JPH1117758A - 同期検波器 - Google Patents

同期検波器

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JPH1117758A
JPH1117758A JP9170474A JP17047497A JPH1117758A JP H1117758 A JPH1117758 A JP H1117758A JP 9170474 A JP9170474 A JP 9170474A JP 17047497 A JP17047497 A JP 17047497A JP H1117758 A JPH1117758 A JP H1117758A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 入力レベルに関係なく検波レベルを一定にす
るゲインコントロールを検波した後に行い、安価で低消
費電力の同期検波器を実現する。 【解決手段】 IQ検波後にAGCを行う同期検波器に
おいて、I,Qのそれぞれの軸に入る利得制御アンプ1
7,18の利得偏差をI,Q出力より演算で抽出し、利
得制御アンプ17,18の制御電圧を補正して、I,Q
軸間の利得偏差をなくす。これにより、I,Q軸それぞ
れに入る利得制御アンプ17,18の制御特性に偏差が
あっても、I,Qの出力差を用いて作るコスタスの出力
に影響を与えずに、I,Q出力レベルを同じにすること
ができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、入力レベルに関
係なく、検波レベルを一定にするゲインコントロールを
検波した後に行う同期検波器に関する。
【0002】
【従来の技術】図9に従来の同期検波器を示す。この図
において、101は利得制御増幅器、102は振幅検波
器、103,104は検波器、105は90度位相器、
106はコスタス制御器、107は基準信号発生器、1
10は入力端子、111,112は出力端子である。
【0003】入力端子110から入力された受信信号
は、利得制御増幅器101と、振幅検波器102とで構
成される利得制御増幅器によって、受信信号のレベルに
関わらず、利得制御増幅器101の出力レベルが一定と
なる。その上で、検波器103,104により位相検波
され、出力端子111,112に一定レベルの検波出力
として出力されようになっている。
【0004】また、コスタス制御器106は、出力端子
111,112に出力される検波出力をもとに、受信信
号を、基準信号発生器107から出力される基準信号お
よびその基準信号を90度位相器105により90度ず
らした基準信号で、検波器103,104で検波すると
きの、検波軸のずれ情報を出力し、これで基準信号発生
器107を制御して、検波器103,104での検波の
際、検波軸がずれないようにしている。
【0005】一般に受信器では、受信信号を処理する過
程のどこかで、受信信号レベルに関わらず出力レベルを
一定にする必要がある。図9の同期検波器では、検波す
る前の段階で、利得制御増幅器101と、振幅検波器1
02とで構成される利得制御増幅器によって、受信信号
のレベルに関わらず、利得制御増幅器101の出力レベ
ルが一定となるようにしている。しかし、検波前の受信
信号は、信号の周波数が高いため、利得制御増幅器の構
成に必要な、利得制御増幅器101や振幅検波器102
は、その高い周波数の信号に対応できるものにする必要
があり、その分高価で消費電力も多くなっていた。
【0006】特に、伝送されてきた信号帯域の信号をそ
れより低い周波数の中間周波数に一旦変換せずに、伝送
されてきた信号帯域から直接検波するダイレクト検波受
信器の場合には、図9に示す同期検波器では、伝送され
てきた信号帯域の信号の周波数帯で、十分動作する利得
制御増幅器が必要となり、その分高価で消費電力も多く
なっていた。
【0007】このように従来の同期検波器では、検波前
の信号周波数が高い部分で利得制御を行っていたため、
利得制御増幅器には、高い周波数の信号に対応できるも
のにする必要があり、その分価格が高くなりまた消費電
力も多くなるという欠点があった。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】上記したように従来の
同期検波器では、検波前の信号の周波数が高い部分で利
得制御を行っていたため、利得制御増幅器には、高い周
波数の信号に対応できるものにする必要があり、その分
価格が高くなり、消費電力も多くなるという問題があっ
た。
【0009】この発明の目的は、安価で低消費電力の同
期検波器を実現することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】この発明では、入力信号
を、基準信号発生器から出力される、第1の基準信号お
よび、第1の基準信号と位相が90度ずれた第2の基準
信号でそれぞれ検波し、それぞれ得られた第1および第
2の検波信号を、それぞれ第1および第2の可変利得増
幅器を通して得るようし、また第1および第2の出力を
それぞれ検波してその検波出力を加算したものを、第1
および第2の可変利得増幅器の利得制御信号とすること
により、検波後の信号周波数が低くなった部分で利得制
御するようにした。これにより、利得制御増幅器は、低
くなった信号周波数に対応できるため、動作速度の遅い
回路構成で対応が可能となり、その分、安価で低消費電
力の同期検波器が実現できる。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
いて、図面を参照しながら詳細に説明する。図1は、こ
の発明の第1の実施の形態について説明するための回路
構成図である。図1において、17,18は利得制御増
幅器、20,21は振幅検波器、22は加算器、13,
14は検波器、15は90度位相器、19はコスタス制
御器、16は基準信号発生器、10は入力端子、11,
12は出力端子である。
【0012】入力端子10から入力された受信信号は、
検波器13,14によりI出力とQ出力の2相に位相検
波し、それぞれ利得制御増幅器17,18で一定レベル
となって、出力端子11,12よりそれぞれ一定レベル
の検波出力として出力される。
【0013】一般に、同期検波器では、検波するときの
検波軸がずれた場合、出力されるIおよびQの出力にレ
ベル差が生じる。図2は入力レベルが一定の場合の、受
信信号と位相検波に使う基準信号発生器16の出力との
位相差に対する、IおよびQ出力の出力レベルの一例を
示すものである。図2で示すように検波するときの検波
軸のずれに応じて、出力レベルは、正弦波状に変化す
る。そこで、コスタス制御器19では、出力端子11,
12に出力される検波出力をもとに、受信信号を、基準
信号発生器16から出力される基準信号およびその基準
信号を90度位相器15により90度ずらした基準信号
で、検波器13,14で検波するときの、検波軸のずれ
情報を出力し、これで基準信号発生器16を制御して、
検波器13,14での検波の際、検波軸がずれないよう
にしている。
【0014】具体的には、コスタス制御器19で、たと
えばIおよびQ出力をもとに、 −I+Q … I>0,Q>0のとき −I−Q … I<0,Q>0のとき +I−Q … I<0,Q<0のとき +I+Q … I>0,Q<0のとき という演算を行なうと、図3に示すような、同期検波の
位相ずれに対応した誤差信号を抽出できる。この誤差信
号で、基準信号発生器16を制御して、検波器13,1
4での検波の際、検波軸がずれないようにしている。
【0015】このように、同期検波器では、IおよびQ
出力のレベル差から、同期検波の位相ずれを情報を抽出
するため、位相ずれに伴うIおよびQ軸のレベル差は残
す必要がある。
【0016】そこで、図1で示すこの発明の実施の形態
では、利得制御増幅器17,18の利得は、振幅検波器
20,21で出力レベルを検出し、加算器22で加算し
た結果で制御する。これにより、同期検波の位相ずれに
伴うIおよびQ軸のレベル差を保存したまま、全体とし
て出力レベルを一定にすることができる。
【0017】この実施の形態では、受信信号を検波器1
3,14で検波したあとの、信号周波数が低くなった部
分で利得制御するようにした。これにより、利得制御増
幅器は、低くなった信号周波数に対応できれば良い。こ
のため、利得制御増幅器は、動作速度の遅い回路構成で
の対応が可能となり、安価で低消費電力のものが容易に
実現でき、その分安価で低消費電力の同期検波器が実現
できる。
【0018】図4は、この発明の第2の実施の形態につ
いて説明するための回路構成図である。この実施の形態
は、検波後のIおよびQ軸それぞれに入る2つの利得制
御増幅器に、利得偏差がある場合の対策を行ったもので
ある。なお、第1の実施の形態と同一の構成部分につい
ては同一の符号を付して説明する。
【0019】入力端子10から入力された受信信号は、
検波器13,14によりI 出力とQ出力の2相に位相検
波され、それぞれ利得制御増幅器17,18で一定レベ
ルとなり、出力端子11,12にそれぞれ一定レベルの
検波出力として出力されようになっている。
【0020】また、コスタス制御器19では、出力端子
11,12に出力される検波出力をもとに、受信信号
を、基準信号発生器16から出力される基準信号および
その基準信号を90度位相器15により90度ずらした
基準信号で、検波器13,14で検波するときの、検波
軸のずれ情報を出力し、これで基準信号発生器16を制
御して、検波器13,14での検波の際、検波軸がずれ
ないようにしている。
【0021】また、利得制御器23、加算器25,26
は、検波後のI軸およびQ軸それぞれに入る2つの利得
制御増幅器に、利得偏差がある場合の対策として、2つ
の利得制御増幅器17,18の利得補正を行う回路ブロ
ックである。
【0022】ここで、利得制御器23、加算器25,2
6で構成される、得制御増幅器17,18の利得補正手
段がなく、検波後のI軸およびQ軸それぞれに入る2つ
の利得制御増幅器に、利得偏差がある場合、たとえばI
軸よりもQ軸に入る利得制御増幅器の利得が大きい場合
を考えてみる。
【0023】図1で説明したように、同期検波器では、
検波するときの検波軸がずれた場合、出力されるI出力
およびQ出力にレベル差が生じるが、I軸よりもQ軸に
入る利得制御増幅器の利得が大きい場合、受信信号と位
相検波に使う基準信号発生器出力との位相差に対する、
I出力およびQ出力の出力レベルは、たとえば図5のよ
うになる。そのためコスタス制御器19で、図1で示す
実施の形態の場合と同じように、I出力およびQ出力を
もとに、 −I+Q … I>0,Q>0のとき −I−Q … I<0,Q>0のとき +I−Q … I<0,Q<0のとき +I+Q … I>0,Q<0のとき という演算を行なうと、同期検波に位相ずれに対応した
誤差信号を抽出できるが、利得制御増幅器17,18の
利得偏差の影響で、誤差信号の0クロス点が本来の0ク
ロス点である、π/4,3/4・π,5/4・π7/4
・πからずれることになる。
【0024】図6は、これを位相が0からπ/2までに
折り返して重ね、わかりやすくしたものを示す。図6の
(a)は図5で位相が1.と3.の場合、(b)は図5
で位相が2.と4.の場合である。実際には、データに
よる変調がかかるため、統計的に(a)と(b)の取る
確率は、1/2ずつとみなせる。そのため、コスタス制
御器19の出力は、平均すると図6(c)のカーブにな
り、コスタス制御器19から出力される誤差信号は、本
来の0クロス点である、π/4を通るため、この誤差信
号をもとに基準信号発生器16を制御すれば、同期検波
での位相誤差は生じない。
【0025】ここで、利得制御器23を追加し、I出力
およびQ出力をもとに、 −I+Q … I>0,Q>0のとき −(−I−Q) … I<0,Q>0のとき +I−Q … I<0,Q<0のとき −(+I+Q) … I>0,Q<0のとき という演算を行なうと、図7に示す形となり、コスタス
制御器19から出力されるこの誤差信号をもとに基準信
号発生器16を制御することによる同期点のπ/4で
は、常に正の出力となる。
【0026】この例では、I軸よりもQ軸に入る利得制
御増幅器の利得が大きい場合を考えていたが、当然のこ
とながら、I軸よりもQ軸に入る利得制御増幅器の利得
が小さい場合の利得制御器23の出力は負となる。
【0027】そこで、利得制御器23の出力を、加算器
25,26でI軸Q軸それぞれに入る利得制御増幅器の
利得制御入力に、互いに逆極性で加算して補正すること
により、検波後のI軸およびQ軸それぞれに入る2つの
利得制御増幅器17,18に、利得偏差がある場合で
も、それを補正することができる。
【0028】なお、この実施の形態では、検波後のI軸
およびQ軸それぞれに入る2つの利得制御増幅器17,
18に、振幅検波器20,21の出力を加算したもの
に、さらにそれぞれ利得制御器23の出力を加算し、利
得偏差の補正を行っているが、利得制御増幅器17,1
8のいずれか一方に補正を行っても、利得偏差が正しく
補正できる。
【0029】図8の回路構成図を用いて、この発明の第
3の実施の形態について説明する。この実施の形態は、
図4で示す検波後のI軸およびQ軸それぞれに入る2つ
の利得制御増幅器に、利得偏差がある場合の対策を行な
う場合に、コスタス制御器19と利得制御器23におけ
る演算回路を共用し、回路規模の縮小を図ったものであ
る。ここでも、図1および図4と同一の構成部分には同
一の符号を付して説明する。
【0030】この実施の形態においても、入力端子10
から入力された受信信号は、検波器13,14によりI
出力とQ出力の2相に位相検波され、それぞれ利得制御
増幅器17,18で一定レベルとなり、出力端子11,
12にそれぞれ一定レベルの検波出力として出力されよ
うになっている。
【0031】また、コスタスおよび利得制御器24で
は、出力端子11,12に出力される検波出力をもと
に、受信信号を、基準信号発生器16から出力される基
準信号およびその基準信号を90度位相器15により9
0度ずらした基準信号で、検波器13,14で検波する
ときの、検波軸のずれ情報を出力し、これで基準信号発
生器16を制御して、検波器13,14での検波の際、
検波軸がずれないようにしている。
【0032】また同時に、コスタスおよび利得制御器2
4、加算器25,26は、検波後のI軸およびQ軸それ
ぞれに入る2つの利得制御増幅器に、利得偏差がある場
合の対策として、2つの利得制御増幅器17,18の利
得補正を行う回路ブロックである。
【0033】ここで、利得制御増幅器17,18の利得
補正手段の原理は、図4で示す実施の形態の場合と同様
なので省略するが、コスタス制御用の出力は、図4で示
す実施の形態の場合と同じように、たとえばI出力およ
びQ出力をもとに、 −I+Q … I>0,Q>0のとき −I−Q … I<0,Q>0のとき +I−Q … I<0,Q<0のとき +I+Q … I>0,Q<0のとき であり、利得制御用の出力は、図4で示す実施の形態の
場合と同じように、たとえばI出力およびQ出力をもと
に、 −I+Q … I>0,Q>0のとき −(−I−Q) … I<0,Q>0のとき +I−Q … I<0,Q<0のとき −(+I+Q) … I>0,Q<0のとき であるから、利得制御用の出力は、コスタス制御用の出
力はをもとにすると、I>0,Q>0およびI<0,Q
<0のときは同じ、I<0,Q>0およびI>0,Q<
0のときは極性反転の関係にある。従って、演算回路の
大部分は共用できることになり、その分回路規模を縮小
できる。
【0034】
【発明の効果】以上説明したように、この発明の同期検
波器によれば、利得制御増幅器を、検波後の信号周波数
が低くなった部分で行なうことができる。これにより。
利得制御増幅器は、低くなった信号周波数に対応できれ
ば良いため、その分、安価で低消費電力の同期検波器が
実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の第1の実施の形態について説明する
ための回路構成図。
【図2】図1の検波出力の位相差について説明するため
の説明図。
【図3】図1の制御信号を生成するための演算例につい
て説明するための説明図。
【図4】この発明の第2の実施の形態について説明する
ための回路構成図。
【図5】図4の検波出力の位相差について説明するため
の説明図。
【図6】図5の位相差についてより分りやすく説明する
ための説明図。
【図7】図4の制御信号を生成するための演算例につい
て説明するための説明図。
【図8】この発明の第3の実施の形態について説明する
ための回路構成図。
【図9】従来の同期検波器について説明するための回路
構成図。
【符号の説明】
10…入力端子、11,12…出力端子、13,14…
検波器、15…90度位相器、16…基準信号発生器、
17,18…利得制御増幅器、19…コスタス制御器、
20,21…振幅検波器、22,25,26…加算器、
23…利得制御器、24…コスタスおよび利得制御器。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI H04N 5/455 H04N 5/455 5/52 5/52

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 入力信号を、基準信号発生器から出力さ
    れる第1の基準信号および該第1の基準信号と位相が9
    0度ずれた第2の基準信号でそれぞれ検波してそれぞれ
    得られた第1および第2の検波信号を、それぞれ第1お
    よび第2の可変利得増幅器を通して第1および第2の出
    力信号とし、 前記第1および第2の出力信号をもとに、前記入力信号
    と前記基準信号発生器の位相誤差がなくなるように該基
    準信号発生器を制御し、 前記第1および第2の出力信号をそれぞれ検波してその
    検波出力を加算したものを、前記第1および第2の可変
    利得増幅器の利得制御信号としてなることを特徴とする
    同期検波器。
  2. 【請求項2】 入力信号を、基準信号発生器から出力さ
    れる、第1の基準信号および、第1の基準信号と位相が
    90度ずれた第2の基準信号でそれぞれ検波し、それぞ
    れ得られた第1および第2の検波信号をそれぞれ第1お
    よび第2の可変利得増幅器を通して第1および第2の出
    力信号とし、 前記第1および第2の出力信号をもとに、前記入力信号
    と前記基準信号発生器の位相誤差がなくなるように該基
    準信号発生器を制御し、 前記第1および第2の出力をそれぞれ検波してその検波
    出力を加算したものを、前記第1および第2の出力信号
    の極性で、前記第1および第2の可変利得増幅器の利得
    偏差がなくなる方向に制御できるように補正し、前記第
    1および第2の可変利得増幅器の利得制御信号とするこ
    とを特徴とする同期検波器。
  3. 【請求項3】 入力信号を、基準信号発生器から出力さ
    れる、第1の基準信号および、第1の基準信号と位相が
    90度ずれた第2の基準信号でそれぞれ検波して得られ
    た第1および第2の検波信号を、それぞれ第1および第
    2の可変利得増幅器を通して第1および第2の出力信号
    とし、 前記第1および第2の出力信号をもとに、入力信号と基
    準信号発生器の位相誤差がなくなるようにする第1の手
    段で基準信号発生器を制御し、 前記第1および第2の出力信号をそれぞれ検波し、その
    検波出力を加算したものを、前記第1および第2の出力
    信号の極性で、前記第1および第2の可変利得増幅器の
    利得偏差がなくなる方向に制御する第2の手段の出力で
    補正して、第1および第2の可変利得増幅器の利得制御
    信号とし、 前記第1および第2の手段において、第1および第2の
    出力信号のそれぞれの極性に応じて場合分けする場合分
    け部分を共用することを特徴とする同期検波器。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100650643B1 (ko) * 2000-10-30 2006-11-28 엘지전자 주식회사 아이와 큐 신호의 진폭오류를 자동 조정하는 디지털 변조장치 및 방법
JP2012070099A (ja) * 2010-09-21 2012-04-05 Toshiba Corp 電波受信装置及び信号分析方法

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