JPH0983583A

JPH0983583A - Ｆｓｋ通信装置

Info

Publication number: JPH0983583A
Application number: JP23394195A
Authority: JP
Inventors: Masaru Nanbu; 賢南部
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1995-09-12
Filing date: 1995-09-12
Publication date: 1997-03-28

Abstract

(57)【要約】【課題】周波数の偏移を所定の幅に保つことにより、
信号値を正しく表現するとともに隣接チャンネルを妨害
することのないＦＳＫ波を送信するＦＳＫ通信装置を提
供する。【解決手段】通信装置に、搬送波の周波数を偏移させ
る変調信号を生成する変調信号発生装置２、変調信号の
振幅を調整する振幅調整装置３、搬送波を発振しその搬
送波の周波数を変調信号の振幅に応じて偏移させてＦＳ
Ｋ波を生成するフェーズロック変調器４、およびＦＳＫ
波の周波数偏移を検出する偏移検出装置５を備える。送
信時には、生成したＦＳＫ波の周波数偏移を検出して、
偏移幅に応じて変調信号の振幅を調整することにより、
ＦＳＫ波の周波数偏移幅を所定の偏移幅に保つ。受信時
にはＦＳＫ波を偏移検出装置５によって復調する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、搬送波の周波数を
ディジタル信号により周波数変調して送信する通信装置
に関するものであり、特に、送信周波数の偏移幅を一定
に保つＦＳＫ通信装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】電子通信機器の変調方式として、ＡＭ、
ＦＭ、ＰＭ等様々な方式が利用されており、今日ではア
ナログ信号に代わって、搬送波を「０」、「１」の２値
に対応させて変化させるディジタル変調が主流になって
いる。その中でも、変調信号であるディジタル符号の
「０」、「１」に応じて搬送波を周波数変調するディジ
タル周波数変調（ＦＳＫ：ｆｒｅｑｕｅｎｃｙｓｈｉ
ｆｔｋｅｙｉｎｇ）方式は、振幅が完全に一定である
という利点が見直され、ＦＳＫ方式が多用されるように
なってきた。

【０００３】このＦＳＫを行う方法として、発振周波数
が異なる独立した発振器を用意して、変調する符号に応
じてこれらを切り換える方法と、加えられる電圧に応じ
て発振周波数が変わる電圧制御発振器（ＶＣＯ：ｖｏｌ
ｔａｇｅｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄｏｓｃｉｌｌａｔｏ
ｒ）を用いて、ディジタル符号に対応する制御電圧をＶ
ＣＯに加えることにより発振周波数を変化させる方法が
ある。しかし、２つの独立した発振器を用いる前者の方
法では、切り換え時に位相が連続しないため、一般に、
歪みのない連続した波形を得るのが困難であり、振幅の
一定性が損なわれがちである。これに対して後者の方法
では、１つの発振器の周波数を変化させるので、切り換
え時にも位相が連続して、歪みのない波形を得ることが
でき、ＦＭの特長である振幅の一定性が保たれる。この
ため、現在、単にＦＳＫと称するときにはＶＣＯを用い
る方法を指すと考えてよい。

【０００４】図６に、従来のＦＳＫ送信装置の変調に関
する回路構成の概略をブロック図で示す。データ発生装
置５１は、送信しようとするデータを順次「０」および
「１」のディジタル符号で表して出力する。変調信号発
生装置５２は、搬送波の周波数を偏移させるための変調
信号を発生する。この変調信号はデータ発生装置５１か
ら与えられるディジタル符号に応じた２レベルの電位の
信号である。フェーズロック変調器５４は搬送波を発振
するためのＶＣＯを備えており、変調信号発生装置５２
から与えられる変調信号の電位に応じてＶＣＯの発振周
波数を高周波側および低周波側に偏移させる。このフェ
ーズロック変調器５４は、ＶＣＯの中心周波数を所定の
周波数に保つために、位相比較器を含むＰＬＬ回路を内
蔵している。フェーズロック変調器５４の出力であるＦ
ＳＫ波は、増幅器５７で増幅され、帯域制限フィルタ５
９を通して周波数帯域幅を制限された後、図外のアンテ
ナより送信される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記のＦＳ
Ｋ送信装置では、変調信号の振幅がＦＳＫ波の周波数偏
移の大きさとなって現れるため、変調信号の振幅が変動
すると、ＦＳＫ波の周波数の偏移幅も変動することにな
る。すなわち、何らかの要因で、変調信号の電位のレベ
ル差が小さくなると偏移幅が小さくなり、変調信号の電
位のレベル差が大きくなると偏移幅が大きくなる。周波
数の偏移幅が小さくなり過ぎると、ディジタル符号の
「０」に対応する周波数と「１」に対応する周波数との
差が僅かになり、ＦＳＫ信号を受信する受信装置で復調
したときに、「０」および「１」の２値を正しく識別す
ることができなくなる。

【０００６】逆に、ＦＳＫ波の偏移幅が大きくなり過ぎ
ると、周波数が割り当てられた周波数帯域を超えてしま
う。割り当てられた帯域を超えた周波数成分は帯域制限
フィルタによって除去されるが、このとき、波形に歪み
が生じて符号間干渉が発生する。ＦＳＫ送信装置に帯域
制限フィルタを設けない構成とすると、隣接チャンネル
の周波数帯域を妨害することになり、通信システムに著
しい障害を引き起こすことになる。また、通常の受信装
置には、雑音を除去するために、送信装置の周波数帯域
に対応した周波数成分だけを透過させるフィルタが設け
られるため、このフィルタによっても波形歪みが生じて
符号間干渉が起き、２値を正しく識別することは困難に
なる。

【０００７】本発明は、周波数の偏移を所定の幅に保つ
ことにより、信号値を正しく表現するとともに隣接チャ
ンネルを妨害することのないＦＳＫ波を送信するＦＳＫ
通信装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明では、搬送波の周波数を変調信号の振幅に応
じて偏移させてＦＳＫ波を生成する送信装置において、
ＦＳＫ波の周波数の偏移を所定の大きさにするために、
生成したＦＳＫ波の周波数偏移を検出し、検出した偏移
に応じて変調信号の振幅を調整する。ＦＳＫ波の周波数
偏移は送信する信号の値に対応し、ＦＳＫ波そのものが
送信されるのであるから、ＦＳＫ波の周波数偏移を検出
することは、送信しようとする信号の値が正しく送信さ
れるか否かを直接検知することになる。変調信号の振幅
が適正でないときには、それがＦＳＫ波の偏移に現れ
る。検知した周波数偏移に応じて変調信号の振幅を調整
することで、ＦＳＫ波の周波数偏移が適正化されて、信
号を正しく担持したＦＳＫ波が送信される。

【０００９】また、２値のディジタル信号の値に応じて
搬送波の周波数を偏移させて送信するＦＳＫ送信装置に
おいて、ディジタル信号の値に応じて異なる電位の変調
信号を生成する変調信号生成手段と、所定周波数の搬送
波を生成し、生成した搬送波の周波数を変調信号の電位
に応じて高周波側と低周波側に偏移させてＦＳＫ波を生
成するＦＳＫ波生成手段と、ＦＳＫ波生成手段によって
生成されたＦＳＫ波の周波数の搬送波の所定周波数から
の偏移を検出する偏移検出手段と、ＦＳＫ波生成手段に
よって生成されるＦＳＫ波の周波数の偏移幅を所定の偏
移幅にするために、偏移検出手段によって検出された偏
移から高周波側と低周波側との偏移幅を検出し、検出し
た偏移幅に基づいてＦＳＫ波生成手段に与えられる変調
信号の電位差を調整する電位調整手段とを備える構成と
する。

【００１０】変調信号生成手段によって生成される変調
信号の電位は、ディジタル信号の「０」と「１」を表す
２レベルとなる。ＦＳＫ波生成手段は、所定周波数の搬
送波を生成し、変調信号の電位に応じて搬送波の周波数
を偏移させる。その偏移は、搬送波の所定の周波数を中
心周波数として、高周波側と低周波側の両方向である。
変調信号の電位の差が大きいときには、高周波側に偏移
したときの周波数と低周波側に偏移したときの周波数の
差すなわち偏移の幅は大きくなり、変調信号の電位差が
小さいときは周波数の偏移幅は小さくなる。

【００１１】偏移検出手段はＦＳＫ波の周波数が中心周
波数である搬送波の所定周波数からどの程度偏移してい
るかを検出する。電位調整手段は、偏移検出手段によっ
て検出された偏移からＦＳＫ波の周波数の偏移幅を検出
し、検出した偏移幅に基づいて変調信号の電位の差を調
整する。この電位差の調整によりＦＳＫ波生成手段によ
って生成されるＦＳＫ波の周波数の偏移幅は所定の偏移
幅となり、中心周波数からの高周波側への偏移の大きさ
および低周波側への偏移の大きさはそれぞれ一定に保た
れる。中心周波数は所定の値であるから、偏移後の周波
数も一定になる。

【００１２】上記構成において、偏移検出手段はＦＳＫ
波の周波数の偏移に対応する電位を出力するものとし、
電位調整手段に、変調信号を与えられその電位に応じた
切り換え信号を生成する切換信号発生器と、偏移検出手
段の出力と切り換え信号とを与えられ、偏移検出手段の
出力を切り換え信号に応じて２つの出力端子に切り換え
て出力するスイッチ回路と、スイッチ回路の一方の出力
端子に接続された第１のホールド回路と、スイッチ回路
の他方の出力端子に接続された第２のホールド回路と、
第１のホールド回路と第２のホールド回路が保持する電
位の差を検出する演算増幅器と、変調信号と演算増幅器
の出力とを与えられ、演算増幅器の出力に応じて与えら
れた変調信号の電位差を変化させるＡＧＣ回路とを備え
る。

【００１３】偏移検出手段の出力電位はＦＳＫ波の中心
周波数からの偏移の大きさを表し、ＦＳＫ波生成手段に
与えられる変調信号の電位に対応したものとなる。偏移
検出手段の出力電位はスイッチ回路を介して第１および
第２のホールド回路に与えられて保持される。スイッチ
回路の出力先の切り換えは、切換信号発生器により変調
信号の電位に応じて生成される切り換え信号により行わ
れる。したがって、ＦＳＫ波の高周波側への偏移を表す
電位が一方のホールド回路に、低周波側への偏移を表す
電位が他方のホールド回路に与えられる。

【００１４】演算増幅器は、これらのホールド回路の電
位の差を検出し、その検出した電位差によってＡＧＣ回
路が変調信号の電位差を変化させる。ＡＧＣ回路は、演
算増幅器で検出された電位差が所定の偏移幅に対応する
電位差よりも大きいときには、変調信号の電位差を減少
させ、検出された電位差が所定の偏移幅に対応する電位
差よりも小さいときには、変調信号の電位差を増大させ
る。ＦＳＫ波生成手段に与えられる変調信号の電位差は
こうして調整され、生成されるＦＳＫ波の偏移幅は所定
の幅に設定される。

【００１５】また、半二重のＦＳＫ通信装置に上記構成
の送信装置を備えて、ＦＳＫ波受信時において、受信し
たＦＳＫ波を偏移検出手段に与えて復調する。ＦＳＫ波
を復調するということは、中心周波数からの周波数偏移
の大きさを検出することに等しく、上記構成の偏移検出
手段はこの復調動作を行っていることになる。半二重の
通信装置は送信と受信を同時に行うことはなく、信号受
信時には送信のための動作を行う必要がない。したがっ
て、信号受信時に偏移検出手段を復調手段として利用す
ることが可能である。

【００１６】

【発明の実施の形態】本発明のＦＳＫ通信装置の一実施
形態の概略構成を図１に示す。本ＦＳＫ通信装置は、半
二重の通信方式により送信と受信を行うものであり、デ
ータ処理装置１、変調信号発生装置２、振幅調整装置
３、フェーズロック変調器４、偏移検出装置５、受信信
号検出装置６、増幅器７、８およびフィルタ９、１０か
ら構成されている。また、信号や送受するＦＳＫ波の流
れを送信時と受信時とで切り換えるために、スイッチＳ
Ｗ１、ＳＷ２、ＳＷ３が設けられている。

【００１７】データ処理装置１は、送信と受信の通信の
切り換え制御を行う通信制御部１１、受信したデータを
処理する受信データ処理部１２および送信するデータを
生成する送信データ発生部１３より成る。通信制御部１
１は、送信時には送信データ発生部１３を動作させ受信
時には受信データ処理部１２を動作させるとともに、送
信と受信を切り換える制御信号を生成してスイッチＳＷ
１、ＳＷ２、ＳＷ３に出力し、各スイッチの接点間の接
続を切り換える。

【００１８】スイッチＳＷ１およびＳＷ２は、送信時に
は端子ｓ側に設定され、受信時には端子ｒ側に設定され
る。また、スイッチＳＷ３は、送信時に端子ｓに設定さ
れて閉結され、受信時には開放される。したがって、こ
れらのスイッチＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３の設定により、
受信時には、アンテナＡＮＴからフィルタ１０、増幅器
８、偏移検出装置５、受信信号検出装置６を経て受信デ
ータ処理部１２に至る経路が設定される。また、送信時
には、送信データ発生部１３から変調信号発生装置２、
振幅調整装置３、フェーズロック変調器４、増幅器７、
フィルタ９を経てアンテナＡＮＴに至る経路が設定され
るとともに、フェーズロック変調器４から偏移検出装置
５を経て振幅調整装置３に帰還するループ経路が設定さ
れることになる。

【００１９】このＦＳＫ通信装置では、データ処理装置
１、変調信号発生装置２、振幅調整装置３、フェーズロ
ック変調器４、偏移検出装置５、増幅器７およびフィル
タ９が送信機能を司り、フィルタ１０、増幅器８、偏移
検出装置５、受信信号検出装置６およびデータ処理装置
１が受信機能を司る。

【００２０】まず、送信動作に関与する各装置の機能に
ついて説明する。送信データ発生部１３は、送信するデ
ータをビット単位に分解し、「０」または「１」の２値
を表すディジタル信号を順次出力する。変調信号発生装
置２は、送信データ発生部１３から与えられる２値信号
に基づいて、搬送波の周波数を偏移させるための変調信
号を生成する。具体的には、与えられたディジタル信号
が「０」のときにＬレベルの電位を出力し、ディジタル
信号が「１」のときにＨレベルの電位を出力する。した
がって、変調信号はその電位によって「０」、「１」の
２値を表すことになる。

【００２１】振幅調整装置３は、変調信号発生装置２か
ら与えられる変調信号の振幅すなわち２レベルの電位差
を、偏移検出装置５の出力信号に応じて調整し、振幅を
調整した後の変調信号を出力する。振幅調整装置３の構
成については後に詳述する。

【００２２】フェーズロック変調器４は、所定周波数の
搬送波を生成するとともに、生成した搬送波の周波数
を、振幅調整装置３から出力される変調信号に基づいて
偏移させる。具体的には、与えられた変調信号がＨレベ
ルのときに搬送波の周波数を高周波側に偏移させ、変調
信号がＬレベルのときに搬送波の周波数を低周波側に偏
移させる。周波数偏移を受けた搬送波はＦＳＫ波として
出力される。

【００２３】偏移検出装置５は、ＦＳＫ波を与えられて
その周波数の偏移の方向と偏移の大きさを検出し、検出
した偏移を電位として出力する。この動作は送信時も受
信時も同じである。偏移検出装置５は、送信時には、フ
ェーズロック変調器４の出力であるＦＳＫ波の周波数偏
移を検出し、検出した偏移を表す電位を振幅調整装置３
に出力する。この出力電位に基づいて変調信号の振幅が
調整されることになる。フェーズロック変調器４および
偏移検出装置５についても後述する。

【００２４】増幅器７はフェーズロック変調器４の出力
のＦＳＫ波を増幅する。フィルタ９はバンドパスフィル
タより成り、あらかじめ割り当てられている所定周波数
帯域内の周波数成分のみを透過させる。所定周波数帯域
外の高周波数成分と低周波数成分は雑音であり、フィル
タ９によって除去される。フィルタ９が透過させる周波
数の中心周波数は、フェーズロック変調器４が生成する
搬送波の周波数すなわち送信するＦＳＫ波の中心周波数
に合わせて設定されている。フェーズロック変調器４に
よって生成されたＦＳＫ波は、増幅器７によって増幅さ
れ、フィルタ９によって雑音を除去された後、アンテナ
ＡＮＴより送信される。

【００２５】次に、受信動作に関与する各装置の機能に
ついて説明する。アンテナＡＮＴで受信されたＦＳＫ波
は、まずフィルタ１０に入力される。フィルタ１０は、
上述のフィルタ９と同じ帯域の周波数のみを透過させる
バンドパスフィルタより成る。ＦＳＫ波に混入した所定
周波数帯域外の雑音成分はフィルタ１０によって除去さ
れる。フィルタ１０を透過したＦＳＫ波は増幅器８によ
って増幅された後、偏移検出装置５に入力される。

【００２６】偏移検出装置５は、受信したＦＳＫ波を復
調する。すなわち、前述の動作により、ＦＳＫ波の周波
数の偏移の方向と偏移の大きさを検出し、検出した偏移
を表す電位を出力する。受信信号検出装置６は、偏移検
出装置５から入力される電位のレベルに応じて「０」ま
たは「１」を表すディジタル信号を生成し、データ処理
装置１の受信データ処理部１２に与える。受信データ処
理部１２は、受信したＦＳＫ波が担持していた「０」、
「１」の２値を表す１ビット分のディジタル信号を順次
与えられて、バイト単位の情報を構築し、データを再生
する。

【００２７】こうして、搬送波を２値のディジタル信号
によって周波数変調して送信するＦＳＫ送信と、受信し
たＦＳＫ波を周波数復調して２値のディジタル信号を抽
出し、データを再生するＦＳＫ受信が行われる。送信と
受信は通信制御部１１によって切り換え制御され、互い
に独立して個別の時期に行われる。なお、送信動作を行
っている時以外は常時受信可能であるようにするため
に、通信制御部１１は、送信時以外は、スイッチＳＷ
１、ＳＷ２、ＳＷ３を受信側に設定しておき、受信デー
タ処理部１２を動作可能な状態で待機させておく。

【００２８】図２にフェーズロック変調器４の構成を示
す。フェーズロック変調器４は、所定周波数ｆ0 の搬送
波を発振するＶＣＯ４１、加算器４２、ＶＣＯ４１の出
力を所定の比率で分周するプログラマブルカウンタ４
３、搬送波周波数ｆ0 の分周後の周波数と同一の基準周
波を一定に発振する発振器４４、位相比較器４５および
ループフィルタ４６より成り、ＰＬＬが形成されてい
る。ＶＣＯ４１の発振周波数は、加算器４２から与えら
れる電位に応じて、所定周波数ｆ0 を中心として高周波
側および低周波側に偏移する。

【００２９】ＶＣＯ４１の出力はプログラマブルカウン
タ４３によって分周され、位相比較器４５において発振
器４４からの基準周波と位相比較される。位相比較器４
５の出力はループフィルタ４６によって高周波数成分を
除去され、加算器によって振幅調整装置３から与えられ
る変調信号に加算されて、制御電圧としてＶＣＯ４１に
印加される。ループフィルタ４６は、変調信号によるＶ
ＣＯ４１の出力周波数の短時間の偏移にはＰＬＬが追随
しないように、ＰＬＬの時定数を定めている。ＰＬＬの
時定数のこのような設定により、ＶＣＯ４１の発振周波
数の平均値すなわち中間周波数を、所定周波数ｆ0 に常
に保つことができる。

【００３０】図５にＦＳＫ波の周波数偏移を検出する偏
移検出装置５の動作原理を示す。図５において、横軸は
ＦＳＫ波の周波数を表し縦軸は電位を表す。ＦＳＫ波は
図のシグモイド曲線のようになり、ｆ0 は搬送波の周波
数すなわちＦＳＫ波の中心周波数を表している。また、
ｆH0 は中心周波数ｆ0 から高周波側へのあらかじめ定
められている偏移周波数であり、ｆL0 は中心周波数ｆ0
から低周波側へのあらかじめ定められている偏移周波
数である。その差Δｆ0（＝ｆH0−ｆL0）は周波数の偏
移の所定の幅を表す。

【００３１】偏移検出装置５は、中心周波数（搬送波周
波数）ｆ0 を中心とする周波数偏移に対応する電位を検
出できるように共振周波数が設定された共振回路から構
成されている。この偏移検出装置５は、入力されたＦＳ
Ｋ波の周波数がｆH0 のときに電位ｖH0 を出力し、周波
数がｆL0 のときに電位ｖL0 を出力する。したがって、
ＦＳＫ波の周波数偏移が所定の大きさΔｆ0 のときに、
偏移検出装置５の出力電位の差は所定の値Δｖ0（＝ｖH
0−ｖL0）となる。

【００３２】送信時においては、フェーズロック変調器
４の出力であるＦＳＫ波の周波数偏移の大きさは、入力
される変調信号の振幅すなわちレベル差に応じて変化す
る。変調信号の振幅が大きいときには、高周波側への偏
移周波数および低周波側への偏移周波数は、中心周波数
ｆ0 から所定周波数ｆH0 およびｆL0 よりも離れる。逆
に、変調信号の振幅が小さいときには、変調周波数は中
心周波数ｆ0 に近づく。偏移検出装置５は、偏移周波数
ｆH およびｆL を検出したときに、それぞれ電位ｖH お
よびｖL を出力する。

【００３３】偏移検出装置５の出力電位の差Δｖ（＝ｖ
H−ｖL）が所定値Δｖ0 に等しければ、変調信号の振幅
は正しく設定されていることになる。両者が等しくない
ときには、偏移検出装置５の出力電位の差Δｖが所定値
Δｖ0 に一致するように、変調信号の振幅を調整する必
要がある。

【００３４】受信時においては、出力電位ｖH およびｖ
L が「１」および「０」を示すことになる。受信信号検
出装置６はこれらの出力電位ｖH、ｖL を中心周波数ｆ0
に対応する所定電位と比較して、「０」または「１」
を表すディジタル信号を生成する。

【００３５】フェーズロック変調器４に与える変調信号
の振幅を調整するための振幅調整装置３の構成を図３に
示す。振幅調整装置３は、２つのホールド回路３１、３
２、演算増幅器３３、ＡＧＣ回路３４、切換信号発生器
３５およびスイッチＳＷ４より成る。スイッチＳＷ４に
は偏移検出装置５の出力電位が与えられ、出力端子ｕお
よびｄはそれぞれホールド回路３１および３２に接続さ
れている。ホールド回路３１および３２の出力はそれぞ
れ演算増幅器３３の非反転入力端子（＋）および反転入
力端子（−）に接続されている。演算増幅器３３の出力
はＡＧＣ回路３４に制御信号として入力される。

【００３６】切換信号発生器３５は、変調信号発生装置
２から変調信号を与えられて、スイッチＳＷ４の設定を
制御するための信号を生成する。具体的には、切換信号
発生器３５は、所定の時間間隔で変調信号の電位を検知
し、ＨレベルのときにスイッチＳＷ４を端子ｕ側に設定
し、ＬレベルのときにスイッチＳＷ４を端子ｄ側に設定
する切り換え信号を生成して、スイッチＳＷ４に与え
る。

【００３７】前述のように、フェーズロック変調器４に
よって生成されるＦＳＫ波は、変調信号がＨレベルのと
きに高周波側に偏移し、Ｌレベルのときに低周波側に偏
移するものである。したがって、スイッチのＳＷ４の切
り換えによって、ホールド回路３１にはＦＳＫ波の高周
波側への偏移周波数ｆH に対応する電位ｖH が、ホール
ド回路３２にはＦＳＫ波の低周波側への偏移周波数ｆL
に対応する電位ｖL が、偏移検出装置５から与えられる
ことになる。ホールド回路３１、３２は、与えられた電
位を次の電位が新たに与えられるまで保持するととも
に、保持している電位を演算増幅器３３に出力し続け
る。

【００３８】演算増幅器３３は、非反転入力端子（＋）
と反転入力端子（−）に与えられる電位の差すなわちＦ
ＳＫ波の高周波側と低周波側への偏移周波数ｆH、ｆV
を表す電位ｖH、ｖL の差Δｖをとって、所定の増幅率
αで増幅し出力する。したがって、演算増幅器３３はＦ
ＳＫ波の偏移幅を検出することになる。ＡＧＣ回路３４
は、変調信号発生装置２から変調信号を与えられて、そ
の振幅を演算増幅器３３の出力電位に応じて調整する。
具体的には、増幅後の電位差α・Δｖが前述の所定の偏
移幅に対応する電位差Δｖ0 をα倍した値α・Δｖ0 よ
りも大きいときに、変調信号の振幅を小さくし、増幅後
電位差α・Δｖが値α・Δｖ0 よりも小さいときに、変
調信号の振幅を大きくする。こうして振幅を調整された
変調信号がフェーズロック変調器４に与えられて、搬送
波の周波数偏移に用いられる。

【００３９】上記構成のＦＳＫ通信装置の、送信時にお
けるＦＳＫ波の周波数偏移、検出信号および制御信号の
経時変化の例を図４に示す。図４において、（ａ）は変
調信号発生装置２によって生成された変調信号であり、
電位のＨレベルおよびＬレベルは送信するデータの
「１」および「０」の２値に対応する。（ｂ）は、振幅
調整装置３の切換信号発生器３５によって生成された切
り換え信号を表している。所定の時間間隔で（ａ）の変
調信号の電位が検出されて、そのＨレベルおよびＬレベ
ルに対応する切り換え信号が生成され、スイッチＳＷ４
の設定制御に用いられる。

【００４０】（ｃ）はフェーズロック変調器４で生成さ
れたＦＳＫ波の周波数ｆと、その周波数ｆを偏移検出装
置５によって検出したときの電位ｖを表している。周波
数ｆ0 は搬送波の所定周波数すなわちＦＳＫ波の中心周
波数であり、電位ｖ0 はこれに対応する偏移検出装置５
の電位である。周波数ｆH0 およびｆL0 はそれぞれ高周
波側および低周波側への所定の偏移周波数であり、電位
ｖH0 およびｖL0 はこれらに対応する検出電位である。
ここでは、送信動作のある時点において、フェーズロッ
ク変調器４に与えられた変調信号の振幅が大きく、ＦＳ
Ｋ波の周波数偏移幅が所定値Δｆ0（＝ｆH0−ｆL0）よ
りも大きくなっている場合の例を示している。

【００４１】（ｄ）はホールド回路３１に与えられ保持
された電位を表している。この電位ｖH は、偏移検出装
置５で検出されたＦＳＫ波の高周波側の偏移周波数ｆH
に対応する。（ｅ）はホールド回路３２に与えられ保持
された電位を表している。この電位ｖL は、ＦＳＫ波の
低周波側の偏移周波数ｆL に対応するものである。
（ｆ）は演算増幅器３３からＡＧＣ３４に与えられた制
御信号を表している。この信号の電位はホールド回路３
１、３２が保持する電位ｖH、ｖL の差Δｖをα倍に増
幅したものである。

【００４２】時間ｔ1 において生成された切り換え信号
（ｂ）は変調信号（ａ）のＨレベルに対応しており、偏
移検出装置５の出力電位（ｃ）はホールド回路３１に入
力される（ｄ）。この後、次の切り換え信号が発生され
る時間ｔ2 までは、演算増幅器３３にはホールド回路３
１に入力されたこの電位とホールド回路３２がそれまで
保持していた電位（ｅ）が継続して与えられて、その電
位差Δｖに応じた大きさの制御信号（ｆ）がＡＧＣ回路
３４に与えられる。この制御信号によって変調信号の振
幅は小さくされる。その結果、ＦＳＫ波の中心周波数ｆ
0 からの偏移の大きさ｜ｆ−ｆ0｜は、時間ｔ1 におけ
る偏移の大きさよりも小さくなる（ｃ）。

【００４３】時間ｔ2 において生成された切り換え信号
（ｂ）は変調信号（ａ）のＬレベルに対応しており、偏
移検出装置５の出力電位（ｃ）はホールド回路３２に入
力される（ｅ）。この後、次の切り換え信号が発生され
る時間ｔ3 までは、演算増幅器３３にはホールド回路３
１がそれまで保持していた電位（ｄ）とホールド回路３
２に新たに入力された電位（ｅ）とが継続して与えられ
て、その電位差Δｖに応じた大きさの制御信号（ｆ）が
ＡＧＣ回路３４に与えられる。時間ｔ2 におけるＦＳＫ
波の中心周波数ｆ0 からの偏移の大きさは、時間ｔ1 に
おける偏移の大きさよりも小さくなっているため、偏移
検出装置５で検出された電位の中心電位ｖ0 からのずれ
の大きさ｜ｖ−ｖ0｜も小さくなっている。したがっ
て、時間ｔ2からｔ3 までの制御信号の電位は、時間ｔ1
からｔ2 までの電位よりも小さくなる（ｆ）。この制
御信号によって変調信号の振幅は更に小さくなり、ＦＳ
Ｋ波の偏移の大きさも更に小さくなる。

【００４４】これ以降も同様に、ＦＳＫ波の周波数偏移
の大きさの検出と、検出した偏移幅に基づく変調信号の
振幅調整が反復され、ＦＳＫ波の周波数の偏移幅は所定
の偏移幅Δｆ0 に近づいていく（ｃ）。そして最終的
に、たとえば時間ｔ5以後に示したように、高周波側へ
の偏移周波数は所定値ｆH0 となり、低周波側への偏移
周波数は所定値ｆL0 となって、その後一定に保たれ
る。このとき、制御信号の電位も一定に保たれる
（ｆ）。

【００４５】なお、ここではＦＳＫ波の周波数偏移幅が
所定の偏移幅よりも大きい状態にあるときの変調信号の
振幅を調整する例を示したが、ＦＳＫ波の周波数偏移幅
が所定の偏移幅より小さい場合も、同様にして変調信号
の振幅を調整することにより、高周波側への偏移周波数
および低周波側への偏移周波数をそれぞれ所定値ｆH0お
よびｆL0 に一致させることができる。この場合、ＡＧ
Ｃ回路３４に与えられる制御信号の電位は、低い状態か
ら徐々に上昇していき、最終的に一定値となる。

【００４６】以上説明したように、本発明のＦＳＫ通信
装置では、生成したＦＳＫ波の偏移を検出し、これに基
づいて搬送波を偏移させる変調信号の振幅を調整するた
め、ＦＳＫ波の偏移幅を確実に所定の偏移幅に保つこと
ができる。これにより、ＦＳＫ波に担持された２値の確
実な識別が可能になるとともに、送信するＦＳＫ波を所
定の周波数帯域内に収めることができる。

【００４７】なお、上記実施形態においては、フィルタ
９を透過させた後にＦＳＫ波を送信する構成としたが、
フィルタ９はＦＳＫ波を所定周波数帯域内に収める目的
で設けられているものではなく、単に雑音を除去するた
めに設けられたものである。したがって、フィルタ９は
本発明のＦＳＫ通信装置に必ずしも必要なものではな
い。増幅器７等を低雑音性の電気素子で構成すれば、フ
ィルタを用いずとも良質のＦＳＫ波を送信することがで
きる。

【００４８】

【発明の効果】本発明のＦＳＫ送信装置によるときは、
周波数偏移の大きさを決定する変調信号の振幅が、実際
に変調されたＦＳＫ波の周波数偏移の大きさによって調
整されるため、周波数偏移の大きさを常時略一定に保つ
ことができる。したがって、周波数偏移の大きさが過大
になったり過小になったりすることを回避することがで
き、送信しようとする信号の値を常に正しく保持したＦ
ＳＫ波を送信することが可能である。このため、受信装
置によって信号値を誤読される恐れがなく、通信の正確
性が確保される。

【００４９】請求項２のＦＳＫ送信装置によるときは、
ＦＳＫ波の周波数偏移幅を常時略一定に保つことができ
るため、ディジタル信号の値を正しく担持したＦＳＫ波
を送信することが可能である。また、周波数偏移幅が略
一定に保たれることに加えて中心周波数も所定周波数に
保たれるため、ＦＳＫ波の周波数があらかじめ定められ
ている周波数帯域を超えることがない。したがって、帯
域制限のためのフィルタ処理を行ったときでも、ＦＳＫ
波に歪みを生じることがなく、信号値を確実に保持する
ことができる。また、帯域制限のためのフィルタ処理を
行なわなくても、ＦＳＫ波の周波数が隣接チャンネルに
侵入することがないため、フィルタ処理を必ずしも必要
としない。

【００５０】請求項３のＦＳＫ送信装置では、スイッチ
回路の切り換えと偏移検出手段の出力が同期するため、
高周波側および低周波側への周波数偏移を確実に検出す
ることができ、偏移幅を正確に検出することが可能であ
る。したがって、周波数偏移幅を所定の幅に設定するこ
とができて、上記効果が確実に発揮される。

【００５１】請求項４のＦＳＫ通信装置によるときは、
送信されるＦＳＫ波が上記特長を有することに加えて、
送信時に使用する偏移検出手段を受信時の復調に兼用す
るため、受信したＦＳＫ波を復調するための装置を備え
る必要がなく、装置構成が簡素になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のＦＳＫ通信装置の一実施形態の概略
構成を示す図。

【図２】フェーズロック変調器の構成を示す図。

【図３】振幅調整装置の構成を示す図。

【図４】送信時におけるＦＳＫ波の周波数偏移、検出
信号および制御信号の経時変化の例を示す図。

【図５】偏移検出装置の動作原理を示す図。

【図６】従来のＦＳＫ送信装置の概略構成を示す図。

【符号の説明】

１データ処理装置２変調信号発生装置（変調信号発生手
段）３振幅調整装置（電位調整手段）４フェーズロック変調器（ＦＳＫ波生成手
段）５偏移検出装置（偏移検出手段）６受信信号検出装置７、８増幅器９、１０フィルタ１１通信制御部１２受信データ処理部１３送信データ発生部３１、３２ホールド回路３３演算増幅器３４ＡＧＣ回路３５切換信号発生器４１ＶＣＯ４２加算器４３プログラマブルカウンタ４４発振器４５位相比較器４６ループフィルタＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３、ＳＷ４スイッチ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】搬送波の周波数を変調信号の振幅に応じ
て偏移させてＦＳＫ波を生成する送信装置において、Ｆ
ＳＫ波の周波数の偏移を所定の大きさにするために、生
成したＦＳＫ波の周波数偏移を検出し、検出した偏移に
応じて変調信号の振幅を調整することを特徴とする送信
装置。
【請求項２】２値のディジタル信号の値に応じて搬送
波の周波数を偏移させて送信するＦＳＫ送信装置におい
て、前記ディジタル信号の値に応じて異なる電位の変調信号
を生成する変調信号生成手段と、所定周波数の搬送波を生成し、生成した搬送波の周波数
を前記変調信号の電位に応じて高周波側と低周波側に偏
移させてＦＳＫ波を生成するＦＳＫ波生成手段と、前記ＦＳＫ波生成手段によって生成されたＦＳＫ波の周
波数の前記搬送波の所定周波数からの偏移を検出する偏
移検出手段と、前記ＦＳＫ波生成手段によって生成されるＦＳＫ波の周
波数の偏移幅を所定の偏移幅にするために、前記偏移検
出手段によって検出された偏移から高周波側と低周波側
との偏移幅を検出し、該偏移幅に基づいて前記ＦＳＫ波
生成手段に与えられる変調信号の電位差を調整する電位
調整手段とを備えることを特徴とするＦＳＫ送信装置。
【請求項３】前記偏移検出手段はＦＳＫ波の周波数の
偏移に対応する電位を出力し、前記電位調整手段は、前記変調信号を与えられ、その電位に応じた切り換え信
号を生成する切換信号発生器と、前記偏移検出手段の出力と前記切り換え信号とを与えら
れ、偏移検出手段の出力を切り換え信号に応じて２つの
出力端子に切り換えて出力するスイッチ回路と、前記スイッチ回路の一方の出力端子に接続された第１の
ホールド回路と、前記スイッチ回路の他方の出力端子に接続された第２の
ホールド回路と、前記第１のホールド回路と前記第２のホールド回路が保
持する電位の差を検出する演算増幅器と、前記変調信号と前記演算増幅器の出力とを与えられ、前
記演算増幅器の出力に応じて与えられた変調信号の電位
差を変化させるＡＧＣ回路とから成ることを特徴とする
請求項２に記載のＦＳＫ送信装置。
【請求項４】半二重のＦＳＫ通信装置であって請求項
２または請求項３に記載の送信装置を備えて、ＦＳＫ波
受信時において、受信したＦＳＫ波を前記偏移検出手段
に与えて復調することを特徴とするＦＳＫ通信装置。