JPH073705Y2

JPH073705Y2 - 遅延検波回路

Info

Publication number: JPH073705Y2
Application number: JP1983067824U
Authority: JP
Inventors: 精三中村
Original assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Current assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Priority date: 1983-05-09
Filing date: 1983-05-09
Publication date: 1995-01-30
Anticipated expiration: 1998-05-09
Also published as: JPS59174760U

Description

【考案の詳細な説明】〔技術分野〕本考案は、遅延検波回路に関する。

〔従来技術〕

先ず、遅延検波について説明すると、入力信号をy₁と
し、 y₁＝acos（ω₀ｔ＋θ（ｔ）） ……（Ｉ）と表わす。ここで、ａは振幅、ω₀は搬送波の角周波
数、ｔは時間、θ（ｔ）は位相変調成分である。

一方、y₁を一定時間ｄだけ遅延させた信号をy₂とする
と、 y₂＝acos｛ω₀・（ｔ−ｄ）＋θ（ｔ−ｄ）｝＝acos
（ω₀ｔ＋θ（ｔ−ｄ）−ω₀ｄ） ……（II）となる。ここで、ω₀ｄ＝2nπ（ｎは正整数）と選べば
前記（II）式は、 y₂＝acos（ω₀ｔ＋θ（ｔ−ｄ）） ……（II−Ｉ）と書換えることができる。

そして、y₁とy₂を掛算した出力をｙとすれば、となる。但し、αは検波能率で、（III）式において、
第１項は不要成分であつて搬送波の２倍の周波数成分を
中心とし、第２項は検波した必要な信号出力成分であ
る。

ここで、前記した入力信号y₁とそのy₁をｄだけ遅延した
信号y₂とを掛算した信号出力スペクトルの一例を第１図
に示すと、入力信号y₁は搬送波周波数1500Hz、1200ビツ
ト／秒のMinimum Shift Keying信号で、遅延時間ｄは１
ビツト相当の時間である。

また、第１図のＤで示した部分は必要な検波出力であ
り、不要成分は搬送波周波数の２倍、即ち3KHzを中心と
した部分が最も主要な部分である。

そこで、従来は検波出力を取出すのにこの3KHzを中心と
した不要成分を効率よく減衰させるような低域フイルタ
を通していたが、従来において使用されている方法で
は、フイルタ回路が大きくなつたりまた複雑になつたり
する欠点がある。

〔考案の目的〕

本考案は、前記諸欠点を解決するためになされたもので
あり、その目的は、簡単な構成の遅延検波回路を提供す
ることにより小型化及び価格低減をはかることにある。

〔考案の構成〕前記目的を達成するため、本考案は、入力信号と、この
入力信号を一定時間だけ遅延させた信号との積を求める
掛算回路の後ろに移動平均フイルタを配置し、該移動平
均フイルタの移動平均の時間長を搬送波周波数の１周期
の1/2の整数倍としたことを特徴とする。

〔実施例〕

以下、本考案の一実施例を第２図〜第４図に基づいて説
明する。

図において、１は信号入力端子、２は遅延回路で、入力
信号を必要な時間ｄだけ遅延する。３は掛算回路で、入
力信号と遅延回路２より遅延した信号の積を求める。４
は前記掛算回路３の後ろに配置した移動平均フイルタ
で、不要成分を減衰して必要な検波出力のみを出力端子
５に出力させる。

尚、前記移動平均フイルタ４は、その移動平均の時間長
γを搬送波周波数の１周期の1/2の整数倍に選んであ
る。

次に、前記構成の作用を説明する。ここで、先ず移動平
均フイルタについて詳細に説明すると、入力信号を一定
周期で取出したサンプル値をx_kとし、過去Ｍ個のサンプ
ル値x_kの平均y_kを移動平均値とすれば、次式のように定
義される。

この移動平均値y_kを得ることは入力信号を低域フイルタ
に通したと同じ効果があり、その振幅周波数特性は下記
に示す（Ｖ）式のようになる。また、振幅が−3dBとな
る周波数を遮断周波数_cとすれば、_cは下記に示す
（VI）式のようになる。尚、次式は小沢著（デイジタル
信号処理」1979年７月10日実教出版発行70〜72ページに
よる。

_cτ＝0.443 ……（VI）但し、Ａは振幅、は入力信号の周波数、τはＭ個のサ
ンプル値x_kを平均化する時間長である。この特性を第３
図の実線で示す。縦軸は減衰量（dB）、横軸は周波数を
τとして目盛つてある。

従つて、移動平均フイルタ４は、一次の減衰特性を持つ
た低域フイルタと考えられるが、ここで通常の一次の低
域フイルタと減衰量を比較してみると、先ず通常一次の
低域フイルタの振幅周波数特性は次式のように表され
る。

但し、A₀は振幅、は入力信号の周波数、_c0は振幅が
−3dBとなる周波数、即ち遮断周波数である。ここで、
移動平均フイルタ４の遮断周波数_cと一次の低域フイ
ルタの遮断周波数_c0を一致させて_c0＝_cとする
と、（VI）式により、となり、この（VIII）式を（VII）式に代入すると、の式を得る。この特性は第３図の点線のようになる。

一方、移動平均フイルタ４は、第３図から明らかなよう
に暫時減少する振幅を有する櫛歯形の減衰特性を持って
いるので、一次の低域フイルタと考えられるにもかかわ
らず、通常の一次の低域フイルタと比べてτ＝ｎ（ｎ
は正整数）付近で極めて大きな減衰量が得られることが
特徴である。

そこで、第１図及び（III）式で示したように遅延検波
回路における掛算回路の出力の不要成分のうち主なもの
が、搬送波周波数の２倍に集中しているため、この成分
と第３図に示すτ＝ｎを一致させれば極めて効果的に
不要成分を減衰することができる。

即ち、２₀τ＝ｎ ……（Ｘ）とすればよい。但し、₀は入力信号の搬送波の周波数
で、（Ｉ）式に示した搬送波の角周波数ω₀を用いる
と、と表せる。また、（Ｘ）式から、を得る。従つて、不要成分を減衰するために、移動平均
の時間長τは入力信号の搬送波周期の1/2の整数倍に選べばよい。

前記した移動平均の時間長τは正確に（XII）式の値に
一致しなくてもよいが、その許容範囲を考察してみる
と、移動平均フイルタとして効果あるのは通常の一次の
フイルタの減衰量の２倍以下の減衰が得られる範囲と仮
定した場合、（Ｖ）式と（IX）式とから減衰量をデシベ
ルで表すと、となる範囲となる。これを数値計算で解くと、 τ＝１の周辺では、 τ＝0.8〜1.155 のとき（XIII）式を満足する。

故に、となり、移動平均の時間長τは、の−20％から＋15.5％の範囲であればよい。以下、τ
＝ｎ（ｎは正整数）で（XIII）式を満足する範囲を第４
図に示す。尚、×印はτがのｎ倍のマイナス側にずれてもよい範囲、○印はτがのｎ倍のプラス側にずれてもよい範囲で、第４図の縦軸
はそのパーセント、横軸はｎ（ｎは正整数）を示す。

従つて、このような移動平均フイルタ４を掛算回路３の
後ろに配置した遅延検波回路は、信号入力端子１から直
接入力する入力信号と遅延回路２により遅延された信号
との積を掛算回路３により求め、その出力信号を移動平
均フイルタ４に通し、前記した移動平均フイルタ４の減
衰特性により不要成分を減衰させて検波出力のみを出力
端子５に出力させる。

尚、移動平均フイルタ４は、１段だけの使用のみだけで
はなく、複数段で縦続に接続して使用することもでき
る。この場合は、移動平均フイルタ４の段数倍の減衰が
得られる。但し、デシベルで表わす。

〔考案の効果〕

前記した如く、本考案に係る遅延検波回路によれば、掛
算回路の後ろに移動平均フイルタを配置し、該移動平均
フイルタの移動平均の時間長を搬送波周波数の１周期の
1/2の整数倍に選ぶことによつて、検波すべき周波数領
域の２倍の周波数領域の不要信号成分を減衰させること
が可能な暫時減少する振幅を有する櫛歯形の減衰特性を
移動平均フィルタに持たせることができるため、従来の
高価な低域フィルタを用いることなく、安価な移動平均
フィルタにより必要な検波信号出力を取出すことができ
るという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は掛算回路の出力スペクトルを示す図、第２図は
本考案の一実施例を示す図、第３図は移動平均フイルタ
の減衰特性と通常の一次フイルタの減衰特性を示す図、
第４図は移動平均の時間長τの範囲を示す図である。１……信号入力端子、２……遅延回路、３……掛算回
路、４……移動平均フイルタ、５……出力端子

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】入力信号と、この入力信号を一定時間だけ
遅延させた信号との積を求める掛算回路の後ろに移動平
均フィルタを配置し、該移動平均フィルタの移動平均の
時間長を搬送波周波数の１周期の1/2の整数倍としたこ
とを特徴とする遅延検波回路。