JPH07240763A

JPH07240763A - 周波数偏移信号発生装置

Info

Publication number: JPH07240763A
Application number: JP3000494A
Authority: JP
Inventors: Shinichiro Adachi; 紳一郎足立
Original assignee: Icom Inc
Current assignee: Icom Inc
Priority date: 1994-02-28
Filing date: 1994-02-28
Publication date: 1995-09-12

Abstract

(57)【要約】【目的】ＦＭ送信におけるＦＳＫサブキャリア信号の
ような周波数偏移信号を発生する装置に関し、簡単な回
路構成で、プリエンファシス処理と歪率改善とを実現す
ること。【構成】第１波形メモリー２には最大振幅の状態の正
弦波１周期分のデジタルデータが格納され、第２波形メ
モリー３には、第１波形メモリーのデータをそれぞれ１
３／２１倍したデジタルデータを書き込む。送信データ
が“０”のときには第１波形メモリー２をアクセスして
2100ｋHzの信号を得て、送信データが“１”のときには
第２波形メモリー３をアクセスして1300ｋHzの信号を得
ることによって、６ｄＢ／oct のプリエンファシスされ
たのと同等の信号を得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ＦＭ送信におけるＦＳ
Ｋサブキャリア信号のような、制御信号に応じた周波数
の信号を発生する装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、ＦＭ送受信機によるＦＳＫのデー
タ通信は、音声入力信号に変わって伝送すべきデータに
対応して、周波数の異なる第１の信号（周波数fH）と第
２の信号（周波数fL、但しfH＞fL）とを切り替えたサブ
キャリア信号を発生させ、このサブキャリア信号で搬送
波をＦＭ変調して送信する。送信されたＦＭ波をＦＭ受
信機で受信して復調し、データを得るのものである。

【０００３】ここにおいて、ＦＭ通信方式では、通信に
妨害を与える雑音成分の周波数スペクトラム分布は、高
域になるほどレベルが高くなっているため、高域におけ
るＳＮ比は低下する。そのため、ＦＳＫのデータ通信に
おいては、総合的なＳＮ比を改善するために送信側のサ
ブキャリア信号発生装置で、周波数の高い第１の信号の
方をプリエンファシス回路により強調することが行われ
ている。

【０００４】次に、従来のＦＭ送信機における、ＦＳＫ
用サブキャリア信号発生装置を、図７、図８を用いて説
明する。図７において、波形メモリー（ＲＯＭ）61に
は、図８のＡに示すように、正弦波の振幅値を微小な単
位位相角ごとにサンプリングしてデジタル化したデータ
列がアドレス順に格納されている。演算ユニット62は、
図８のＢに示すような送信データが入力されると、前記
波形メモリー61を異なる二種類のアドレス間隔でアドレ
ッシングすることにより、二種類の周波数の正弦波に相
当するデジタルデータ列を出力する。波形メモリーに記
憶したデジタルデータから種々の周波数の正弦波に相当
するデジタルデータ列を出力する技術は、特開平1-1518
24号等の公報に開示されている。

【０００５】出力されたデータ列信号は、Ｄ／Ａ変換器
63により、アナログ信号に変換される。このアナログ信
号の周波数スペクトル分布は、図８のＣに示すように、
周波数fHの第１の信号のスペクトルＳ１と、周波数fLの
第２の信号のスペクトルＳ２以外に多くの高調波成分Ｓ
_Nが含まれている。このような高調波成分は、図８のＣ
において破線で示したような特性のローパスフィルター
64により除去され、それぞれ第１の信号（周波数fH）と
第２の信号（周波数fL）が切り替えられた形のアナログ
信号が得られる。

【０００６】ローパスフィルター64から出力された信号
は、図８のＤに示すような特性のプリエンファシス回路
65によって高域（この場合には周波数fH成分）が強調さ
れ、図８のＥに示すようなスペクトルのサブキャリア信
号としてＦＭ変調回路に供給される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上述したような従来の
ＦＳＫ用サブキャリア信号発生装置においては、除去し
きれなかった高調波成分が存在すると、図８のＥで示し
た雑音成分Ｓ_N’のようにプリエンファシス回路65によ
って強調されてしまい、サブキャリア信号の歪率が悪化
するので、歪率を改善するためには、演算ユニット62か
ら出力されるデジタルデータ列の時間分割数を多くす
る、即ち、デジタルデータ列を出力する周期を短くし
て、高調波成分をローパスフィルターによって充分に除
去できる帯域に追いやるという手段か、ローパスフィル
ター64の特性を急峻な特性にして高調波成分をできるだ
け除去するという手段を講じる必要があった。

【０００８】しかし、前者の場合には、演算ユニット62
に対する負担が多くなるので高い処理能力の演算ユニッ
トでなければ対応できないという問題があり、後者の場
合には、急峻な特性のローパスフィルターでなければ使
用できないという問題がある。

【０００９】これらの問題は、異なる周波数が共に通過
する部分で周波数ごとに異なる処理を施そうとするため
に、完璧な処理ができないという事情によるものであっ
て、本発明は、異なる周波数の信号をそれぞれ別に処理
してから混合すれば解決できるという着想に基づいて、
簡単な回路構成で、プリエンファシス処理と歪率改善と
を実現できる周波数偏移信号発生装置を提供することを
目的としてなされたものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１の周波数偏移信
号発生装置においては、それぞれ異なる周波数の出力信
号を、それぞれ所定の振幅で出力する複数の出力手段
と、制御信号に応じて、複数の出力手段から出力される
周波数から少なくとも一つの周波数を選択して出力する
周波数制御手段とを備えたものである。

【００１１】請求項２の発明においては、制御信号に応
じて、異なる周波数に偏移するサブキャリア信号を出力
する周波数偏移信号発生装置に、正弦波の振幅値を微小
な単位位相角ごとのデジタルデータ列として順次格納し
た波形メモリーと、制御信号に応じて、波形メモリーに
格納されたデジタルデータ列を所定のアドレス間隔でア
ドレッシングして異なる周波数に相当するデジタルデー
タ列を出力する周波数制御手段と、制御信号に応じて、
波形メモリーから出力されたデジタルデータ列に所定の
倍率を乗算して異なる振幅値のデジタルデータ列を出力
する振幅制御手段と、このデジタルデータ列をアナログ
信号に変換するＤ／Ａ変換手段と、アナログ信号から高
調波成分を除去してサブキャリア信号を出力するローパ
スフィルターとを備えた構成とした。

【００１２】請求項３の発明においては、制御信号に応
じて、異なる周波数に偏移するサブキャリア信号を出力
する周波数偏移信号発生装置に、所定の振幅の正弦波の
波形を微小な単位位相角ごとのデジタルデータ列として
順次格納した第１波形メモリーと、第１波形メモリーと
異なる振幅の正弦波の波形を微小な単位位相角ごとのデ
ジタルデータ列として順次格納した第２波形メモリー
と、制御信号に応じて、第１波形メモリーもしくは第２
波形メモリーを異なるアドレス間隔でアクセスして異な
る周波数に相当するデジタルデータ列を出力する周波数
制御手段と、このデジタルデータ列をアナログ信号に変
換するＤ／Ａ変換手段と、アナログ信号から高調波成分
を除去してサブキャリア信号を出力するローパスフィル
ターとを備えた構成とした。

【００１３】

【作用】請求項１の発明によれば、それぞれ異なる周波
数の出力信号を、各出力手段からそれぞれ所定の振幅で
得て、周波数制御手段では、制御信号に応じて、複数の
出力手段から出力される周波数から少なくとも一つの周
波数の出力信号を選択して出力する。全ての周波数を出
力してもよい。

【００１４】よって、出力信号は、所望のスペクトル分
布特性の出力が得られるのである。例えば、伝送路の特
性上の制約により、図５のＡに示すような、中域の所定
の範囲（周波数f2,f3 を含む範囲）は一定であって、低
域（周波数f1を含む範囲）と高域（周波数f4を含む範
囲）とを６ｄＢ／oct の特性で強調する複雑なプリエン
ファシス処理を施す場合には、中域に比べて、低域の振
幅を小さく、高域の振幅を大きくして出力することによ
り、従来のイコライザー回路等を使用せずに実現できる
のである。

【００１５】そして、請求項２の発明によれば、それぞ
れ周波数の異なる複数の出力信号を、制御信号に応じて
切り替えてサブキャリア信号として出力するように構成
された周波数偏移信号発生装置において、波形メモリー
に、正弦波の振幅値を微小な単位位相角ごとのデジタル
データ列として順次格納しておく。周波数制御手段で
は、制御信号に応じて、波形メモリーに格納されたデジ
タルデータ列を所定のアドレス間隔でアドレッシングし
て異なる周波数に相当するデジタルデータ列を出力す
る。

【００１６】振幅制御手段では、制御信号に応じて、出
力されたデジタルデータ列に所定の倍率を掛けて異なる
振幅値のデジタルデータ列を出力する。よって、制御信
号に応じて、周波数が切り替えられるとともに、周波数
に応じた所定の振幅のデジタルデータ列が出力される。
このデジタルデータ列を、Ｄ／Ａ変換手段によって、ア
ナログ信号に変換して、ローパスフィルターによって高
調波成分を除去して、サブキャリア信号として出力す
る。

【００１７】よって、出力されるサブキャリア信号に含
まれる各スペクトルは、所望のレベルとすることができ
る。例えば、高い方の周波数のデジタルデータを生成す
るときには、その振幅を大きくして出力させ、低い方の
周波数のデジタルデータを生成するときには、その振幅
を小さくして出力させることによって、図５のＢに示す
ような、高域強調のプリエンファシス処理されたのと同
等の周波数偏移信号を得ることができるのである。

【００１８】請求項３の発明によれば、第１波形メモリ
ーと第２波形メモリーに異なる振幅の正弦波の波形のデ
ジタルデータを格納しておき、制御信号に応じて、アク
セスする波形メモリーを切り替えるので、得られたデジ
タルデータは、制御信号に応じて振幅の異なった正弦波
を表すデータとなっている。このとき、両方の波形メモ
リーをアクセスする方法を変えることによって、周波数
も異なったものとなる。例えば、アクセスするときのア
ドレス間隔を変えてもよく、又は、正弦波の１周期分の
デジタルデータを格納するアドレス数を、第１と第２の
波形メモリーとでそれぞれ変えてもよい。

【００１９】

【実施例】以下に、本発明を、その一実施例としてのＦ
ＳＫ用サブキャリア信号発生装置を示した図面に基づい
て詳細に説明する。図１は本実施例のＦＳＫ用サブキャ
リア信号発生装置のブロック図、図２は波形メモリーに
おけるデジタルデータの格納状態を説明する図、図３は
二種類の周波数の波形のデータを説明する図、図４は送
信データとＦＳＫ用サブキャリア信号の関係を説明する
図、図５はプリエンファシスの例を示す図である。

【００２０】１はＦＳＫ用サブキャリア信号発生装置で
あり、例えば1200bps の送信データが入力されると、周
波数の異なる第１の信号（周波数fH＝2100Ｈｚ）と第２
の信号（周波数fL＝1300Ｈｚ）とからなり、６ｄＢ／oc
t のプリエンファシス処理がなされたサブキャリア信号
を発生させる。２は第１波形メモリー（ＲＯＭ）であ
り、最大振幅の状態の正弦波１周期分の波形を再現する
ためのデジタルデータが格納されている。

【００２１】３は第２波形メモリー（ＲＡＭ）であり、
前記第１波形メモリー２の振幅データを、それぞれ１３
／２１倍したデジタルデータを書き込むための書込み可
能なメモリーである。４は演算ユニットであり、振幅制
御部41と周波数制御部42とを備え、前記第１波形メモリ
ー２もしくは第２波形メモリー３から周波数と振幅の異
なる正弦波の表すデジタルデータ列を得て出力する。

【００２２】５はデジタルデータ列をアナログ信号に変
換するＤ／Ａ変換器、６はアナログ信号から高調波成分
を除去してＦＳＫ用サブキャリア信号として出力するロ
ーパスフィルターである。

【００２３】振幅制御部41においては、電源投入時に、
第１波形メモリー２の波形データを順次読み出し、その
振幅が１３／２１倍になるよう演算して、第２波形メモ
リー３に格納する。第１波形メモリー２には下記の式で
表されるデジタルデータＴ１（ｉ）が格納されている。

【００２４】Ｔ１（ｉ）＝（２５５（１＋sin （２πｉ／２５６））／２）但し、Ｔ１（ｉ）の値としては、四捨五入した整数値を
用いる。また、データは８ビット、ｉ＝０〜255 （整
数）とする。振幅制御部41においては、第１波形メモリ
ーから読み出したデジタルデータＴ１（ｉ）に下記の式
で表される演算を行い、得られたデジタルデータＴ２
（ｉ）を第２波形メモリーに書き込むのである。

【００２５】Ｔ２（ｉ）＝ＩＮＴ（Ｔ１（ｉ）・Ａ／２５５＋0.5 ）＋ＩＮＴ（（２５５−Ａ）／２）但し、データは８ビット、ｉ＝０〜255 （整数），Ａ＝
255 ×13／21≒157 とする。

【００２６】周波数制御部42においては、入力される送
信データに応じて、第１波形メモリー２もしくは第２波
形メモリー３の何れをアクセスするかを制御するととも
に、それぞれの波形メモリーをアクセスするために所定
のステップごとのアドレスを生成する。即ち、送信デー
タが“０”のときには第１波形メモリー２を所定のアド
レスSTP1ごとにアクセスして2100Hzの波形データを得
て、送信データが“１”のときには第２波形メモリー３
をSTP2ごとのアドレスでアクセスして1300Hzの波形デー
タを得るのである。

【００２７】このとき、第２波形メモリー３の波形デー
タの振幅は、第１波形メモリー２の波形データの１３／
２１倍であるので、2100Hzの信号と1300Hzの信号とは６
ｄＢ／oct のプリエンファシス処理がなされていること
に相当する。具体的な条件で説明すると、正弦波の１周
期分のデジタルデータが格納されているアドレスの幅を
256 、波形メモリーをアクセスしてデジタルデータ列を
毎秒51200 回(51.2 ｋHz) 出力する条件では、STP1＝25
6 ×2100／51200 ＝10.5、STP2＝256 ×1300／51200 ＝
6.5 となる。

【００２８】以上の条件ではSTP1，STP2が整数でないの
で、正確なデジタル処理が可能なように、次のような、
波形メモリーアクセス方法を用いた。即ち、STP1＝ST1
＋ST2 ／256 とおくと、ST1 ＋ST2 ／256 ＝10.5より、
256（ST1 ＋ST2 ／256 ）＝256 ×10.5となり、256 ST1
＋ST2 ＝256 ×10＋128 と変形できる。ここで、ST1
，ST2 の整数解を求めると、ST1 ＝10、ST2 ＝128 と
なる。

【００２９】よって、ST1 を上位８ビット、ST2 を下位
８ビットとして、１６ビット加算して得た上位８ビット
のデータを波形メモリー参照アドレスとすることによっ
て、出力される周波数の誤差を０にすることができる。
なお、1300Hzの場合には、256 ×STP2＝256 ×6.5 ＝25
6 ×６＋128 となるので、ST1 ＝６、ST2 ＝128 とな
り、上位８ビットを“10”から“６”に変更するだけで
よい。

【００３０】このようにして得られた信号を、Ｄ／Ａ変
換器５によってアナログ信号に変換する。このアナログ
信号は、目的の正弦波以外に多くの高調波成分を含んで
いるので、ローパスフィルター６を通過させて高調波成
分を除去することによって、滑らかな正弦波のサブキャ
リア信号が得られるのである。なお、特別急峻な特性で
ないローパスフィルター６によって、高調波成分を充分
に除去しようとして、前記第１の信号（2100Hz）の振幅
を所定のプリエンファシス処理の振幅より減衰させてし
まうときには、その減衰量を補償すべく、第２波形メモ
リー３に格納するデジタルデータ列の振幅を更に小さく
補正しておけばよい。

【００３１】第１波形メモリー２には、正弦波の振幅を
８ビットのデジタルデータ（０〜２５５）で表し、図２
のＡに示すように、最小値が０で最大値が２５５の１周
期分の正弦波の波形データが格納されている。第２波形
メモリー３には、図２のＢに示すように、最小値が４９
で最大値が２０６の１周期分の正弦波、即ち、振幅制御
部41によって振幅が１３／２１倍された波形データが書
き込まれているのである。

【００３２】例えば、上述したように、各波形メモリー
をアクセスしてデジタルデータ列を毎秒51200 回(51.2
ｋHz，周期が約19.53 μＳ) 出力する条件として、第１
波形メモリー２を、上記波形メモリーアクセス方法にお
いて、ST1 ＝10、ST2 ＝128としてアクセスすると、格
納された正弦波１周期分のデジタルデータ列は約24.4回
のアクセスで一巡し、周波数が2100Hz（周期が約476.19
μＳ）で、最大振幅の正弦波に対応するデジタルデータ
列が得られる。第２波形メモリー３を、上記波形メモリ
ーアクセス方法において、ST1 ＝６、ST2 ＝128 として
アクセスすると、格納された正弦波１周期分のデジタル
データ列は約39.4回のアクセスで一巡し、周波数が1300
Hz（周期が約769.23μＳ）で、振幅が１３／２１倍の正
弦波に対応するデジタルデータ列が得られるのである。

【００３３】このようにして、送信データの“０”と
“１”に対して、周波数2100Hzと1300HzのＦＳＫサブキ
ャリア信号が得られるとともに、６ｄＢ／oct のプリエ
ンファシス処理がなされるのである。

【００３４】なお、波形データを格納したメモリーを異
なるステップでアクセスすることによって、所望の周波
数の波形データを得る技術に関しては、特開平1-151824
号公報等に具体的構成が開示されているので、詳細は省
略した。また、以上の実施例においては、第１波形メモ
リーのデータをもとに、第２波形メモリーのデータを生
成したが、予め、振幅の異なる二種類の波形データを第
１波形メモリーと第２波形メモリーとに格納してもよ
い。このとき、同一のアドレス間隔でアクセスしても異
なる周波数の波形データが出力されるようにしてもよ
い。

【００３５】また、演算ユニット４の処理速度が充分に
高速であれば、一種類の波形メモリーのデータをもと
に、送信データに応じて、異なるアドレスを生成すると
ともに、振幅データも演算しながら出力するように構成
することも可能である。このように、ＡＴＩＳ等のエン
コードに用いられるＦＳＫ用サブキャリア信号が得られ
るのである。

【００３６】このようにして、得られる信号の周波数ご
とに、デジタルデータ列における振幅データを異ならし
めることによって、所望のプリエンファシス処理を実現
したが、図６に示すように、異なる周波数f1，f2，f3，
・・・のサブキャリア周波数を出力する回路81，82，8
3，・・・に、それぞれ、異なる減衰率もしくは増幅率
の振幅制御手段91, 92, 93，・・・を接続して、出力手
段71，72，73，・・・を構成し、周波数制御手段10によ
って、出力される信号を切り替えるようにしてもよい。
また、前記回路81，82，83，・・・が、異なる振幅の正
弦波の波形データが格納されたメモリーであれば、振幅
制御手段91, 92, 93，・・・は不要となる。更に、プリ
エンファシス処理に限らず、高域と低域を共に強調する
ような処理にも応用できることはいうまでもない。

【００３７】このように、異なる周波数の信号が混合さ
れてしまう前に、所定の振幅に制御することによって、
従来の技術の課題が解決できるのである。即ち、デジタ
ル処理による周波数発生方式に限らず、アナログ処理に
よる方式でも同様の作用効果が得られる。更に、複数の
出力手段を備えて複数の周波数を同時に出力しうる構成
でも実現可能である。

【００３８】そして、二種類の異なる周波数を用いるＦ
ＳＫ通信に限らず、15種類程度の異なるサブキャリア周
波数を用いる５トーンシステムや、67.0〜250.3 Hzのサ
ブキャリア周波数を用いるＣＴＣＳＳにも応用できる。

【００３９】

【発明の効果】このように、本発明の周波数偏移信号発
生装置の請求項１の発明によれば、それぞれ異なる周波
数の出力信号を、それぞれ所定の振幅で別々に出力する
ので、制御信号に応じて少なくとも一つの周波数を選択
すると、その振幅は所定の振幅となっている。即ち、周
波数ごとに所望の振幅に制御された信号が得られるので
ある。

【００４０】このようにして、複雑なフィルターやイコ
ライザー回路等を用いることなく、簡略化された回路構
成で、所望のスペクトル分布が実現できるという効果が
得られる。また、請求項２の発明によれば、振幅制御手
段によって、波形メモリーから読み出しながら異なる振
幅に制御するので、所望の特性のプリエンファシス処理
ができ、また、急峻な特性のローパスフィルターを用い
ることなく歪率の改善が可能であるという効果が得られ
る。

【００４１】また、請求項３の発明によれば、予め振幅
の異なる正弦波の波形データを別々の波形メモリーに格
納しているので、周波数制御手段によって、アクセスす
べき波形メモリーを切り替えるだけでよいので、格別高
い処理機能が無くても、上記効果が得られるのである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる周波数偏移信号発生装置の実施
例のＦＳＫ用サブキャリア信号発生装置のブロック図で
ある。

【図２】波形メモリーにおけるデジタルデータの格納状
態を説明する図である。

【図３】二種類の周波数の波形のデータを説明する図で
ある。

【図４】送信データとＦＳＫ用サブキャリア信号の関係
を説明する図である。

【図５】プリエンファシスの例を説明する図である。

【図６】別実施例の説明図である。

【図７】従来例の一般的な周波数偏移信号発生装置の例
として、ＦＭ送信機におけるＦＳＫ用サブキャリア信号
発生装置を示したブロック図である。

【図８】前記ＦＳＫ用サブキャリア信号発生装置の各過
程における信号を説明する図である。

【符号の説明】

１ＦＳＫ用サブキャリア信号発生装置（周波数偏移信
号発生装置）２第１波形メモリー（波形メモリー）３第２波形メモリー（波形メモリー） 41 振幅制御部（振幅制御手段） 42 周波数制御部（周波数制御手段）５Ｄ／Ａ変換器（Ｄ／Ａ変換手段）６ローパスフィルター 71，72，73 ・・・出力手段 81，82，83，・・・回路 91, 92, 93，・・・振幅制御手段 10 周波数制御手段

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】それぞれ異なる周波数の出力信号を、それ
ぞれ所定の振幅で出力する複数の出力手段と、制御信号
に応じて、複数の出力手段から出力される周波数から少
なくとも一つの周波数を選択して出力する周波数制御手
段とを備えたことを特徴とする周波数偏移信号発生装
置。
【請求項２】制御信号に応じて、異なる周波数に偏移す
るサブキャリア信号を出力する周波数偏移信号発生装置
において、正弦波の振幅値を微小な単位位相角ごとのデ
ジタルデータ列として順次格納した波形メモリーと、制
御信号に応じて、波形メモリーに格納されたデジタルデ
ータ列を所定のアドレス間隔でアドレッシングして異な
る周波数に相当するデジタルデータ列を出力する周波数
制御手段と、制御信号に応じて、波形メモリーから出力
されたデジタルデータ列に所定の倍率を乗算して異なる
振幅値のデジタルデータ列を出力する振幅制御手段と、
このデジタルデータ列をアナログ信号に変換するＤ／Ａ
変換手段と、アナログ信号から高調波成分を除去してサ
ブキャリア信号を出力するローパスフィルターとを備え
たことを特徴とする周波数偏移信号発生装置。
【請求項３】制御信号に応じて、異なる周波数に偏移す
るサブキャリア信号を出力する周波数偏移信号発生装置
において、所定の振幅の正弦波の波形を微小な単位位相
角ごとのデジタルデータ列として順次格納した第１波形
メモリーと、第１波形メモリーと異なる振幅の正弦波の
波形を微小な単位位相角ごとのデジタルデータ列として
順次格納した第２波形メモリーと、制御信号に応じて、
第１波形メモリーもしくは第２波形メモリーを異なるア
ドレス間隔でアクセスして異なる周波数に相当するデジ
タルデータ列を出力する周波数制御手段と、このデジタ
ルデータ列をアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換手段
と、アナログ信号から高調波成分を除去してサブキャリ
ア信号を出力するローパスフィルターとを備えたことを
特徴とする周波数偏移信号発生装置。