JPH10210090A - ４値ｆｓｋ復調回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来の４値ＦＳＫ復調回路では、適正なシン
ボルタイミングを得ることができず、検波出力の品質が
劣化して適正に復調できないという問題点があったが、
本発明では、復調結果を適正にすることができる４値Ｆ
ＳＫ復調回路を提供する。 【解決手段】 ４値ＦＳＫ変調されたキャリア信号を直
交検波する際に、同相成分と直交成分との２軸で形成さ
れる平面上に配置される信号点の間の移動の回転方向と
回転速度を検知する４値ＦＳＫ復調回路であって、回転
方向検知部３のベクトル検出部５１が同相成分の正負が
転ずるときに直交成分の正負を参照することによって、
また、直交成分の正負が転ずるときに同相成分の正負を
参照することによって、信号点間の移動の回転方向を少
しづつ検知し、これを第１の積分放電回路６１が特定の
時間に亘って積分して回転方向を検出する４値ＦＳＫ復
調回路である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、デジタル無線受信
機等に用いられる４値ＦＳＫ復調回路に係り、特に容易
な回路構成で、変調指数の如何にかかわらず適正に復調
できる４値ＦＳＫ復調回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】周波数偏移変調（ＦＳＫ変調）は、周波
数変調方式の一つで、入力信号に応じてキャリア信号の
周波数を予め定められた量だけシフトさせて出力波をと
する変調方式であって、出力波には位相の不連続が生じ
ないように回路が構成されている。

【０００３】このように変調されたＦＳＫ復調の一方法
として、ＦＳＫ変調されたキャリア信号を受信すると、
変調前の該キャリア信号の周波数の信号を発振する局部
発振器を用いて該キャリア信号を直交検波し、直交ベー
スバンド信号としてＩ成分（同相成分）及びＱ成分（直
交成分）を得て、これにＦＳＫ復調を行う方法（いわゆ
る「零ＩＦ検波方式」）がある。

【０００４】ここでは、まず、ＩＦ検波方式による従来
の２値ＦＳＫ復調回路を説明し、しかる後に従来の４値
ＦＳＫ復調回路について説明を行うこととする。従来の
２値ＦＳＫ復調回路について、図７と図８を用いて説明
する。図７は、従来の２値ＦＳＫ復調回路の構成ブロッ
ク図であり、図８は、従来の２値ＦＳＫ復調回路におけ
る零ＩＦ検波回路の一例の構成ブロック図である。従来
の２値ＦＳＫ復調回路は、図７に示すように、零ＩＦ検
波回路１と、コンパレータ２と、位相比較回路５とから
主に構成されている。

【０００５】次に、各部を具体的に説明する。零ＩＦ検
波回路１は、受信したＦＳＫ変調されたキャリア信号を
直交検波して直交ベースバンド信号をそのＩ成分とＱ成
分とに分けてそれぞれコンパレータ２ａ、２ｂに出力す
るものである。零ＩＦ検波回路１の具体的な構成につい
ては、後に説明する。

【０００６】コンパレータ２ａは、直交ベースバンド信
号のＩ成分の入力を受けて、これを矩形に変化するデジ
タル信号を表す波形に整形するものである（以下、この
動作を「２値整形」と称する。） コンパレータ２ｂは、直交ベースバンド信号のＱ成分の
入力を受けて、２値整形するものである。尚、以下でコ
ンパレータ２ａの出力する信号を「整形Ｉ信号」と、コ
ンパレータ２ｂの出力する信号を「整形Ｑ信号」と称す
ることとする。

【０００７】位相比較回路５は、コンパレータ２ａ、２
ｂから整形Ｉ信号と整形Ｑ信号との入力を受けて、どち
らの信号の位相が先進しているかを表す信号を検波出力
として出力するものである。具体的には、この検波出力
は、「０」又は「１」の２値信号となっている。

【０００８】つまり、位相比較回路５は、受信したキャ
リア信号の瞬時周波数が高い場合と低い場合とで整形Ｉ
信号と整形Ｑ信号とで表現されるベクトルの回転方向が
逆になることを利用して、この回転方向を比較判定して
瞬時周波数の高低を２値信号として出力するものであ
る。

【０００９】ここで、零ＩＦ検波回路１について、より
詳細に説明する。零ＩＦ検波回路１は、例えば、図８に
示すように、局部発振器１１と、９０°分配回路１２
と、第１のミキサー回路１３と、第２のミキサー回路１
４と、第１のＬＰＦ１５と、第２のＬＰＦ１６とから構
成されているようなものが考えられる。

【００１０】以下、各部を具体的に説明する。局部発振
器１１は、変調前のキャリア信号の周波数の信号を局部
発振信号として９０°分配回路１２に出力するものであ
る。９０°分配回路１２は、局部発振信号の入力を受け
て、これを同相信号としてそのまま第１のミキサー回路
１３に出力するとともに、局部発振信号の位相を９０°
シフトさせて直交信号として第２のミキサー回路１４に
出力するものである。

【００１１】第１のミキサー回路１３は、乗算回路であ
って、同相信号と受信したキャリア信号とを乗算した信
号を第１のＬＰＦ１５に出力するものである。第２のミ
キサー回路１４は、乗算回路であって、直交信号と受信
したキャリア信号とを乗算した信号を第２のＬＰＦ１６
に出力するものである。

【００１２】第１のＬＰＦ１５は、高周波成分を除去す
る低域濾波器であり、第１のミキサー回路１３から入力
される信号の高周波成分を除去して直交ベースバンド信
号のＩ成分として出力するものである。第２のＬＰＦ１
６は、第１のＬＰＦ１５と同様のものであって、第２の
ミキサー回路１４から入力される信号の高周波成分を除
去して直交ベースバンド信号のＱ成分として出力するも
のである。

【００１３】つまり、局部発振信号の周波数よりも受信
したキャリア信号の周波数が高ければ（そのようにＦＳ
Ｋ変調されていれば）、整形Ｉ信号と整形Ｑ信号とで表
現されるベクトルは、正の向きに回転し、局部発振信号
の周波数よりも受信したキャリア信号の周波数が低けれ
ば（そのようにＦＳＫ変調されていれば）、整形Ｉ信号
と整形Ｑ信号とで表現されるベクトルは、負の向きに回
転するようになる。

【００１４】そこで、位相比較回路５がこの回転の方向
を判定して、キャリア信号がどのようにＦＳＫ変調され
ているかを検知するようになる。

【００１５】ここで、従来の２値ＦＳＫ復調回路の動作
について説明する。零ＩＦ検波回路１がＦＳＫ変調され
たキャリア信号を受信して、これを直交検波し、直交ベ
ースバンド信号のＩ成分とＱ成分とに分けて出力する。
そして、コンパレータ２ａ、２ｂがこれらの成分を２値
整形して、それぞれ整形Ｉ信号と整形Ｑ信号とを出力す
る。

【００１６】そして、位相比較回路５が、整形Ｉ信号と
整形Ｑ信号との位相を比較して（整形Ｉ信号と整形Ｑ信
号とで表現されるベクトルの回転方向を検知して）、そ
れを２値信号の検波出力として出力する。

【００１７】次に、従来の４値ＦＳＫ復調回路について
説明する。４値ＦＳＫ復調回路において、上述の２値Ｆ
ＳＫ復調回路と同様の零ＩＦ検波方式を採用したもの
は、「４値ＦＳＫ信号のダイレクトコンバージョン受信
方式」、斎藤、赤岩、電子情報通信学会技術研究報告RC
S94-124,pp.43-48に記載されている。

【００１８】そこで、以下この文献に記載されている方
法の概略を説明する。４値ＦＳＫ復調回路は、受信した
キャリア信号を直交検波して２値整形し、整形Ｉ信号と
整形Ｑ信号とを得るところまでは、上述の２値ＦＳＫ復
調回路と同じであるが、これらの信号で表現されるベク
トルの回転方向を検知するとともに、さらに回転速度を
も別個に検知し、これらの検知の結果によって４値ＦＳ
Ｋを復調するものである。

【００１９】４値ＦＳＫ復調における直交ベースバンド
信号では、各信号点は２ビットのシンボル「００」と
「０１」と「１１」と「１０」とのいずれかを表すよう
になっており、図９に示すように各ＭＳＢが回転方向
に、ＬＳＢが回転速度に対応するようになっている。図
９は、４値ＦＳＫ復調回路における直交ベースバンド信
号のＩＱ平面での動きを表す説明図である。

【００２０】すなわち回転方向は、ＭＳＢが「０」であ
るときに負の方向に（図９（ａ））、「１」であるとき
に正の方向に（図９（ｂ））、それぞれ回転するように
なっており、回転速度は、次に示す［数１］で定義され
る。

【００２１】

【数１】

【００２２】ここでは、Ｒは変調速度をΔＦmax は、最
大周波数偏移を表しており、変調指数ｍはＬＳＢに対応
して２つ設定される。尚、回転速度は、ｍπである。例
えば、ｍ＝１，３とした場合、特にＬＳＢが「０」のと
きに、ｍ＝３としたとすると、その際の回転速度はｍπ
＝３πなので、図９（ａ），（ｂ）の破線のように１．
５回転し、また、ＬＳＢが「１」のときに、ｍ＝１とし
たとすると、その際の回転速度は、ｍπ＝πなので、図
９（ａ），（ｂ）の実線のように０．５回転する。

【００２３】ここで、４値ＦＳＫ復調回路について具体
的に、「１１１００１」と変化するデジタル信号でＦＳ
Ｋ変調されたキャリア信号を直交検波したときの直交ベ
ースバンド信号を例にとって、図１０と図１１とを用い
て説明する。図１０は、４値ＦＳＫ復調回路における信
号の一例を表す説明図であり、図１１は、４値ＦＳＫ復
調回路における信号点配置の一例を表す説明図である。

【００２４】前述したように、シンボル長を２ビットし
ているので、「１１１００１」は、「１１」と、「１
０」と、「０１」とに分けられ、この順に一定時間ごと
に受信している。そのため、時間を横軸にとって、受信
したキャリア信号を直交検波した直交ベースバンド信号
のＱ成分は、図１０（ａ）に示すような信号となり、Ｉ
成分は、図１０（ｂ）に示すような信号となる。

【００２５】従って、それぞれを２値整形すると、図１
０（ｃ）と図１０（ｄ）とに示されるような矩形波とな
る。これらが整形Ｑ信号と整形Ｉ信号である。ここで、
これらの信号を図１１に示す信号点の動きとして追跡し
てみると、図１０の時刻ｔ１の時点では、整形Ｑ信号と
整形Ｉ信号とはともに正であり、その状態は、図１１の
信号点Ａで表される。

【００２６】そして、時刻ｔ２になると、整形Ｉ信号が
負となるので、その状態は図１１の信号点Ｂに移行す
る。このとき状態の変化を表す軌跡は、ｓｇｎ（Ｑ）の
軸と交わるようになる。つまり、ＬＳＢが「１」である
ときには、１シンボルあたりの回転速度が０．５回転で
あるので、状態の変化を表す軌跡がｓｇｎ（Ｑ）又はｓ
ｇｎ（Ｉ）の軸と交差する回数は、１〜３回である。

【００２７】一方、時刻ｔ３〜ｔ９までの間、つまりＬ
ＳＢが「０」であるときには、１シンボル当たりの回転
速度が１．５回転あるので、状態の変化を表す軌跡が各
軸と交差する回数が５〜７回になる。

【００２８】そこで従来の４値ＦＳＫ復調回路は、２値
ＦＳＫと同様にしてＭＳＢを検知した後、１シンボル当
たりに、状態の変化の軌跡がｓｇｎ（Ｑ）又はｓｇｎ
（Ｉ）の軸と交わる回数をカウントし、予め設定された
しきい値との比較によって行うものであった。例えば、
上述の例では、ＬＳＢが「１」のときの交差回数が１〜
３回であり、「０」のときの交差回数が５〜７回なの
で、しきい値を「４回」とすればよい。つまり、このと
きの変調指数を検知する（ＬＳＢを決定する）ためのマ
ージンは±１回となっている。

【００２９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、かかる
従来の４値ＦＳＫ復調回路では、まず、シンボルタイミ
ング抽出回路が、２値整形された信号を用いてシンボル
タイミングを検出するため、シンボル変化点検出のタイ
ミングが本来のシンボル変化点より遅れてしまうことが
ある上、シンボル変化点検出の際のジッターが大きくな
り、真のシンボル変化点から多少ずれたシンボルタイミ
ングを出力することがあり、適正なシンボルタイミング
を得ることができないという問題点があった。

【００３０】また、従来の４値ＦＳＫ復調回路では、２
値整形された信号を以て回転方向と回転速度とを検知す
るため、例えば雑音や零ＩＦ検波回路における位相歪
み、直流オフセット、上記シンボルタイミングの検出の
ずれ等の影響を受けて、検波出力の品質が劣化して適正
に復調できないという問題点があった。

【００３１】本発明は上記実情に鑑みて為されたもの
で、復調結果を適正にすることができる４値ＦＳＫ復調
回路を提供することを目的とする。

【００３２】

【課題を解決するための手段】上記従来例の問題点を解
決するための請求項１記載の発明は、４値ＦＳＫ変調さ
れた信号を直交検波して同相成分と直交成分とに分離し
た信号の入力を受けて、前記同相成分の正負が転ずると
きに前記直交成分の正負を参照して、信号点間の移動の
回転方向を検知し、前記検知した回転方向を特定の時間
に亘って積分して前記特定の時間における信号点間の移
動の回転方向を検出することを特徴としており、回転方
向を適正に判定することができ、これをもとに復調を行
えば、復調の結果を適正にできる。

【００３３】上記従来例の問題点を解決するための請求
項２記載の発明は、４値ＦＳＫ変調された信号を直交検
波して同相成分と直交成分とに分離した信号の入力を受
けて、前記直交成分の正負が転ずるときに前記同相成分
の正負を参照して、信号点間の移動の回転方向を検知
し、前記検知した回転方向を特定の時間に亘って積分し
て前記特定の時間における信号点間の移動の回転方向を
検出することを特徴としており、回転方向を適正に判定
することができ、これをもとに復調を行えば、復調の結
果を適正にできる。

【００３４】上記従来例の問題点を解決するための請求
項３記載の発明は、４値ＦＳＫ変調されたキャリア信号
を直交検波する際に、同相成分と直交成分との２軸で形
成される平面上に配置される信号点の間の移動の回転方
向と回転速度を検知する４値ＦＳＫ復調回路であって、
前記移動の回転方向を検出する手段として、２値整形さ
れた前記各成分の信号の入力を受けて、前記２値整形さ
れた同相成分の信号の立ち上がり又は立ち下がりを検出
し、当該検出の結果を出力する第１の検出手段と、前記
２値整形された直交成分の信号の立ち上がり又は立ち下
がりを検出し、当該検出の結果を出力する第２の検出手
段と、前記２値整形された同相成分及び直交成分の信号
の立ち上がり又は立ち下がりの検出の結果と、前記２値
整形された各成分の信号との入力を受けて、信号点間の
移動の回転方向を検出し、該回転方向の正負を表す信号
を出力するベクトル検出部と、前記ベクトル検出部から
入力される信号を特定の時間に亘って積分する第１の積
分放電回路とを備え、前記移動の回転速度を検出する手
段として、前記２値整形された各成分の信号を一定時間
遅延して出力する遅延回路と、前記２値整形された各成
分の信号と前記遅延回路から入力される各成分の信号と
の排他的論理和を各成分ごとに演算する排他的論理和回
路と、前記排他的論理和回路から入力される各成分ごと
の排他的論理和の和を前記特定の時間に亘って積分する
第２の積分放電回路とを備えたことを特徴としており、
復調の結果を適正にできる。

【００３５】上記従来例の問題点を解決するための請求
項４記載の発明は、請求項３記載の４値ＦＳＫ復調回路
において、ベクトル検出部は、２値整形された同相成分
及び直交成分の信号の立ち上がり又は立ち下がりの検出
の結果と、前記２値整形された各成分の信号との入力を
受けて、前記同相成分の信号が立ち上がったことを示す
検出の結果の入力を受けたときに前記直交成分の信号が
正であれば回転方向が負であることを表す信号を出力
し、前記直交成分の信号が負であれば回転方向が正であ
ることを表す信号を出力し、前記同相成分の信号が立ち
下がったことを示す検出の結果の入力を受けたときに前
記直交成分の信号が正であれば回転方向が正であること
を表す信号を出力し、前記直交成分の信号が負であれば
回転方向が負であることを表す信号を出力し、前記直交
成分の信号が立ち上がったことを示す検出の結果の入力
を受けたときに前記同相成分の信号が正であれば回転方
向が正であることを表す信号を出力し、前記同相成分の
信号が負であれば回転方向が負であることを表す信号を
出力し、前記直交成分の信号が立ち下がったことを示す
検出の結果の入力を受けたときに前記同相成分の信号が
正であれば回転方向が負であることを表す信号を出力
し、前記同相成分の信号が負であれば回転方向が正であ
ることを表す信号を出力するベクトル検出部であること
を特徴としており、回転方向を適正に判定することがで
き、これをもとに復調を行えば、復調の結果を適正にで
きる。

【００３６】上記従来例の問題点を解決するための請求
項５記載の発明は、請求項３又は請求項４記載の４値Ｆ
ＳＫ復調回路において、第１の検出手段と第２の検出手
段とは、それぞれ入力された成分の信号を一定時間遅延
して出力する遅延回路と、前記入力された成分の信号が
前記遅延回路から入力される信号よりも大であれば当該
成分の信号が立ち上がったことを示す検出の結果を出力
する立ち上がり検出部と、前記入力された成分の信号が
前記遅延回路から入力される信号よりも小であれば当該
成分の信号が立ち下がったことを示す検出の結果を出力
する立ち下がり検出部とを有する検出部であることを特
徴としており、回転方向を適正に判定することができ、
これをもとに復調を行えば、復調の結果を適正にでき
る。

【００３７】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について図面
を参照しながら説明する。本発明の実施の形態に係る４
値ＦＳＫ復調回路（本回路）は、コンパレータが２値整
形したＩ信号とＱ信号とを差分と積分とによって緩やか
に変化する信号に変換し、これによって回転方向と回転
速度とを概略判定して、その結果に基づいて４値ＦＳＫ
復調するものであり、復調時に頻繁に信号が変化するよ
うな誤りの影響を低減できる。

【００３８】本回路は図１に示すように零ＩＦ検波回路
１と、コンパレータ２と、回転方向検出部３と、回転速
度検出部４と、判定回路９とから構成されている。図１
は、本回路の構成ブロック図である。また、回転方向検
出部３は、遅延回路３１と、立ち上がり検出部４１と、
立ち下がり検出部４２と、ベクトル検出部５１と、積分
放電回路６１とから構成されており、回転速度検出部４
は、遅延回路３１と、ＸＯＲ回路７１と、シンボルタイ
ミング抽出回路８１と、第２の積分放電回路６２とから
構成されている。

【００３９】以下、各部を具体的に説明する。零ＩＦ検
波回路１は、従来と同様にＦＳＫ変調されているキャリ
ア信号の入力を受けて、これを直交検波し、直交ベース
バンド信号の同相成分（Ｉ成分）と、直交成分（Ｑ成
分）とを出力するものである。

【００４０】コンパレータ２ａは、直交ベースバンド信
号のＩ成分の入力を受けて、２値整形して整形Ｉ信号を
出力するものであり、コンパレータ２ｂは、同じくＱ成
分を２値整形して整形Ｑ信号を出力するものである。

【００４１】回転方向検出部３は、直交ベースバンド信
号の同相成分と直交成分との入力を受けて、信号点の回
転方向を検出して判定回路９に出力するものであり、回
転速度検出部４は、直交ベースバンド信号の同相成分と
直交成分との入力を受けて、信号点の回転速度を検出し
て判定回路９に出力するものである。

【００４２】回転方向検出部３及び回転速度検出部４の
遅延回路３１は、整形Ｉ信号と整形Ｑ信号とをそれぞれ
予め設定された一定の時間だけ遅延させて、遅延整形Ｉ
信号と遅延整形Ｑ信号を出力するものである。尚、回転
方向検出部３の遅延回路３１ａ，ｂと、回転速度検出部
４の遅延回路３１ｃ，ｄとはそれぞれ遅延時間が異なっ
ているのが一般的である。

【００４３】回転方向検出部３の立ち上がり検出部４１
ａは、整形Ｉ信号と遅延整形Ｉ信号との入力を受けて、
Ｉ成分の信号が立ち上がるタイミングを示す信号（以
下、「Ｉ相立ち上がり信号」と称する）を出力するもの
である。立ち下がり検出部４２ａは、整形Ｉ信号と遅延
整形Ｉ信号との入力を受けて、Ｉ成分の信号が立ち下が
るタイミングを示す信号（以下、「Ｉ相立ち下がり信
号」と称する）を出力するものである。

【００４４】立ち上がり検出部４１ｂは、整形Ｑ信号と
遅延整形Ｑ信号との入力を受けて、Ｑ成分の信号が立ち
上がるタイミングを示す信号（以下、「Ｑ相立ち上がり
信号」と称する）を出力するものである。立ち下がり検
出部４２ｂは、整形Ｑ信号と遅延整形Ｑ信号との入力を
受けて、Ｑ成分の信号が立ち下がるタイミングを示す信
号（以下、「Ｑ相立ち下がり信号」と称する）を出力す
るものである。

【００４５】尚、請求項において、遅延回路３１ａと、
立ち上がり検出部４１ａと、立ち下がり検出部４２ａと
をまとめて第１の検出手段と称し、同じく遅延回路３１
ｂと、立ち上がり検出部４１ｂと、立ち下がり検出部４
２ｂとをまとめて第２の検出手段と称することとする。

【００４６】ベクトル検出部５１は、整形Ｉ信号と整形
Ｑ信号とＩ相立ち上がり信号とＩ相立ち下がり信号Ｑ相
立ち上がり信号とＱ相立ち下がり信号との入力を受け
て、ベクトルの回転方向をベクトル信号として出力する
ものである。

【００４７】具体的には、ベクトル検出部５１は、図２
に示すように、例えばＩ相立ち上がり信号が入力された
場合には、整形Ｉ信号が「０」から「１」に変化した場
合であるので、図２（ａ）のように第２象限から第１象
限に変化した場合と、図２（ｂ）のように第３象限から
第４象限に変化した場合の２通りが考えられるが、ここ
で整形Ｑ信号の値を参照すれば、回転方向を特定でき
る。図２は、ベクトル検出部５１の動作を表す説明図で
ある。

【００４８】すなわち、もし、整形Ｑ信号が「０」であ
れば、図２（ｂ）に示すように第３象限から第４象限へ
の回転であると判定でき、整形Ｑ信号が「１」であれ
ば、図２（ａ）に示すように第２象限から第１象限への
回転であると判定できる。

【００４９】第１の積分放電回路６１は、後に説明する
シンボルタイミング抽出回路８１から１シンボル時間を
表す信号（受信シンボルタイミングＳＴ信号）の入力を
受けて、当該信号に表される時間（１シンボル時間）だ
けベクトル検出部５１から入力されるベクトル信号を積
分して判定回路９に出力するものである。

【００５０】ＸＯＲ（排他的論理和）回路７１ａは、整
形Ｉ信号と遅延整形Ｉ信号との入力を受けて、その値が
正又は零ならば「真」として「１」を表す信号とし、そ
の値が負ならば「偽」として「０」を表す信号として、
排他的論理和を算出し、第２の積分放電回路６２に出力
するものである。ＸＯＲ回路７１ｂは、整形Ｑ信号と遅
延整形Ｑ信号との入力を受けて、上記ＸＯＲ回路７１ａ
と同様に排他的論理和を算出し、第２の積分放電回路６
２に出力するものである。

【００５１】シンボルタイミング抽出回路８１は、整形
Ｉ信号と整形Ｑ信号との入力を受けて、１シンボル時間
を表す受信シンボルタイミングＳＴ信号を推定して出力
するものであり、図１に示すように第１の積分放電回路
６１と第２の積分放電回路６２とに共通して出力するよ
うにしている。

【００５２】第２の積分放電回路６２は、既に述べたよ
うにシンボルタイミング抽出回路８１からシンボルタイ
ミングＳＴ信号の入力を受けて、この信号に表される１
シンボル時間に亘って、ＸＯＲ回路７１ａと、ＸＯＲ回
路７１ｂとから入力される排他的論理和の和を積分し
て、判定回路９に出力するものである。

【００５３】ここで、回転方向検出部３の動作について
図３を用いて説明する。図３は本回路の動作を説明する
ためのタイミングチャート図である。ＦＳＫ変調されて
いるキャリア信号の入力を受けて、零ＩＦ検波回路１が
直交検波し、直交ベースバンド信号の同相成分（Ｉ成
分）と、直交成分（Ｑ成分）とを出力する。

【００５４】そして、コンパレータ２ａが、直交ベース
バンド信号のＩ成分の入力を受けて、２値整形して整形
Ｉ信号を出力し、コンパレータ２ｂが、同じくＱ成分を
２値整形して整形Ｑ信号を出力する。ここで出力される
整形Ｉ信号は、図３（ａ）に示すような信号となり、整
形Ｑ信号は、図３（ｂ）に示すような信号となる。

【００５５】次に、回転方向検知部３の遅延回路３１
が、それぞれ入力された整形Ｉ信号と整形Ｑ信号とを予
め設定された一定の時間だけ遅延させて、遅延整形Ｉ信
号と遅延整形Ｑ信号として出力する。

【００５６】そして、立ち上がり検出部４１ａが整形Ｉ
信号と遅延整形Ｉ信号との入力を受けて、Ｉ相立ち上が
り信号（図３（ｃ））を出力し、立ち下がり検出部４２
ａが整形Ｉ信号と遅延整形Ｉ信号との入力を受けて、Ｉ
相立ち下がり信号（図３（ｄ））を出力する。

【００５７】また、立ち上がり検出部４１ｂが整形Ｑ信
号と遅延整形Ｑ信号との入力を受けて、Ｑ相立ち上がり
信号（図３（ｅ））を出力し、立ち下がり検出部４２ｂ
が整形Ｑ信号と遅延整形Ｑ信号との入力を受けて、Ｑ相
立ち下がり信号（図３（ｆ））を出力する。

【００５８】具体的に回転方向が正である場合と、回転
方向が負である場合とに分けて説明すると、まず、回転
方向が正である場合には、各信号は、例えば図３の左側
に示すようなタイミングチャートとなる。尚、図３の左
側では、回転方向が正であり、回転速度が早い場合を示
している。

【００５９】つまり、Ｉ相立ち上がり信号が、図３
（ｃ）のようにベクトル検出部５１に入力されるとき
（Ａ）、整形Ｑ信号の状態は「０」であるので、回転方
向は図２（ｂ）の方向（正の方向）と検出される。以
下、同様にＩ相立ち下がり信号が図３（ｄ）のように入
力されるとき（Ｂ）、整形Ｑ信号の状態は「１」であ
り、Ｑ相立ち上がり信号が図３（ｅ）のように入力され
るとき（Ｃ）、整形Ｉ信号の状態は「０」であり、Ｑ相
立ち下がり信号が図３（ｆ）のように入力されるとき
（Ｄ）、整形Ｉ信号の状態は「１」であるので、回転方
向は常に図２（ｂ）の方向（正の方向）として検出され
る。

【００６０】従って、この場合に、第１の積分放電回路
６１が積分する信号は図３（ｇ）に示されるようにな
り、その積分の結果は、図３（ｉ）のようになる。

【００６１】一方、回転方向が負である場合には、各信
号は、例えば図３の右側に示すようなタイミングチャー
トとなる。尚、図３の右側は、回転方向が負であり、回
転速度が遅い場合を示している。

【００６２】上記の場合と同様に、Ｉ相立ち下がり信号
が図３（ｄ）のようにベクトル検出部５１に入力される
とき（Ｆ）、整形Ｑ信号の状態は「０」であるので、回
転方向は図２（ａ）の方向（負の方向）として検出され
る。

【００６３】同様にして、Ｉ相立ち下がり信号が図３
（ｆ）のようにベクトル検出部５１に入力されるとき
（Ｅ）、整形Ｉ信号の状態は「１」であるので、回転方
向は図２（ａ）の方向（負の方向）として検出される。

【００６４】従って、この場合に、第１の積分放電回路
６１が積分する信号は図３（ｈ）に示されるようにな
り、その積分の結果は、図３（ｉ）のようになる。

【００６５】この回転方向検出部３によれば、回転方向
を表す信号が遅延回路での遅延時間分の分解能で少しず
つ積分されるようにしているため、シンボルタイミング
がずれても判定される回転方向への影響が少なく、判定
劣化への影響は小さくなっている。また、雑音の混入や
零ＩＦ検波回路１における位相ひずみならびに直流オフ
セット等が存在してベクトル検出回路５が出力するベク
トル情報が維持的に頻繁に変化しても、積分回路６１に
おいて少しずつ積分が行われるため、回転方向の判定へ
の影響は少なくなり、回転方向の判定を適正にできる効
果がある。

【００６６】次に、回転速度検出部の動作について図４
を用いて説明する。図４は、本回路の動作を説明するた
めのタイミングチャート図である。尚、図３と図４と
は、同じ信号についての場合を示している。

【００６７】コンパレータ２ａから出力される整形Ｉ信
号は、既に図３において説明したとおり、図３（ａ）と
同じ、図４（ａ）に示されるような変化となる。そし
て、遅延回路３１ａが当該整形Ｉ信号を一定の時間だけ
遅延させて、遅延整形Ｉ信号として図４（ｂ）に示され
る信号を出力する。

【００６８】ここで、整形Ｉ信号と遅延整形Ｉ信号とが
相異なる時間では、ＸＯＲ回路７１ａが排他的論理和と
して、「１」を表す信号を出力するようになり、その出
力は、図４（ｃ）に示すような時間変化となる。また、
整形Ｑ信号と遅延整形Ｑ信号とは図示していないが、そ
れらの排他的論理和である、ＸＯＲ回路７２ｂの出力
は、図４（ｄ）に示すような時間変化をするようにな
る。

【００６９】そして、第２の積分放電回路６２がこれら
の和を積分することによって、図４（ｅ）に示す時間変
化で積分を行うようになる。尚、図４（ｅ）で、ＴＨと
して示した線はしきい値を表しており、設定によって上
下できるようになっている。現実の回路では、このしき
い値は、判定回路９に設定されていて、判定回路９が該
しきい値を以て回転速度を判定するようにしているもの
である。

【００７０】尚、ここの例では、図４（ｅ）に示す第２
の積分放電回路６２の出力は、図４の左側ではしきい値
に到達しているようになっており、図４の右側では、し
きい値に到達しないようになっている。これは、第２の
積分放電回路６２が行う積分が信号点の変化が１シンボ
ル当たり何度発生したかを積分する動作に相当し、図４
の左側では、信号点の変化が多数あるので、その積分結
果が大きくなり、図４の右側では、信号点の変化が少な
いのでその積分結果が小さくなっているためである。

【００７１】このような回転速度検出部４によれば、回
転方向検出部と同様に回転を表すＸＯＲ回路の出力を一
定の遅延時間に分散させて少しずつ積分するようにして
いるので、積分結果の分解能を当該遅延時間の分だけ向
上でき、シンボルタイミングのずれによる積分結果への
影響を低減でき、回転速度判定を適正に行うことができ
る効果がある

【００７２】また、雑音や零ＩＦ検波回路１における位
相歪み並びに直流オフセットが存在して、各整形信号や
各遅延整形信号の出力が不規則に、特に信号点の変化の
前後で頻繁に排他的論理和回路の出力が変化しても、積
分が行われているので、その影響を低減でき回転速度判
定を適正に行うことができる効果がある。

【００７３】次に、本回路の動作について説明する。本
回路の零ＩＦ検波回路１が、４値ＦＳＫ変調されたキャ
リア信号の入力を受けて、これを直交検波し、その同相
成分Ｉと直交成分Ｑとを出力する。そして、コンパレー
タ２ａ、２ｂが各成分を２値整形して、それぞれ整形Ｉ
信号および整形Ｑ信号を出力する。

【００７４】そして、これら整形Ｉ信号と整形Ｑ信号と
は、それぞれ回転方向検出部３と回転速度検出部４とに
入力される。そして、回転方向検出部３が上記動作によ
って整形Ｉ信号と整形Ｑ信号とを成分とするＩＱ平面上
でのベクトルの位相の変化を検出して、判定回路９に出
力する。

【００７５】また、回転速度検出部４が一定時間に発生
した信号点の回転量を検出して、判定回路９に出力す
る。そして、判定回路９が、回転方向検出部３から回転
方向の入力を受け、また、回転速度検出部４から回転速
度の入力を受けて、回転方向からシンボルのＭＳＢを、
回転速度と予め設定されたしきい値との比較からシンボ
ルのＬＳＢをそれぞれ判定し、それを基にシンボルを復
調して出力する。

【００７６】このように本回路によれば、回転方向と回
転速度とを適正に判定しているので、これらを元にして
適正な復調を行うことができる効果がある。

【００７７】

【実施例】本発明の実施例について図５と図６とを参照
しつつ説明する。図５は回転方向検出部が出力する値の
概略を表す説明図であり、図６は回転速度検出部が出力
する値の概略を表す説明図である。

【００７８】具体的には、図５では回転方向検出部の動
作として、各実線が１シンボルを表しておりそれぞれが
１シンボル時間毎に０にリセットされている。そして、
各実線は０から始まって正の方向に単調増加し、また負
の方向に単調減少する階段状の関数となっている。

【００７９】これらの正の方向に変化する関数と負の方
向に変化する関数との２種類があるのは、正の方向に単
調増加するものが正の方向への回転を、負の方向に単調
減少するものが負の方向への回転をそれぞれ意味してい
るものである。１シンボル時間の終了時点で回転方向検
出部３の出力が「０」よりかなり離れているため、適正
な判定を行うことができる。

【００８０】回転速度検出部４が出力する信号は図６に
示すようになっている。ここで、各実線は１シンボルを
表しており、それぞれが１シンボル時間毎に０にリセッ
トされている。そして、各実線は、０から始まって正の
方向にのみ単調増加しているが、到達点が低いものと高
いものとの２種類がある。ここで、到達点の低いものが
回転速度の低いもの、到達点が高いものが回転速度の高
いものに対応しており、しきい値をこれらの中間に設定
することによってシンボルのＬＳＢを適正に判定できる
ようになっている。

【００８１】

【発明の効果】請求項１，２記載の発明によれば、４値
ＦＳＫ変調された信号の信号点間の移動の回転方向を４
値ＦＳＫ変調された信号を直交検波して得た同相成分と
直交成分の正負が転ずるごとに検知し、これを特定の時
間に亘って積分して上記移動の回転方向を検出すること
を特徴とする４値ＦＳＫ復調回路としているので、特定
の期間を１シンボル時間の近似する時間とすれば、該積
分の結果が１シンボル時間当たりの回転量に相当するた
め、その正負をもって回転の方向を検知でき、またシン
ンボルタイミングが多少ずれても、積分の概略の結果に
は影響が少なく、さらに雑音の混入や回路の特性によっ
て発生する位相ひずみならびに直流オフセット等が存在
して短時間に信号点の回転に対する誤りが頻繁に発生し
ても、積分によってその影響を打ち消しているので、回
転方向を適正に判定することができ、これをもとに復調
を行えば、復調の結果を適正にできる効果がある。

【００８２】請求項３記載の発明によれば、４値ＦＳＫ
変調されたキャリア信号を直交検波する際に、同相成分
と直交成分との２軸で形成される平面上に配置される信
号点の間の移動の回転方向と回転速度を検知する４値Ｆ
ＳＫ復調回路であって、該回転方向を検出する手段とし
て、上記同相成分の立ち上がり又は立ち下がりのタイミ
ングを検出する第１の検出手段と、上記直交成分の立ち
上がり又は立ち下がりのタイミングを検出する第２の検
出手段と、これら２つの検出手段が検出した各成分の立
ち上がり又は立ち下がりのタイミングごとに回転方向を
検出するベクトル検出部と、上記検出された回転方向を
特定の時間に亘って積分する第１の積分放電回路とを備
え、回転速度を検知する手段として、遅延回路、排他的
論理和回路、第２の積分放電回路を備える４値ＦＳＫ復
調回路としているので、特定の期間を１シンボル時間の
近似する時間とすれば、該積分の結果が１シンボル時間
当たりの回転量に相当するため、その正負をもって回転
の方向を検知でき、またシンンボルタイミングが多少ず
れても、積分の概略の結果には影響が少なく、さらに雑
音の混入や回路の特性によって発生する位相ひずみなら
びに直流オフセット等が存在して短時間に信号点の回転
に対する誤りが頻繁に発生しても、積分によってその影
響を打ち消しているので、回転方向を適正に判定するこ
とができ、これをもとに復調を行えば、復調の結果を適
正にできる効果がある。

【００８３】請求項４記載の発明によれば、ベクトル検
出部が同相成分が立ち上がり又は立ち下がるタイミング
ごとに上記直交成分の値の如何によって、また、直交成
分が立ち上がり又は立ち下がるタイミングごとに上記同
相成分の値の如何によって回転方向を検出するベクトル
検出部である請求項３記載の４値ＦＳＫ復調回路として
いるので、特定の期間を１シンボル時間の近似する時間
とすれば、該積分の結果が１シンボル時間当たりの回転
量に相当するため、その正負をもって回転の方向を検知
でき、またシンンボルタイミングが多少ずれても、積分
の概略の結果には影響が少なく、さらに雑音の混入や回
路の特性によって発生する位相ひずみならびに直流オフ
セット等が存在して短時間に信号点の回転に対する誤り
が頻繁に発生しても、積分によってその影響を打ち消し
ているので、回転方向を適正に判定することができ、こ
れをもとに復調を行えば、復調の結果を適正にできる効
果がある。

【００８４】請求項５記載の発明によれば、第１の検出
手段と第２の検出手段とは、それぞれ入力された成分の
信号を一定時間遅延して出力する遅延回路と、入力され
た成分の信号と遅延回路から入力される信号との大小に
よって、当該成分の信号が立ち上がったことを検出する
立ち上がり検出部と、当該成分の信号が立ち下がったこ
とを検出する立ち下がり検出部とを有する検出手段であ
る請求項３又は請求項４記載の４値ＦＳＫ復調回路とし
ているので、特定の期間を１シンボル時間の近似する時
間とすれば、該積分の結果が１シンボル時間当たりの回
転量に相当するため、その正負をもって回転の方向を検
知でき、またシンンボルタイミングが多少ずれても、積
分の概略の結果には影響が少なく、さらに雑音の混入や
回路の特性によって発生する位相ひずみならびに直流オ
フセット等が存在して短時間に信号点の回転に対する誤
りが頻繁に発生しても、積分によってその影響を打ち消
しているので、回転方向を適正に判定することができ、
これをもとに復調を行えば、復調の結果を適正にできる
効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本回路の構成ブロック図である。

【図２】ベクトル検出部５１の動作を表す説明図であ
る。

【図３】回路の動作を説明するためのタイミングチャー
ト図である。

【図４】本回路の動作を説明するためのタイミングチャ
ート図である。

【図５】回転方向検出部が出力する値の概略を表す説明
図である。

【図６】回転速度検出部が出力する値の概略を表す説明
図である。

【図７】従来の２値ＦＳＫ復調回路の構成ブロック図で
ある。

【図８】従来の２値ＦＳＫ復調回路における零ＩＦ検波
回路の一例の構成ブロック図である。

【図９】４値ＦＳＫ復調回路における直交ベースバンド
信号のＩＱ平面での動きを表す説明図である。

【図１０】４値ＦＳＫ復調回路における信号の一例を表
す説明図である。

【図１１】４値ＦＳＫ復調回路における信号点配置の一
例を表す説明図である。

【符号の説明】

１…零ＩＦ検波回路、 ２…コンパレータ、 ３…回転
方向検出部、 ４…回転速度検出部、 ５…位相比較回
路、 ９…判定回路、 １１…局部発振器、１２…９０
°分配回路、 １３…第１のミキサー回路、 １４…第
２のミキサー回路、 １５…第１のＬＰＦ、 １６…第
２のＬＰＦ、 ３１…遅延回路、 ４１…立ち上がり検
出部、 ４２…立ち下がり検出部、 ５１…ベクトル検
出部、６１…第１の積分放電回路、 ６２…第２の積分
放電回路、 ７１…ＸＯＲ回路、 ８１…シンボルタイ
ミング抽出回路

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ４値ＦＳＫ変調された信号を直交検波し
   て同相成分と直交成分とに分離した信号の入力を受け
   て、前記同相成分の正負が転ずるときに前記直交成分の
   正負を参照して、信号点間の移動の回転方向を検知し、
   前記検知した回転方向を特定の時間に亘って積分して前
   記特定の時間における信号点間の移動の回転方向を検出
   することを特徴とする４値ＦＳＫ復調回路。
2. 【請求項２】 ４値ＦＳＫ変調された信号を直交検波し
   て同相成分と直交成分とに分離した信号の入力を受け
   て、前記直交成分の正負が転ずるときに前記同相成分の
   正負を参照して、信号点間の移動の回転方向を検知し、
   前記検知した回転方向を特定の時間に亘って積分して前
   記特定の時間における信号点間の移動の回転方向を検出
   することを特徴とする４値ＦＳＫ復調回路。
3. 【請求項３】 ４値ＦＳＫ変調されたキャリア信号を直
   交検波する際に、同相成分と直交成分との２軸で形成さ
   れる平面上に配置される信号点の間の移動の回転方向と
   回転速度を検知する４値ＦＳＫ復調回路であって、 前記移動の回転方向を検出する手段として、２値整形さ
   れた前記各成分の信号の入力を受けて、前記２値整形さ
   れた同相成分の信号の立ち上がり又は立ち下がりを検出
   し、当該検出の結果を出力する第１の検出手段と、 前記２値整形された直交成分の信号の立ち上がり又は立
   ち下がりを検出し、当該検出の結果を出力する第２の検
   出手段と、 前記２値整形された同相成分及び直交成分の信号の立ち
   上がり又は立ち下がりの検出の結果と、前記２値整形さ
   れた各成分の信号との入力を受けて、信号点間の移動の
   回転方向を検出し、該回転方向の正負を表す信号を出力
   するベクトル検出部と、 前記ベクトル検出部から入力される信号を特定の時間に
   亘って積分する第１の積分放電回路とを備え、 前記移動の回転速度を検出する手段として、前記２値整
   形された各成分の信号を一定時間遅延して出力する遅延
   回路と、前記２値整形された各成分の信号と前記遅延回
   路から入力される各成分の信号との排他的論理和を各成
   分ごとに演算する排他的論理和回路と、前記排他的論理
   和回路から入力される各成分ごとの排他的論理和の和を
   前記特定の時間に亘って積分する第２の積分放電回路と
   を備えたことを特徴とする４値ＦＳＫ復調回路。
4. 【請求項４】 ベクトル検出部は、２値整形された同相
   成分及び直交成分の信号の立ち上がり又は立ち下がりの
   検出の結果と、前記２値整形された各成分の信号との入
   力を受けて、 前記同相成分の信号が立ち上がったことを示す検出の結
   果の入力を受けたときに前記直交成分の信号が正であれ
   ば回転方向が負であることを表す信号を出力し、前記直
   交成分の信号が負であれば回転方向が正であることを表
   す信号を出力し、 前記同相成分の信号が立ち下がったことを示す検出の結
   果の入力を受けたときに前記直交成分の信号が正であれ
   ば回転方向が正であることを表す信号を出力し、前記直
   交成分の信号が負であれば回転方向が負であることを表
   す信号を出力し、 前記直交成分の信号が立ち上がったことを示す検出の結
   果の入力を受けたときに前記同相成分の信号が正であれ
   ば回転方向が正であることを表す信号を出力し、前記同
   相成分の信号が負であれば回転方向が負であることを表
   す信号を出力し、 前記直交成分の信号が立ち下がったことを示す検出の結
   果の入力を受けたときに前記同相成分の信号が正であれ
   ば回転方向が負であることを表す信号を出力し、前記同
   相成分の信号が負であれば回転方向が正であることを表
   す信号を出力するベクトル検出部であることを特徴とす
   る請求項３記載の４値ＦＳＫ復調回路。
5. 【請求項５】 第１の検出手段と第２の検出手段とは、
   それぞれ入力された成分の信号を一定時間遅延して出力
   する遅延回路と、前記入力された成分の信号が前記遅延
   回路から入力される信号よりも大であれば当該成分の信
   号が立ち上がったことを示す検出の結果を出力する立ち
   上がり検出部と、前記入力された成分の信号が前記遅延
   回路から入力される信号よりも小であれば当該成分の信
   号が立ち下がったことを示す検出の結果を出力する立ち
   下がり検出部とを有する検出部であることを特徴とする
   請求項３又は請求項４記載の４値ＦＳＫ復調回路。