JPH09121123A - ディジタル/アナログfm共用復調器 - Google Patents

ディジタル/アナログfm共用復調器

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JPH09121123A
JPH09121123A JP7814896A JP7814896A JPH09121123A JP H09121123 A JPH09121123 A JP H09121123A JP 7814896 A JP7814896 A JP 7814896A JP 7814896 A JP7814896 A JP 7814896A JP H09121123 A JPH09121123 A JP H09121123A
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JP
Japan
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signal
digital
analog
output
demodulator
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JP7814896A
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English (en)
Inventor
Ritsu Miura
律 三浦
Manabu Yamaguchi
山口  学
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ディジタル変調波及びアナログFM変調波の
復調処理に当たって、多くの処理回路を共通に利用する
ことができるディジタル/アナログFM共用復調器を提
供する。 【解決手段】 アナログFM変調波を復調し、且つ直交
検波手段2を用いてディジタル変調波を復調するディジ
タル/アナログFM共用復調器において、アナログFM
変調波の復調時に、受信信号を直交検波手段2に入力
し、直交検波手段から得られたI側及びQ側の信号成分
をディジタル信号に変換し、これらのディジタル信号を
用いてFM復調手段38でFM復調する。ディジタル変調
波の復調に用いる直交検波手段をアナログFM変調波の
復調に共用することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、移動体通信等に使
用するディジタル/アナログFM共用受信機の復調器に
関し、特に、ディジタル信号及びアナログFM信号の復
調時における復調回路の共用化を図るものである。
【0002】
【従来の技術】移動体通信の信号伝送方式には、アナロ
グ方式とディジタル方式とがあり、アナログ方式では、
音声信号の変復調が主にFM方式で行なわれ、ディジタ
ル方式では、π/4シフトQPSKなど、直交検波を伴
う方式が主に行なわれている。
【0003】北米での基準では、移動体通信の同一端末
によりディジタル方式とアナログ方式との両方にアクセ
スできることが要求されており、こうした要求に応える
従来のディジタル/アナログFM共用受信機は、アナロ
グFM被変調信号を復調する復調回路と、ディジタル被
変調信号を復調する、直交検波器を含む復調回路とをそ
れぞれ備えている。
【0004】このようにディジタル及びアナログ方式へ
の対応が可能な従来の受信機の復調器は、図9に示すよ
うに、アナログ方式またはディジタル方式で変調された
被変調信号が入力する被変調信号入力端子1と、ディジ
タル信号の処理系として、入力信号を直交検波してI信
号とQ信号とに分離する直交検波器2と、I、Q信号に
含まれる不要信号成分を除くためのディジタル被変調信
号復調用の低域ろ波器5、6と、低域ろ波器5、6から
出力されたアナログ信号をディジタル信号に変換するア
ナログ−ディジタル変換器8、9と、入力するI信号及
びQ信号からディジタル信号を復調するためのディジタ
ル被変調信号復調処理部12を有するディジタル信号処理
装置(DSP)12と、復調されたディジタル信号をアナ
ログ信号に変換するディジタル−アナログ変換器14とを
備え、また、アナログFM信号の処理系として、受信信
号の周波数を中間周波数に変換する周波数変換器3と、
周波数変換器3の出力信号に含まれる中間周波数以外の
不要信号成分を除く帯域通過ろ波器7と、アナログ信号
の振幅を制限する振幅制限器10と、こうして処理された
信号に対してFM復調するFM検波器13とを備え、さら
に、直交検波器2及び周波数変換器3に対してそれぞれ
異なる周波数の信号を供給するローカル発振器4と、復
調された各信号を出力する復調出力端子15とを備えてい
る。
【0005】この復調器は、ディジタル被変調信号を復
調するときは、被変調信号入力端子1に入力した信号を
二つに分岐し、直交検波器2において、その一方の信号
にローカル発振器4の発振する搬送波周波数の信号を乗
算してI信号を生成し、また、他方の信号に、ローカル
発振器4の発振する信号の位相をπ/2だけ変えた信号
を乗算してQ信号を生成する。このI信号及びQ信号を
ディジタル復調用低域ろ波器5、6を通過させて、そこ
に含まれる不要信号成分を除去し、次いで、アナログ−
ディジタル変換器8、9でそれぞれディジタル信号に変
換した後、DSP11内のディジタル被変調信号復調処理
部12で、I信号及びQ信号の組合せで表されるディジタ
ル信号を復調する。復調されたディジタル信号は、ディ
ジタル−アナログ変換器14でアナログ信号に変換された
後、復調出力端子15から出力される。
【0006】一方、FM被変調信号を復調するときは、
被変調信号入力端子1から入力した信号に、周波数変換
器3で、ローカル発振器4の発振する信号を乗算して、
入力信号を中間周波数の信号に変換する。この信号を帯
域通過ろ波器7を通して不要信号成分を除去した後、振
幅制限器10で振幅を制限し、次いで、FM検波器13でF
M信号を復調する。復調される信号は復調出力端子15か
ら出力される。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のディジ
タル/アナログFM共用復調器は、ディジタル被変調信
号の処理系とアナログFM被変調信号の処理系とを別々
に備えており、回路の共用化が図られていない。そのた
め、装置の小型化を妨げている。
【0008】また、唯一共用化しているローカル発振器
についても、ディジタル被変調信号の復調時とアナログ
FM被変調信号の復調時とで、発振信号の周波数を変え
なければならないという問題点がある。
【0009】本発明は、こうした従来の問題点を解決す
るものであり、ディジタル被変調信号及びアナログFM
被変調信号の復調処理に当たって、多くの処理回路を共
通に利用することができるディジタル/アナログFM共
用復調器を提供することを目的としている。
【0010】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明のディジ
タル/アナログFM共用復調器では、アナログFM変調
波の復調時に、受信信号を直交検波手段に入力し、直交
検波手段から得られたI側及びQ側の信号成分をディジ
タル信号に変換し、これらのディジタル信号を用いてF
M復調を行なうように構成している。
【0011】また、直交検波後のI、Qベースバンド信
号を用いて、ディジタル的にFM復調を行なうFM復調
処理部をディジタル信号処理装置の中に設けている。
【0012】これにより、ディジタル被変調信号及びア
ナログFM被変調信号の復調に直交検波手段を共用する
ことができ、また、ローカル発振器の発振周波数を同一
にすることができ、また、同一のDSPを使用して、F
M復調処理とディジタル信号復調処理とを行なうことが
できる。
【0013】
【発明の実施の形態】本発明の請求項1に記載の発明
は、アナログFM変調波を復調し、且つ、直交検波手段
を用いてディジタル変調波を復調するディジタル/アナ
ログFM共用復調器において、アナログFM変調波の復
調時に、受信信号を直交検波手段に入力し、直交検波手
段から得られたI側及びQ側の信号成分をディジタル信
号に変換し、これらのディジタル信号を用いてFM復調
手段でFM復調を行なうようにしたものであり、ディジ
タル変調波の復調に用いる直交検波手段を、アナログF
M変調波の復調に共用することができる。
【0014】請求項2に記載の発明は、前記FM復調手
段として、I側の信号を時間で微分する微分手段と、微
分手段から出力された信号をQ側の信号で除算する除算
手段とを設けたものであり、このFM復調手段では、I
側の信号を時間で微分し、得られた結果をQ側の信号で
除算することによりFM復調を行なう。
【0015】請求項3に記載の発明は、FM復調手段と
して、I側の信号を時間で微分する第1の微分手段と、
Q側の信号を時間で微分する第2の微分手段と、第1の
微分手段から出力された信号を二乗する第1の二乗手段
と、第2の微分手段から出力された信号を二乗する第2
の二乗手段と、第1の二乗手段及び第2の二乗手段の出
力の加算値の平方根を演算する平方根演算手段とを設け
たものであり、このFM復調手段では、I側の信号及び
Q側の信号のそれぞれを時間で微分した後に二乗し、二
乗した結果を加算し、その平方根を取ることによりFM
復調を行なう。
【0016】請求項4に記載の発明は、ディジタル被変
調信号及びアナログFM被変調信号を復調するディジタ
ル/アナログFM共用復調器において、各被変調信号の
直交検波を行ない、ベースバンドI、Q信号を出力する
直交検波器と、直交検波器からの各出力信号を被変調信
号の種別に応じて通過させるディジタル被変調信号復調
用の低域ろ波器及びアナログFM被変調信号復調用の低
域ろ波器と、各低域ろ波器からの出力信号をディジタル
信号に変換するアナログ−ディジタル変換器と、変換さ
れた各ディジタル信号を処理するディジタル信号処理装
置とを設け、このディジタル信号処理装置に、ディジタ
ル被変調信号の復調処理を行なうディジタル被変調信号
復調処理部と、前記I、Q信号からディジタル処理によ
りFM復調を行なうFM復調処理部とを設けたものであ
り、同一の直交検波器をディジタル被変調信号及びアナ
ログFM被変調信号の復調に共用することができ、ま
た、これらの復調処理を同一のDSPで行なうことがで
きる。
【0017】請求項5に記載の発明は、前記FM復調処
理部に、入力されたI信号を時間で微分する微分器と、
この微分器の出力をQ信号で除算する除算器とを設けた
ものであり、この構成により、DSP内でのディジタル
的処理でFM復調を行なうことができる。
【0018】請求項6に記載の発明は、前記FM復調処
理部に、入力されたQ信号を時間で微分する微分器と、
この微分器の出力をI信号で除算する除算器とを設けた
ものであり、この構成によっても、DSP内でのディジ
タル的処理によりFM復調を行なうことができる。
【0019】請求項7に記載の発明は、前記FM復調処
理部に、I信号、Q信号をそれぞれ時間で微分する微分
器と、この各微分器の出力をそれぞれ二乗する二乗器
と、二乗器の出力を互いに加算する加算器と、加算器の
出力の平方根を計算する平方根演算器とを設けたもので
あり、この構成によっても、DSP内でのディジタル的
処理でFM復調を行なうことができる。
【0020】請求項8に記載の発明は、前記除算器から
の出力信号を通過させる低域ろ波器を設けたものであ
り、直交検波器に直交位相誤差が存在する場合に発生す
るパルス性雑音を、この低域ろ波器で除くことにより、
FM復調出力の劣化を抑えることができる。
【0021】請求項9に記載の発明は、前記FM復調処
理部に、I信号を時間で微分する第1微分器と、第1微
分器の出力をQ信号で除算する除算器と、Q信号を時間
で微分する第2微分器と、Q信号が0の近傍にあるかど
うかを判定し、Q信号が0の近傍にある場合には、第2
微分器の処理を行なわせ、Q信号が0の近傍にない場合
には、第1微分器及び除算器の処理を行なわせる判定器
とを設けたものであり、この処理の切り替えにより、直
交検波器に直交位相誤差が存在する場合に発生するパル
ス性雑音を削減することができる。
【0022】以下、本発明の実施の形態について図面を
用いて説明する。
【0023】(第1の実施の形態)第1の実施形態のデ
ィジタル/アナログFM共用復調器は、図1に示すよう
に、ディジタル変調波及びアナログFM変調波が入力す
る受信入力端子1と、入力信号を直交検波する直交検波
器2と、復調処理する信号の種類とは無関係に同一周波
数の信号を直交検波器2に供給するローカル発振器4
と、復調処理する信号の種類に応じて切替えられるディ
ジタル復調用低域ろ波器5、6及びアナログFM復調用
低域ろ波器16、17と、各ろ波器から出力されたアナログ
信号をディジタル信号に変換するアナログ−ディジタル
変換器8、9と、ディジタル信号を復調するディジタル
変調波復調器37と、復調されたディジタル信号を出力す
るディジタル変調波復調出力端子39と、ディジタル的な
処理でFM信号の復調を行なうFM復調器38と、復調さ
れた信号を出力するFM復調出力端子40とを備え、FM
復調器38は、I側の信号を微分する微分器19と、微分さ
れたI側の信号をQ側の信号で割算して復調信号を得る
割算器20とを備えている。
【0024】この復調器は、ディジタル変調波を復調す
るときは、従来のディジタル復調の動作と同じように、
受信入力端子1に入力した信号に対して、直交検波器2
が、ローカル発振器4の発振周波数f1(この周波数は
ディジタル変調波の搬送波周波数に設定されている)の
信号、及びそのπ/2位相を変えた信号を乗算して、I
信号とQ信号とに分離し、これらのI信号及びQ信号の
不要信号成分をディジタル復調用低域ろ波器5、6で除
去し、アナログ−ディジタル変換器8、9でディジタル
信号に変換した後、ディジタル変調波復調器37でディジ
タル信号の復調を行なう。
【0025】一方、アナログFM変調波を復調するとき
は、ディジタル変調波に対するときと同じように、受信
入力端子1に入力した信号(a1)を二つに分岐し、直
交検波器2で、その一方の信号にローカル発振器4の発
振する信号を乗算して信号(b1)を生成し、また、他
方の信号に、ローカル発振器4の発振する信号の位相を
π/2だけ変えた信号を乗算して信号(c1)を生成す
る。
【0026】これらの信号を、不要信号成分を除去する
ために、FM復調用低域ろ波器16、17を通過させて、信
号(b1')及び信号(c1')を得る。次いで、これらの
信号をアナログ−ディジタル変換器8、9でディジタル
信号に変換する。
【0027】これ以降はディジタル信号処理となり、デ
ィジタル化した信号(b1')をFM復調器38の微分器19
で微分して信号(b1")を生成し、次いで、割算器20に
より、信号(b1")を、ディジタル化した信号(c1')
で割算して、復調された信号(d1)を得る。
【0028】この一連の処理により、アナログFM信号
が復調できることを数式を用いて説明する。
【0029】受信入力端子1から入力するアナログFM
変調されている信号(a1)は式(1)によって表され
る。
【0030】 cos(2πfct+kf∫ms(t)dt) =cos(2πfct+φ(t)) (1) 但し、kf=2π△F/A、また、φ(t)=kf∫m
s(t)dt ここで、fc:FM変調波の中心周波数、ms(t):変調
信号、△F:最大周波数偏移、A:変調信号の振幅、で
あり、kfは定数となる。
【0031】直交検波器2のI側から出力される信号
(b1)は、ローカル発振器4の発振周波数をf1(ア
ナログ方式及びディジタル方式の共用システムでは、両
方式で同じ周波数帯域が使用されるので、fcとf1とは
等しくなる)として、 cos(2πfct+φ(t))×cos2πf1t =1/2・cos[2π(fc+f1)t+φ(t)] +1/2・cos[2π(fc−f1)t+φ(t)] =1/2・cos[2π(2fc)t+φ(t)]+1/2・cosφ(t) (2) となる。
【0032】また、直交検波器2のQ側から出力される
信号(c1)は、 cos(2πfct+φ(t))×sin2πf1t =1/2・sin[2π(2fc)t+φ(t)]−1/2・sinφ(t) (3) となる。
【0033】I側の低域ろ波器16から出力される信号
(b1′)は、 1/2・cosφ(t) (4) となり、Q側の低域ろ波器17から出力される信号(c
1′)は、 −1/2・sinφ(t) (5) となる。
【0034】このあとI側及びQ側の信号は、ディジタ
ルーアナログ変換器8、9でディジタル信号に変換され
てディジタル的に処理される。FM復調器38では以下の
処理がなされる。
【0035】微分器19は、(4)式で表される信号を次
式(6)により微分し、信号(b1″)を得る。
【0036】φ(t)=kf∫ms(t)dtより、 d/dt(1/2・cosφ(t)) =−1/2・(kfs(t))sinφ(t) (6) 割算器20は、式(6)で表される信号(b1″)を、式
(5)で表される信号(c1′)で割算し、信号(d
1)を得る。
【0037】 {−1/2・(kfs(t))sinφ(t)}/{−1/2・sinφ(t)} =kfs(t) (7) ms(t):変調信号、kf:定数 この信号(d1)は、変調信号を復調したものとなる。
【0038】このように、第1の実施形態の復調器で
は、直交検波器の出力I、Q信号を用いてFM信号の復
調が可能となり、この直交検波器を、ディジタル変調波
及びアナログFM変調波の復調に共用することができ
る。
【0039】(第2の実施の形態)第2の実施形態のデ
ィジタル/アナログFM共用復調器は、DSPの中にデ
ィジタル被変調信号の復調処理部とアナログFM被変調
信号の復調処理部とを設けている。この共用復調器は、
図2に示すように、ディジタル被変調信号またはアナロ
グFM被変調信号が入力する被変調信号入力端子1と、
入力信号を直交検波する直交検波器2と、復調処理する
信号の種類とは無関係に同一周波数の信号を直交検波器
2に供給するローカル発振器4と、復調処理する信号の
種類に応じて切替えられるディジタル復調用低域ろ波器
5、6及びアナログFM復調用低域ろ波器16、17と、各
ろ波器から出力されたアナログ信号をディジタル信号に
変換するアナログ−ディジタル変換器8、9と、ディジ
タル被変調信号を復調するディジタル被変調信号復調処
理部12及びディジタル的な処理でFM被変調信号を復調
するFM復調処理部18を有するDSP11と、DSP11で
処理された信号をアナログ信号に変換するディジタル−
アナログ変換器14と、復調された信号を出力する復調出
力端子15とを備えている。
【0040】また、DSP11のFM復調処理部18は、I
側の信号を微分する微分器19と、微分されたI側の信号
をQ側の信号で割算して復調信号を得る除算器20とを備
えている。
【0041】この復調器の動作は、第1の実施形態と同
様であり、アナログFM変調波を復調するときは、DS
P11のFM復調処理部18が、第1の実施形態の装置(図
1)のFM復調器と同じように動作する。
【0042】この第2の実施形態の復調器では、直交検
波器をディジタル信号の復調とFM信号の復調とに共用
することができ、また、これらの復調処理回路をDSP
の中に一体的に設けることができる。
【0043】(第3の実施の形態)第3の実施形態のデ
ィジタル/アナログFM共用復調器は、図3に示すよう
に、DSP11のFM復調処理部21において、Q側の信号
を微分器22で微分し、微分された信号を、除算器23でI
側の信号により割算して復調信号を得ている。その他の
構成は第2の実施形態(図2)と変わりがない。
【0044】このFM復調処理部21のI側の入力信号
(d1)は、 1/2・cosφ(t) (8) であり、Q側の入力信号(d2)は、 −1/2・sinφ(t) (9) である。
【0045】FM復調処理部21の微分器22は、(9)式
で表される信号を次式(10)により微分し、信号
(h)を得る。
【0046】φ(t)=kf∫ms(t)dtより、 d/dt(−1/2・sinφ(t)) =−1/2・(kfs(t))cosφ(t) (10) 次に、除算器23は、式(10)で表される信号(h)
を、式(8)で表されるIチャネル信号(d1)で割算
し、信号(i)を得る。
【0047】 {−1/2・(kfs(t))cosφ(t)}/{1/2・cosφ(t)} =−kfs(t) (11) ms(t):変調信号、kf:定数 このように、第3の実施形態の構成によってもアナログ
FM被変調信号の復調が可能である。
【0048】(第4の実施の形態)第4の実施形態のデ
ィジタル/アナログFM共用復調器は、図4に示すよう
に、FM復調器38に、I側の信号を微分する微分器25
と、微分器25の出力を二乗する二乗器27と、Q側の信号
を微分する微分器26と、微分器26の出力を二乗する二乗
器28と、二乗器27及び二乗器28の出力を加算する加算器
29と、加算器29の出力の平方根を出力する平方根演算器
30とを備えている。その他の構成は第1の実施形態の装
置(図1)と変わりがない。
【0049】この復調器は、ディジタル変調波を復調す
るときは、第1の実施形態と同じように動作する。
【0050】また、アナログFM変調波を復調するとき
は、FM復調器38の内部の動作以外は第1の実施形態と
同じ動作を行なう。
【0051】FM復調器38の微分器25は、I側の信号
(b1')がアナログ−ディジタル変換器8でディジタル
化されて入力すると、この信号を微分して信号(b2")
を出力し、二乗器27は、この信号を二乗する。また、微
分器26は、Q側の信号(c1')がアナログ−ディジタル
変換器9でディジタル化されて入力すると、この信号を
微分して信号(c2")を出力し、二乗器28は、この信号
を二乗する。二乗器27及び28で二乗された信号は、加算
器29で加算され、平方根演算器30は、この加算値の平方
根を取ることにより、復調された信号(d2)を得る。
【0052】この一連の処理により、アナログFM信号
が復調できることを数式を用いて説明する。
【0053】I側の低域ろ波器16からは、前記式(4)
により、次の信号(b2′)、 1/2・cosφ(t) (12) が出力され、また、Q側の低域ろ波器17からは、前記式
(5)により、次の信号(c2′)、 −1/2・sinφ(t) (13) が出力される。
【0054】このあとI側及びQ側の信号は、アナログ
−ディジタル変換器8、9によりディジタル信号に変換
されて処理される。
【0055】FM復調器38の微分器25は、(12)式で
表される信号を次式(14)により微分し、信号(b
2″)を得る。
【0056】 d/dt(1/2・cosφ(t)) =−1/2・(kfs(t))sinφ(t) (14) 微分器26は、(13)式で表される信号を次式(15)
により微分し、信号(c2″)を得る。
【0057】 d/dt(−1/2・sinφ(t)) =−1/2・(kfs(t))cosφ(t) (15) 二乗器27は式(14)の値を二乗し、また、二乗器28は
式(15)の値を二乗し、加算器29は、それらの値を加
算する。
【0058】平方根演算器30は、それらの加算値から次
式(16)によって平方根を演算し、信号(d2)を得
る。
【0059】 √{(−1/2・(kfs(t))sinφ(t))2 +(−1/2・(kfs(t))cosφ(t))2} =√{1/4・(kfs(t))2×(sin2φ(t)+cos2φ(t))} =1/2・(kfs(t)) (16) ms(t):変調信号、kf:定数 この信号(d2)は、変調信号を復調したものとなる。
【0060】このように、第4の実施形態の復調器は、
直交検波器を共用して、ディジタル変調波とアナログF
M変調波との復調を行なうことができる。
【0061】(第5の実施の形態)第5の実施形態のデ
ィジタル/アナログFM共用復調器は、第4の実施形態
のFM復調器の回路構成をDSP内のFM復調処理部に
設けている。この復調器は、図5に示すように、DSP
11のFM復調処理部24が、I側の信号を微分する微分器
25と、微分器25の出力を二乗する二乗器27と、Q側の信
号を微分する微分器26と、微分器26の出力を二乗する二
乗器28と、二乗器27及び二乗器28の出力を加算する加算
器29と、加算器29の出力の平方根を出力する平方根演算
器30とを備えている。その他の構成は第2の実施形態の
装置(図2)と変わりがない。
【0062】この復調器は、ディジタル被変調信号を復
調するときは、第2の実施形態と同じように動作する。
【0063】また、アナログFM被変調信号を復調する
ときには、DSP11のFM復調処理部24が、第4の実施
形態のFM復調器と同様の動作を行なう。
【0064】(第6の実施の形態)第6の実施形態のデ
ィジタル/アナログFM共用復調器は、直交検波器の直
交位相誤差による復調精度の劣化を改善する。
【0065】まず、図2を用いて、直交位相誤差に起因
する問題点について説明する。第2の実施形態の復調器
において、直交検波器2に直交位相誤差(+Δθ:時間
により一定とする)が存在すると、直交検波器2の出力
は以下のようになる。
【0066】直交検波器2のI側出力b1は、 cos(2πfct+φ(t))×cos2πfct =1/2・cos[2π(2fc)t+φ(t)]+1/2・cosφ(t) (17) 一方、直交検波器2のQ側出力b2は、 cos(2πfct+φ(t))×sin(2πfct+Δθ) =1/2・sin[2π(2fc)t+φ(t)+Δθ] −1/2・sin(φ(t)−Δθ) (18) となる。
【0067】従って、I側の低域ろ波器16の出力
(d1)は、 1/2・cosφ(t) (19) となり、Q側の低域ろ波器17の出力(d2)は、 −1/2・sin(φ(t)−Δθ) (20) となる。
【0068】DSP11のFM復調処理部18における微分
器12の出力(e)は、 d/dt(1/2・cosφ(t)) =−1/2・(kfs(t))sinφ(t) (21) であり、除算器20の出力(f)(=復調出力端子15から
の出力(g))は次のようになる。
【0069】 {−1/2・(kfs(t))sinφ(t)}/ {−1/2・sin(φ(t)−Δθ)} (22) 式(22)において、Q信号(分母)が0の近傍にある
場合には、sin(φ(t)−Δθ)が0、または0に
極めて近い値となり、その結果、除算器20の出力が非常
に大きな値を取り、FM復調出力として、パルス性雑音
を含んだものとなる。
【0070】図10は、復調信号波形の一例(変調信号
m=1kHz、最大周波数偏移fdev=8kHz)を示
しており、図10(a)は直交位相誤差のない場合、図
10(b)は直交位相誤差がある場合である。この図か
ら明らかなように、直交位相誤差があると、復調信号波
形にパルス性の雑音が現れる。
【0071】第6の実施形態のディジタル/アナログF
M共用復調器は、こうした点を改善するものであり、図
6に示すように、DSP11のFM復調処理部31に、除算
器20の出力からパルス性雑音を除く低域ろ波器32を備え
ている。その他の構成は第2の実施形態(図2)と変わ
りがない。
【0072】この復調器の基本動作は、第2の実施形態
と同じであり、アナログFM被変調信号の復調に際し
て、DSP11のFM復調処理部31の除算器20からは、微
分器19の出力(e)をQ側の入力信号(d2)で割り算
した信号(f)が出力される。この信号(f)は、直交
検波器2の直交位相誤差(+Δθ:時間により一定とす
る)が存在するとき、式(22)で表され、復調信号に
パルス性雑音が加わった信号となる。
【0073】低域ろ波器32は、この信号(f)の音声帯
域を通過させ、パルス性雑音を削減する。従って、低域
ろ波器32からは、直交検波器2の直交位相誤差による復
調信号の劣化を減じたFM復調出力(l)(=復調出力
端子15から出力される信号g)が出力される。
【0074】(第7の実施の形態)第7の実施形態のデ
ィジタル/アナログFM共用復調器は、第3の実施形態
における復調器(図3)の直交位相誤差による復調精度
の劣化を改善している。第3の実施形態の復調器の場
合、直交検波器2に直交誤差(+Δθ:時間により一定
とする)が存在すると、FM復調処理部21のI側入力
(d1)は、 1/2・cosφ(t) (23) Q側入力(d2)は、 −1/2・sin(φ(t)−Δθ) (24) となり、FM復調処理部21の微分器22の出力(h)は、 d/dt(−1/2・sin(φ(t)−Δθ)) =−1/2・(kfs(t))cos(φ(t)−Δθ) (25) となる。従って、除算器23の出力(i)は、 {−1/2・(kfs(t))cos(φ(t)−Δθ)}/ {−1/2・cosφ(t)} (26) となる。
【0075】式(26)において、I信号(分母)が0
の近傍にある場合、cosφ(t)が0、または0に極
めて近い値となり、その結果、除算器23の出力が非常に
大きな値となり、FM復調出力としてパルス性雑音を含
んだものとなる。
【0076】第7の実施形態のディジタル/アナログF
M共用復調器は、こうした点を改善するものであり、図
7に示すように、DSP11のFM復調処理部33に、除算
器23の出力からパルス性雑音を除く低域ろ波器34を備え
ている。その他の構成は第3の実施形態(図3)と変わ
りがない。
【0077】この低域ろ波器34は、第6の実施形態のろ
波器32と同じように、除算器23の出力信号(i)の音声
帯域を通過させ、パルス性雑音を削減することによっ
て、直交検波器2の直交位相誤差による復調信号の劣化
を減じる。
【0078】(第8の実施の形態)第8の実施形態のデ
ィジタル/アナログFM共用復調器は、第2の実施形態
における復調器(図2)の直交位相誤差による復調精度
の劣化を改善している。この復調器は、図8に示すよう
に、DSP11のFM復調処理部35に、I側入力を微分す
る微分器19と、微分器19の出力(e)をQ側入力で割り
算する除算器20と、Q側入力を微分する微分器37と、Q
信号が0の近傍(Q≒0、なお、この明細書では近似し
ていることを「≒」により表記する)にあるかどうかを
判定して微分器19及び除算器20による処理を行なうか、
微分器37による処理を行なうかを決定する判定器36とを
備えている。その他の構成は、第2の実施形態と変わり
がない。
【0079】この復調器では、FM復調処理に際して、
第2の実施形態の場合、Q信号が0近傍であるときにパ
ルス性雑音が発生することに着目し、このときに、Q信
号を微分することによりFM復調を行なうようにしてい
る。
【0080】直交検波器2に直交位相誤差(+Δθ:時
間により一定とする)があるとすると、DSP11のFM
復調処理部35のI側入力は、 1/2・cosφ(t) (27) Q側入力は、 −1/2・sin(φ(t)−Δθ) (28) である。
【0081】判定器36は、Q信号(d2)が0の近傍
(Q≒0、sinx≒x)にあるかどうかを判定し、判
定結果を基に次の制御を行なう。 (i)Q信号(d2)が0の近傍である場合(Q≒0) 判定器36は、Q信号(d2)を微分器37に通して変調信
号を抽出する。この過程を数式で示すと次のようにな
る。
【0082】Q≒0より、式(28)は次のように変形
できる。
【0083】 −1/2・sin(φ(t)−Δθ)≒−1/2・(φ(t)−Δθ) (29) 直交位相誤差Δθは時間により一定であるから、微分器
37の出力(n)は式(30)となり、変調信号m
s(t)が得られる。
【0084】 d/dt{−1/2・(φ(t)−Δθ)} =−1/2・dφ(t)/dt =−1/2・d/dt{kf∫msφ(t)dt} =−1/2・kfs (30) (ii)Q信号が0の近傍でない場合 この場合は、第1の実施形態と同様の処理によりFM復
調が可能である。従って、判定器36は、除算器20の出力
(f)をFM復調出力として出力する。
【0085】このように、第6の実施形態の復調器で
は、Q信号が0の近傍にあるかどうかに応じて、FM復
調処理部35の処理を切り替えることにより、直交検波器
2の直交位相誤差による復調出力の劣化を防いでいる。
【0086】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
のディジタル/アナログFM共用復調器は、ディジタル
復調に用いる直交検波器及びローカル発振器を使ってア
ナログFM被変調信号のFM復調を行なうことができ
る。そのため、回路の共用化により、回路部品の数を減
らし、受信機を小型に構成することが可能になる。
【0087】また、FM復調の際に、直交検波器の直交
位相誤差が存在する場合に現れるパルス性雑音を削減
し、FM復調出力の劣化を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態におけるディジタル/
アナログFM共用復調器の構成を示すブロック図、
【図2】本発明の第2の実施形態におけるディジタル/
アナログFM共用復調器の構成を示すブロック図、
【図3】本発明の第3の実施形態におけるディジタル/
アナログFM共用復調器の構成を示すブロック図、
【図4】本発明の第4の実施形態におけるディジタル/
アナログFM共用復調器の構成を示すブロック図、
【図5】本発明の第5の実施形態におけるディジタル/
アナログFM共用復調器の構成を示すブロック図、
【図6】本発明の第6の実施形態におけるディジタル/
アナログFM共用復調器の構成を示すブロック図、
【図7】本発明の第7の実施形態におけるディジタル/
アナログFM共用復調器の構成を示すブロック図、
【図8】本発明の第8の実施形態におけるディジタル/
アナログFM共用復調器の構成を示すブロック図、
【図9】従来のディジタル/アナログFM共用復調器の
構成を示すブロック図、
【図10】第2及び第3の実施形態において、直交検波
器の直交位相誤差が無い場合の復調信号波形(a)と、
存在する時の復調信号波形(b)とを示す図である。
【符号の説明】
1 信号入力端子 2 直交検波器 3 周波数変換器 4 ローカル発振器 5、6、16、17 低域ろ波器 7 帯域通過ろ波器 8、9 アナログ−ディジタル変換器 10 振幅制限器 11 DSP 12 ディジタル被変調信号復調処理部 13 FM検波器 14 ディジタル−アナログ変換器 15、39、40 復調出力端子 18、21、24、31、33、35 FM復調処理部 19、22、25、26、37 微分器 20、23 除算器 27、28 二乗器 29 加算器 30 平方根演算器 32、34 低域ろ波器 36 判定器 37 ディジタル変調波復調器 38 FM復調器

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 アナログFM変調波を復調し、且つ、直
    交検波手段を用いてディジタル変調波を復調するディジ
    タル/アナログFM共用復調器において、 アナログFM変調波の復調時に、受信信号を前記直交検
    波手段に入力し、前記直交検波手段から得られたI側及
    びQ側の信号成分をディジタル信号に変換し、これらの
    ディジタル信号を用いてFM復調手段でFM復調を行な
    うことを特徴とするディジタル/アナログFM共用復調
    器。
  2. 【請求項2】 前記FM復調手段が、前記I側の信号を
    時間で微分する微分手段と、前記微分手段から出力され
    た信号を前記Q側の信号で除算する除算手段とを具備す
    ることを特徴とする請求項1に記載のディジタル/アナ
    ログFM共用復調器。
  3. 【請求項3】 前記FM復調手段が、前記I側の信号を
    時間で微分する第1の微分手段と、前記Q側の信号を時
    間で微分する第2の微分手段と、前記第1の微分手段か
    ら出力された信号を二乗する第1の二乗手段と、前記第
    2の微分手段から出力された信号を二乗する第2の二乗
    手段と、前記第1の二乗手段及び第2の二乗手段の出力
    の加算値の平方根を演算する平方根演算手段とを具備す
    ることを特徴とする請求項1に記載のディジタル/アナ
    ログFM共用復調器。
  4. 【請求項4】 ディジタル被変調信号及びアナログFM
    被変調信号を復調するディジタル/アナログFM共用復
    調器において、 各被変調信号の直交検波を行ない、ベースバンドI、Q
    信号を出力する直交検波器と、 前記直交検波器からの各出力信号を被変調信号の種別に
    応じて通過させるディジタル被変調信号復調用の低域ろ
    波器及びアナログFM被変調信号復調用の低域ろ波器
    と、 前記各低域ろ波器からの出力信号をディジタル信号に変
    換するアナログ−ディジタル変換器と、 変換された各ディジタル信号を処理するディジタル信号
    処理装置とを備え、 前記ディジタル信号処理装置が、ディジタル被変調信号
    の復調処理を行なうディジタル被変調信号復調処理部
    と、前記I、Q信号からディジタル処理によりFM復調
    を行なうFM復調処理部とを有することを特徴とするデ
    ィジタル/アナログFM共用復調器。
  5. 【請求項5】 前記FM復調処理部が、入力されたI信
    号を時間で微分する微分器と、前記微分器の出力をQ信
    号で除算する除算器とを備えることを特徴とする請求項
    4に記載のディジタル/アナログFM共用復調器。
  6. 【請求項6】 前記FM復調処理部が、入力されたQ信
    号を時間で微分する微分器と、前記微分器の出力をI信
    号で除算する除算器とを備えることを特徴とする請求項
    4に記載のディジタル/アナログFM共用復調器。
  7. 【請求項7】 前記FM復調処理部が、I信号、Q信号
    をそれぞれ時間で微分する微分器と、前記各微分器の出
    力をそれぞれ二乗する二乗器と、前記二乗器の出力を互
    いに加算する加算器と、前記加算器の出力の平方根を計
    算する平方根演算器とを備えることを特徴とする請求項
    4に記載のディジタル/アナログFM共用復調器。
  8. 【請求項8】 前記除算器からの出力信号を通過させる
    低域ろ波器を備えることを特徴とする請求項5または6
    に記載のディジタル/アナログFM共用復調器。
  9. 【請求項9】 前記FM復調処理部が、I信号を時間で
    微分する第1微分器と、前記第1微分器の出力をQ信号
    で除算する除算器と、Q信号を時間で微分する第2微分
    器と、Q信号が0の近傍にあるかどうかを判定し、Q信
    号が0の近傍にある場合には、前記第2微分器の処理を
    行なわせ、Q信号が0の近傍にない場合には、前記第1
    微分器及び除算器の処理を行なわせる判定器とを備える
    ことを特徴とする請求項4に記載のディジタル/アナロ
    グFM共用復調器。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001024471A1 (en) * 1999-09-28 2001-04-05 Conexant Systems, Inc. Method and apparatus for multiple channel signal processing
JP2009296252A (ja) * 2008-06-04 2009-12-17 Mitsubishi Electric Corp 変調方式識別回路および受信装置

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