絶対値
の大きさを比較して、ルックアップテーブル１２０から
読み出される情報に対するアドレスを発生するためのア
ドレス発生手段１００と、位相偏移により出力された信
号と周波数変調された信号との傾斜を判別するための第
１，２傾斜判別器１３０，１４０と、第１，２傾斜判別
器１３０，１４０の傾斜判別信号と比較および選択器１
０５の信号とに応じて、ルックアップテーブル１２０か
ら出力された位相値に所定の位相値を演算して、ルック
アップテーブル１２０から出力される位相値の範囲を拡
張するための位相補正器１５０と、位相補正器１５０か
ら出力される信号を微分するための微分器１６０と、微
分器１６０から出力される信号に対して、周波数復調器
が適用されるシステムの規格および前記ルックアップテ
ーブルの大きさにより定められるキャリア周波数を定め
る成分K2を減算して、微分器１６０から出力される信号
のうちからキャリア周波数成分を取り除くための減算器
１７０と、減算器１７０から出力された信号に対して、
キャリア周波数成分K2と同等な条件により決定される周
波数偏移を定める成分K1に反比例した値を乗算して、減
算器１７０から出力される信号のうちから周波数偏移を
定める成分を取り除くための乗算器１８０とを含む。
【００２２】アドレス発生手段１００は、入力される周
波数変調された信号を所定の位相差ほど偏移するための
位相偏移器１０２と、位相偏移器１０２で処理される時
間ほど入力信号を遅延するための遅延器１０１と、位相
偏移器１０２と遅延器１０１とから出力される信号に対
してそれぞれ絶対値を取るための第１，２絶対値処理器
１０３，１０４と、第１，２絶対値処理器１０３，１０
４の出力信号をそれぞれ比較して選択するための比較お
よび選択器１０５と、比較および選択器１０５の信号に
より第１，２絶対値処理器１０３，１０４の出力を除算
するための除算器１０６とからなる。
波数変調された信号を所定の位相差ほど偏移するための
位相偏移器１０２と、位相偏移器１０２で処理される時
間ほど入力信号を遅延するための遅延器１０１と、位相
偏移器１０２と遅延器１０１とから出力される信号に対
してそれぞれ絶対値を取るための第１，２絶対値処理器
１０３，１０４と、第１，２絶対値処理器１０３，１０
４の出力信号をそれぞれ比較して選択するための比較お
よび選択器１０５と、比較および選択器１０５の信号に
より第１，２絶対値処理器１０３，１０４の出力を除算
するための除算器１０６とからなる。
【００２３】図４の（Ａ），（Ｂ）は、図３における各
部の波形図であって、図４の（Ａ）は周波数変調されて
印加される入力信号であり、図４の（Ｂ）は遅延器１０
１および位相偏移器１０２からそれぞれ出力される信号
の波形図を示したものである。図５は、図３においてル
ックアップテーブル１２０に貯蔵された周波数復調デー
タを示した図面であって、０〜（１／４）πまでのアー
クタンジェントデータが貯蔵されている。
部の波形図であって、図４の（Ａ）は周波数変調されて
印加される入力信号であり、図４の（Ｂ）は遅延器１０
１および位相偏移器１０２からそれぞれ出力される信号
の波形図を示したものである。図５は、図３においてル
ックアップテーブル１２０に貯蔵された周波数復調デー
タを示した図面であって、０〜（１／４）πまでのアー
クタンジェントデータが貯蔵されている。
【００２４】図６は、図３において、位相補正器１５０
で遂行される演算式を示した図面であって、アークタン
ジェント（Arc-tangent ）でのみ示したもので、このた
めに比較および選択器１０５および第１，２傾斜判別器
１３０，１４０の動作関係を示した。ここで、ルックア
ップテーブル１２０の出力がｋビットであり、位相補正
器150 の出力がｎビットの場合である。
で遂行される演算式を示した図面であって、アークタン
ジェント（Arc-tangent ）でのみ示したもので、このた
めに比較および選択器１０５および第１，２傾斜判別器
１３０，１４０の動作関係を示した。ここで、ルックア
ップテーブル１２０の出力がｋビットであり、位相補正
器150 の出力がｎビットの場合である。
【００２５】さて、図３の動作を図４，図５および図６
を参照して説明する。まず、（４）式，（５）式および
（６）式で示したように周波数変調された信号を元の信
号に復元するために、入力される信号が図４の（Ａ）の
ようなサイン波形態で印加される場合は、まず位相偏移
器１０２は図１のように入力される信号を（−π／２）
遅延してコサイン波を出力するようになる。位相偏移器
１０２は、一般的なヒルバート変換（Hilbert Transfor
m ）のように大きさはそのまま出力し、位相のみ遅延さ
せる構造よりなる。遅延器１０１は、位相偏移器１０２
で処理される時間ほど印加されるサイン波を遅延させた
後、位相偏移器１０２で９０゜位相が偏移されたコサイ
ン波が出力されると共にサイン波を出力する。この出力
は図４の（Ｂ）に示した通りである。
を参照して説明する。まず、（４）式，（５）式および
（６）式で示したように周波数変調された信号を元の信
号に復元するために、入力される信号が図４の（Ａ）の
ようなサイン波形態で印加される場合は、まず位相偏移
器１０２は図１のように入力される信号を（−π／２）
遅延してコサイン波を出力するようになる。位相偏移器
１０２は、一般的なヒルバート変換（Hilbert Transfor
m ）のように大きさはそのまま出力し、位相のみ遅延さ
せる構造よりなる。遅延器１０１は、位相偏移器１０２
で処理される時間ほど印加されるサイン波を遅延させた
後、位相偏移器１０２で９０゜位相が偏移されたコサイ
ン波が出力されると共にサイン波を出力する。この出力
は図４の（Ｂ）に示した通りである。
【００２６】遅延器１０１および位相偏移器１０２から
出力された信号は、第１，２絶対値処理器１０３，１０
４および第１，２傾斜判別器１３０，１４０にそれぞれ
出力される。第１，２絶対値処理器１０３，１０４は、
それぞれ遅延器１０１から出力されたサイン波と位相偏
移器１０２から出力されたコサイン波との値の絶対値の
大きさを求めて比較および選択器１０５に入力する。
出力された信号は、第１，２絶対値処理器１０３，１０
４および第１，２傾斜判別器１３０，１４０にそれぞれ
出力される。第１，２絶対値処理器１０３，１０４は、
それぞれ遅延器１０１から出力されたサイン波と位相偏
移器１０２から出力されたコサイン波との値の絶対値の
大きさを求めて比較および選択器１０５に入力する。
【００２７】比較および選択器１０５は、第１，２絶対
値処理器１０３，１０４からそれぞれ出力されたサイン
波とコサイン波との絶対値の大きさを比較し、比較の結
果を位相補正器１５０に入力し、後述する除算器１０６
の除算が小さい値を大きい値で割り得るようにその分子
および分母を選択する。除算器１０６は、比較および選
択器１０５で説明したような除算をして、その結果値を
後述するルックアップテーブル１２０のアドレスとして
出力する。また、除算過程を通じて第１，２絶対値処理
器１０３，１０４から出力される信号に含まれたＡＭ成
分が除去される。
値処理器１０３，１０４からそれぞれ出力されたサイン
波とコサイン波との絶対値の大きさを比較し、比較の結
果を位相補正器１５０に入力し、後述する除算器１０６
の除算が小さい値を大きい値で割り得るようにその分子
および分母を選択する。除算器１０６は、比較および選
択器１０５で説明したような除算をして、その結果値を
後述するルックアップテーブル１２０のアドレスとして
出力する。また、除算過程を通じて第１，２絶対値処理
器１０３，１０４から出力される信号に含まれたＡＭ成
分が除去される。
【００２８】第１，２傾斜判別器１３０，１４０は、遅
延器１０１から出力されたサイン波と位相偏移器１０２
から出力されたコサイン波との傾斜状態、即ち出力信号
の増減状態を判断して、その結果を位相補正器１５０に
入力する。ルックアップテーブル１２０は、除算器１０
６から出力されるアドレス信号に該当する信号を読み出
して出力する。ルックアップテーブル１２０は、一般的
なＲＯＭより構成することができ、ルックアップテーブ
ル１２０に貯蔵されたデータは、図５に示したような０
〜π／４範囲に該当するアークタンジェント値である。
延器１０１から出力されたサイン波と位相偏移器１０２
から出力されたコサイン波との傾斜状態、即ち出力信号
の増減状態を判断して、その結果を位相補正器１５０に
入力する。ルックアップテーブル１２０は、除算器１０
６から出力されるアドレス信号に該当する信号を読み出
して出力する。ルックアップテーブル１２０は、一般的
なＲＯＭより構成することができ、ルックアップテーブ
ル１２０に貯蔵されたデータは、図５に示したような０
〜π／４範囲に該当するアークタンジェント値である。
【００２９】ルックアップテーブル１２０に貯蔵される
周波数復調データにより位相補正器１５０の演算関係が
異になり、ルックアップテーブル１２０に使用されるＲ
ＯＭの大きさが異になる。もし、ルックアップテーブル
１２０に貯蔵される周波数復調データが０〜π／２範囲
までの位相値である場合には、ルックアップテーブルが
８ビットＲＯＭとなり、ルックアップテーブル１２０に
貯蔵される周波数復調データが０〜π／４範囲までの位
相値である場合には、ルックアップテーブルが７ビット
ＲＯＭとなる。ルックアップテーブル１２０の出力信号
は入力信号の大きさに対する位相成分であって、位相補
正器１５０に入力される。
周波数復調データにより位相補正器１５０の演算関係が
異になり、ルックアップテーブル１２０に使用されるＲ
ＯＭの大きさが異になる。もし、ルックアップテーブル
１２０に貯蔵される周波数復調データが０〜π／２範囲
までの位相値である場合には、ルックアップテーブルが
８ビットＲＯＭとなり、ルックアップテーブル１２０に
貯蔵される周波数復調データが０〜π／４範囲までの位
相値である場合には、ルックアップテーブルが７ビット
ＲＯＭとなる。ルックアップテーブル１２０の出力信号
は入力信号の大きさに対する位相成分であって、位相補
正器１５０に入力される。
【００３０】位相補正器１５０は、第１，２傾斜判別器
１３０，１４０の傾斜判断結果と、比較および選択器１
０５における第１，２絶対値処理器１０３，１０４から
出力される信号の絶対値比較結果と、ルックアップテー
ブル１２０の出力値とを用いて、入力信号の大きさによ
る位相を補正して出力する。これは、ルックアップテー
ブル１２０から出力されるデータは０〜π／４範囲まで
なので、図６に示したようにこれを０〜２πのうちの該
当する位相値で補償するためである。
１３０，１４０の傾斜判断結果と、比較および選択器１
０５における第１，２絶対値処理器１０３，１０４から
出力される信号の絶対値比較結果と、ルックアップテー
ブル１２０の出力値とを用いて、入力信号の大きさによ
る位相を補正して出力する。これは、ルックアップテー
ブル１２０から出力されるデータは０〜π／４範囲まで
なので、図６に示したようにこれを０〜２πのうちの該
当する位相値で補償するためである。
【００３１】即ち、ルックアップテーブル１２０から出
力される位相値が tan-1(X/Y) である時に、第１，２傾
斜判別器１３０，１４０からＸ＞０でありＹ＜０である
と判別されれば、その位相値が１象限中０〜４／π間に
存すると判断して、位相補正器１５０は｛０＋tan-1(X/
Y)｝を演算して出力する。Ｘ＜０でありＹ＜０であると
判別されれば、その位相値が２象限中３π／４〜π間に
存すると判断して、位相補正器１５０は｛π−tan-1(X/
Y)｝を演算して出力する。Ｘ＜０でありＹ＞０であると
判別されれば、その位相値が３象限中π〜５π／４間に
存すると判断して、位相補正器１５０は｛π＋tan-1(X/
Y)｝を演算して出力する。Ｘ＞０でありＹ＞０であると
判別されれば、その位相値が４象限中７π／４〜２π間
に存すると判断して、位相補正器１５０は｛２π−tan
-1(X/Y)｝を演算して出力する。
力される位相値が tan-1(X/Y) である時に、第１，２傾
斜判別器１３０，１４０からＸ＞０でありＹ＜０である
と判別されれば、その位相値が１象限中０〜４／π間に
存すると判断して、位相補正器１５０は｛０＋tan-1(X/
Y)｝を演算して出力する。Ｘ＜０でありＹ＜０であると
判別されれば、その位相値が２象限中３π／４〜π間に
存すると判断して、位相補正器１５０は｛π−tan-1(X/
Y)｝を演算して出力する。Ｘ＜０でありＹ＞０であると
判別されれば、その位相値が３象限中π〜５π／４間に
存すると判断して、位相補正器１５０は｛π＋tan-1(X/
Y)｝を演算して出力する。Ｘ＞０でありＹ＞０であると
判別されれば、その位相値が４象限中７π／４〜２π間
に存すると判断して、位相補正器１５０は｛２π−tan
-1(X/Y)｝を演算して出力する。
【００３２】微分器１６０は、周波数変調時に積分され
たのを復元するために、位相補正器１５０から出力され
る信号を微分して出力する。減算器１７０は、微分器１
６０から出力される信号に対してキャリア周波数K2を減
算して、微分器１６０から出力された信号のうちから、
キャリア周波数数K2を取り除き出力する。キャリア周波
数K2は、周波数偏移決定成分であるK1のように適用され
るシステムの仕様やルックアップテーブル１２０の大き
さにより決定されるものであって、周波数変調時に使用
した値と同様に次のように算出し得る。
たのを復元するために、位相補正器１５０から出力され
る信号を微分して出力する。減算器１７０は、微分器１
６０から出力される信号に対してキャリア周波数K2を減
算して、微分器１６０から出力された信号のうちから、
キャリア周波数数K2を取り除き出力する。キャリア周波
数K2は、周波数偏移決定成分であるK1のように適用され
るシステムの仕様やルックアップテーブル１２０の大き
さにより決定されるものであって、周波数変調時に使用
した値と同様に次のように算出し得る。
【００３３】例えば、本実施例の周波数復調器がカムコ
ーダのＶＴＲ部分に適用された場合には、キャリア周波
数がシンクチップ（syn tip)でホワイトレベル（white
level ）が１００％である4.2MHz〜5.4MHz間に該当し、
システムのサンプリングクロックが27MHz 、ルックアッ
プテーブルのアドレスデータが８ビット、ルックアップ
テーブルの出力テ−ダが１０ビットであるとすれば、最
大偏差は（5.4/27) ×1024 = 204.8となり、最少偏差は
(4.2/27)×1024 = 159.29 となる。
ーダのＶＴＲ部分に適用された場合には、キャリア周波
数がシンクチップ（syn tip)でホワイトレベル（white
level ）が１００％である4.2MHz〜5.4MHz間に該当し、
システムのサンプリングクロックが27MHz 、ルックアッ
プテーブルのアドレスデータが８ビット、ルックアップ
テーブルの出力テ−ダが１０ビットであるとすれば、最
大偏差は（5.4/27) ×1024 = 204.8となり、最少偏差は
(4.2/27)×1024 = 159.29 となる。
【００３４】したがって、（６）式で K2＋ x(iT)・K1 = 204.8 (x(iT)= 127の時） …（９） K2＋ x(iT)・K1 = 159.29 (x(iT)=−127 の時） …（１０） のような等式が成立する。この等式により変数である K
1,K2を求めることができる。
1,K2を求めることができる。
【００３５】K2成分が除去された信号が減算器１７０か
ら出力されると、乗算器１８０は、周波数偏移を定める
成分であるK1に対する反比例値である 1/K1 を印加され
る信号に乗算して、K1成分を取り除き出力する。低域フ
ィルタ１９０は、乗算器１８０から出力される信号に混
入している高周波成分を取り除き、元の信号を復元して
最終的に周波数復調された信号を出力する。
ら出力されると、乗算器１８０は、周波数偏移を定める
成分であるK1に対する反比例値である 1/K1 を印加され
る信号に乗算して、K1成分を取り除き出力する。低域フ
ィルタ１９０は、乗算器１８０から出力される信号に混
入している高周波成分を取り除き、元の信号を復元して
最終的に周波数復調された信号を出力する。
【００３６】
【発明の効果】前述したように、本発明のデジタル周波
数復調器は、周波数復調時に、ルックアップテーブルに
予め周波数復調されるデータを貯蔵した後、位相偏移方
式によりルックアップテーブルのデータを読み出すこと
に必要な読み出しアドレスを発生させるようにデジタル
信号処理する時、ゼロ軸を過ぎない信号を含む周波数変
調された信号に対して傾斜程度を判別して位相補正する
ことにより、従前のデジタル信号処理より周波数復調の
正確度を向上させ得るだけでなく、ルックアップテーブ
ルに貯蔵する周波数復調データを最少化させることによ
りルックアップテーブルに使用されるＲＯＭの大きさを
減少させ得る。
数復調器は、周波数復調時に、ルックアップテーブルに
予め周波数復調されるデータを貯蔵した後、位相偏移方
式によりルックアップテーブルのデータを読み出すこと
に必要な読み出しアドレスを発生させるようにデジタル
信号処理する時、ゼロ軸を過ぎない信号を含む周波数変
調された信号に対して傾斜程度を判別して位相補正する
ことにより、従前のデジタル信号処理より周波数復調の
正確度を向上させ得るだけでなく、ルックアップテーブ
ルに貯蔵する周波数復調データを最少化させることによ
りルックアップテーブルに使用されるＲＯＭの大きさを
減少させ得る。
【図１】従来のデジタル周波数復調器の構成を示したブ
ロック図である。
ロック図である。
【図２】ヘッドから不充分にしか再生されなかったＦＭ
信号を示した波形図である。
信号を示した波形図である。
【図３】本発明によるデジタル周波数復調器の一実施例
を示したブロック図である。
を示したブロック図である。
【図４】図３に入力される信号の一例と図３において遅
延器と位相偏移器とから出力される信号の一例を示す波
形図である。
延器と位相偏移器とから出力される信号の一例を示す波
形図である。
【図５】図３において、ルックアップテーブルに貯蔵さ
れたデータを示した図である。
れたデータを示した図である。
【図６】図３において、位相補正器から出力されるデー
タの形態を示した図である。
タの形態を示した図である。
Claims (6)
- 【請求項１】 周波数変調された信号を元の信号に復元
するためのデジタル周波数復調器において、 前記周波数変調された信号の変化により偏移した位相値
を出力するのに使われる周波数復調データを貯蔵するル
ックアップテーブルと、 前記周波数変調された信号を所定の角度ほど位相偏移さ
せ、前記位相偏移により出力された信号と前記周波数変
調された信号との絶対値の大きさを比較して、前記ルッ
クアップテーブルから読み出される情報に対するアドレ
スを発生するためのアドレス発生手段と、 前記位相偏移により出力された信号と前記周波数変調さ
れた信号との傾斜を判別するための傾斜判別器と、 前記傾斜判別器の傾斜判別信号と、前記アドレス発生手
段における前記位相偏移により出力された信号と前記周
波数変調された信号との絶対値の大きさを比較した結果
とにより、前記ルックアップテーブルから出力された位
相値に所定の位相値を演算して、前記ルックアップテー
ブルから出力される位相値の範囲を拡張するための位相
補正器と、 前記位相補正器から出力される信号を微分するための微
分器と、 前記微分器から出力される信号に対して、前記デジタル
周波数復調器が適用されるシステム規格および前記ルッ
クアップテーブルの大きさにより定められるキャリア周
波数を定める成分を減算して、前記微分器から出力され
る信号のうちから前記キャリア周波数成分を取り除くた
めの減算器と、 前記減算器から出力された信号に対して、前記キャリア
周波数成分と同等な条件で定められる周波数偏移を定め
る成分に反比例した値を乗算して、前記減算器から出力
される信号のうちから前記周波数偏移を定める成分を取
り除くための乗算器とを含むことを特徴とするデジタル
周波数復調器。 - 【請求項２】 前記ルックアップテーブルに貯蔵される
周波数復調データは、π／４区間ほどのアークタンジェ
ント成分が示す位相値であることを特徴とする請求項１
記載のデジタル周波数復調器。 - 【請求項３】 前記アドレス発生手段は、 前記周波数変調された信号が入力されると位相のみを−
９０゜偏移して出力するための位相偏移器と、 前記周波数変調された信号が入力されると前記位相偏移
期間の間遅延させるための遅延器と、 前記位相偏移器から出力される信号と前記遅延器から出
力される信号との絶対値を取るための絶対値処理器と、 前記絶対値処理器の出力信号を比較して２値のうち大き
い値を選択するための比較および選択器と、 前記比較および選択器の結果により制御される前記遅延
器から出力される信号と前記位相偏移器から出力される
信号とを除算するための除算器とを含むことを特徴とす
る請求項２記載のデジタル周波数復調器。 - 【請求項４】 前記比較および選択器は、前記遅延器か
ら出力される信号の絶対値が前記位相偏移器から出力さ
れる信号の絶対値より大きければ、前記除算器が前記位
相偏移器の出力信号を前記遅延器の出力信号で除算する
ように制御し、前記遅延器から出力される信号の絶対値
が前記位相偏移器から出力される信号の絶対値より小い
か等しければ、前記除算器が前記遅延器の出力信号を前
記位相偏移器の出力信号で除算するように制御すること
を特徴とする請求項３記載のデジタル周波数復調器。 - 【請求項５】 前記ルックアップテーブルは、前記遅延
器の出力信号を前記位相偏移器の出力信号で除算した信
号または前記位相偏移器の出力信号を前記遅延器の出力
信号で除算した信号がアドレスとして入力されると、前
記アドレスに対してアークタンジェントを遂行した値を
前記位相補正器に出力することを特徴とする請求項４記
載のデジタル周波数復調器。 - 【請求項６】 前記傾斜判別器は、前記周波数変調され
た信号がプラスであり前記位相偏移により出力された信
号がマイナスと判別されれば１象限と判別し、前記周波
数変調された信号と前記位相偏移により出力された信号
とが全部マイナスと判別されれば２象限と判別し、前記
周波数変調された信号がマイナスであり前記位相偏移に
より出力された信号がプラスである場合には３象限と判
別し、前記周波数変調された信号と前記位相偏移により
出力された信号とが全部プラスと判別されれば４象限と
判別することを特徴とする請求項１記載のデジタル周波
数復調器。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1019930018014A KR0132872B1 (ko) | 1993-09-08 | 1993-09-08 | 디지탈 주파수복조기 |
| KR93-18014 | 1993-09-08 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07170126A true JPH07170126A (ja) | 1995-07-04 |
| JP2914556B2 JP2914556B2 (ja) | 1999-07-05 |
Family
ID=19363134
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6214896A Expired - Fee Related JP2914556B2 (ja) | 1993-09-08 | 1994-09-08 | デジタル周波数復調器 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5440269A (ja) |
| JP (1) | JP2914556B2 (ja) |
| KR (1) | KR0132872B1 (ja) |
Families Citing this family (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5812607A (en) * | 1996-02-01 | 1998-09-22 | Qualcomm Incorporated | Method and apparatus for processing wideband data in a digital cellular communication system |
| JPH1117755A (ja) * | 1997-06-25 | 1999-01-22 | Futaba Corp | 位相判定回路 |
| JP3958513B2 (ja) * | 2000-10-05 | 2007-08-15 | 三菱電機株式会社 | ディジタルｆｍ復調器、映像信号処理装置、及びディジタルｆｍ復調方法 |
| US6943847B2 (en) * | 2001-08-31 | 2005-09-13 | Texas Instruments Incorporated | FM demodulator for SECAM decoder |
| US7006806B2 (en) * | 2002-02-26 | 2006-02-28 | Broadcom Corporation | System and method for SAP FM demodulation |
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