JPH11234352A - Fsk変調信号の復調回路及びこれを含む受信機 - Google Patents

Fsk変調信号の復調回路及びこれを含む受信機

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JPH11234352A
JPH11234352A JP10052927A JP5292798A JPH11234352A JP H11234352 A JPH11234352 A JP H11234352A JP 10052927 A JP10052927 A JP 10052927A JP 5292798 A JP5292798 A JP 5292798A JP H11234352 A JPH11234352 A JP H11234352A
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JP
Japan
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frequency
circuit
signal
pass filter
band
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JP10052927A
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Yuichi Ichikawa
裕一 市川
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Taiyo Yuden Co Ltd
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Taiyo Yuden Co Ltd
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  • Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 FSK変調信号を復調する時にはクォドラチ
ャ検波回路等が必要になり、回路構成が複雑になった。 【解決手段】 FSK変調信号のためのスーパーヘテロ
ダイン受信機の混合回路4の出力段に周波数によって遅
延時間が異なる遅延特性を有するバンドパスフィルタ6
を設ける。上記遅延特性はバンドパスフィルタ6の通過
帯域内で生じるようにする。FSK変調信号が周波数依
存の遅延特性を有するバンドパスフィルタ6を通過する
とAM信号となる。このAM信号をAM復調回路8で復
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、FSK(Frequen
cy Shift Keying )変調信号(周波数偏移変調)信
号の復調回路及びこれを含むスーパーヘテロダイン受信
機に関する。
【0002】
【従来の技術】FSK変調信号は例えば比較的狭い範囲
をサービスエリアとする特定小電力無線設備で使用され
ている。この無線設備の受信側はスーパーヘテロダイン
受信回路に構成される。スーパーヘテロダイン受信回路
でFSK変調信号を復調するために、周波数変換回路の
出力側に、クォドラチャ検波回路、フォスター・シーレ
ーの周波数弁別器、複同調周波数弁別器、又はマルチバ
イブレータを用いたディジタル周波数弁別器等が設けら
れる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のいずれ
のFSK検波回路(復調回路)も構成が複雑でコスト高
になった。また、同調回路を含む復調回路の場合には、
同調の調整が必要になり、復調回路が必然的にコスト高
になった。
【0004】そこで、本発明の目的は、FSK変調信号
の復調回路及びこれを含むスーパーヘテロダイン受信機
の構成を簡単にすることにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決し、上記
目的を達成するための本発明は、第1の周波数の区間
(波群)と第2の周波数の区間(波群)との組み合わせ
から成るFSK変調信号を第1の電圧レベルの区間と第
2の電圧レベルの区間との組み合わせから成る信号に復
調する回路であって、前記FSK変調信号を入力させる
ための入力端子と前記FSK変調信号の遅延信号を出力
する出力端子とを有し、前記第1の周波数の信号に対し
て第1の時間の遅延を与え、前記第2の周波数の信号に
対して第2の時間の遅延を与える遅延特性を有している
第1の回路と、前記第1の回路から得られた遅延信号の
振幅の大小に基づいて前記第1の電圧レベルの区間と前
記第2の電圧レベルの区間との組み合わせから成る信号
を形成する第2の回路とを備えているFSK変調信号の
復調回路に係わるものである。なお、請求項2に示すよ
うに、第2の回路を整流回路とローパスフィルタと波形
整形回路とで構成することが望ましい。また、請求項3
に示すように、第1の回路をバンドパスフィルタとする
ことが望ましい。また、請求項4に示すように、スーパ
ーヘテロダイン受信機において周波数変換回路の出力段
のバンドパスフィルタに請求項1の第1の回路の遅延特
性を持たせることができる。また、請求項5に示すよう
に、ASK(Amplitude Shift Keying )変調信号
を周波数変換し、これをバンドパスフィルタを通過させ
るように構成することができる。
【0006】
【発明の効果】各請求項の発明によれば、FSK変調信
号が第1の回路又はバンドパスフィルタによって振幅変
調された信号即ちAM信号に変換される。この振幅変調
された信号は比較的簡単なAM復調回路によって復調す
ることができる。従って、復調回路のコストの低減を図
ることができる。また、第1の回路、又は整流回路とロ
ーパスフィルタと波形整形回路とから成るAM復調回路
を同調回路を含まないように構成することができるの
で、復調回路の無調整化を図ることができる。また、請
求項5の発明によれば、同一の受信機でFSK変調信号
とASK変調信号との両方を受信することが可能にな
る。従って、受信機の使用範囲が広がる。また、FSK
とASKに共通の仕様で受信機を量産することによって
このコストの低減を図ることができる。
【0007】
【実施形態及び実施例】次に、図1〜図4を参照して本
発明の実施形態及び実施例を説明する。
【0008】
【実施例】図1は比較的狭い範囲(100〜200m内
程度)をサービスエリアとした小さい空中線電力(約1
0mW)の特定小電力無線設備であって、主としてデー
タを2値FSK変調(周波数偏移変調)方式で無線伝送
するシステムに使用するスーパーヘテロダイン受信機を
示す。この受信機は、アンテナが接続されるアンテナ端
子1と、バンドパスフィルタ(BPF)2と、高周波増
幅器3と、周波数変換回路を構成する混合回路4及び局
部発振回路5と、本発明に従う第1の回路としての群
(グループ)遅延特性を有する中間周波バンドパスフィ
ルタ6と、中間周波増幅器7と、本発明に従う第2の回
路としてのAM復調回路8とから成る。なお、AM復調
回路8はダイオード検波回路即ちダイオード整流回路9
とローパスフィルタ(低減通過フィルタ)10と波形整
形回路11とから成る。
【0009】次に各部を詳しく説明する。アンテナ端子
1に接続されたBPF2は、受信周波数帯域の信号を通
過させるものである。BPF2に接続された増幅器3は
高周波増幅器である。増幅器3と局部発振器5とに接続
された混合回路4は、増幅器3から供給された受信入力
信号の周波数と局部発振器回路5の局部発振周波数とを
混合し、ビートによって両入力周波数の差に対応する中
間周波数を得るものである。なお、局部発振器回路5は
PLL周波数シンセサイザを含み、種々の局部発振周波
数を発生する。
【0010】周波数変換回路を構成する混合回路4から
は、図4(B)に原理的に示す中間周波FSK変調信号
が得られる。図4(B)のFSK変調信号は、図4
(A)に示す論理の“1”と論理の“0”とから成る2
値の送信データに対応し、論理の“0”を示すt3 〜t
6 区間で第1の周波数f1 のキャリアの群となり、論理
の“1”を示すt0 〜t3 区間、t6 〜t10区間で第2
の周波数f2 のキャリアの群となる。
【0011】混合回路4に接続された群遅延特性を有す
るバンドパスフィルタ即ちBPF6は、図4(B)に示
す中間周波FSK変調信号を入力として図4(E)に示
すAM(振幅変調)信号を出力するものである。従っ
て、BPF6は、第1の周波数f1 及び第2の周波数f
2 を通過させる帯域を有すると共に周波数依存性を有す
る遅延特性を有する。具体的には、BPF6はセラミッ
クフィルタが構成されており、図2で特性線Aで示され
ている減衰特性(フィルタ特性)を有すると共に、特性
線Bで示す遅延特性を有する。図2においてBPF6の
特性線Aの通過帯域の最低周波数をfa 、最高周波数を
fb 、中心周波数をf0 とすれば、特性線Bの遅延時間
は最低周波数fa から中心周波数f0 に向かって徐々に
短くなり、また、中心周波数f0 から最高周波数fb に
向かって徐々に長くなっている。図2の周波数fa 〜f
0 間における周波数fと遅延時間Td との関係を原理的
に示すと図3になる。本実施例では中間周波FSK変調
信号の第1の周波数f1 及び第2の周波数f2 を図2及
び図3の周波数fa 〜f0 区間に配置している。なお、
図2の周波数f0 〜fb 区間に中間周波FSK変調信号
の第1の周波数f1 及び第2の周波数f2 を配置するこ
ともできる。この様にf0 〜fb の範囲に第1及び第2
の周波数f1 、f2 を配置した場合には、図3の場合と
逆の極性のデータが得られるが、データの内容は実質的
に同一である。
【0012】図4(B)のFSK変調信号が図2及び図
3の特性を有するBPF6に入力すると、この通過帯域
fa 〜fb 以外の周波数成分(ノイズ成分)が除去され
ると共に、FSK変調信号の遅延が生じる。FSK変調
信号の遅延は、図2の特性線B及び図3の特性線に示す
ように周波数依存性を有し、第1の周波数f1 の信号
(キャリア)の遅延時間は第1の遅延時間Td1となり、
第2の周波数f2 の信号(キャリア)の遅延時間は第1
の遅延時間Td1よりも短い第2の遅延時間Td2となる。
理解を容易にするためにFSK変調信号を第1の周波数
f1 の成分と第2の周波数f2 の成分とに分け、それぞ
れの遅延出力を示すと図4(C)(D)になる。図4
(B)のBPF6の入力のt0 時点以前のf1 成分、及
びt3 〜t6区間のf1 成分は、図4(C)に示すよう
にt2 時点以前とt5 〜t8 区間にシフトする。また、
図4(B)のt0 〜t3 区間のf2 成分及びt6 〜t9
区間のf2 成分は、図4(D)に示すようにt1 〜t4
区間、t7 〜t10区間にシフトする。f1 成分とf2 成
分のシフト量(遅延時間)に差があるので、t1 〜t2
区間及びt7 〜t8 区間で図4(C)のf1 成分出力と
図4(D)のf2 成分出力との重なり合い即ち合成が生
じる。これにより、図4(E)に示すBPF6の出力波
形に振幅変調部分が生じる。即ち、図4(E)のt1 〜
t2 区間、t7 〜t8 区間のキャリアの振幅が他の区間
のキャリアの振幅よりも大きくなる。また、図4(E)
のt4 〜t5 区間には、f1 成分とf2 成分との両方が
存在しなくなる。これにより、図4(E)のBPF6の
出力波形は、図4(A)のデータの振幅変調信号即ちA
M信号と見なすことができる。従って、図4(E)のB
PF6の出力即ちAM信号をAM復調回路で復調し、図
4(A)に示す送信データを再現させることが可能にな
る。
【0013】図1において中間周波増幅器7を介してB
PF6に接続されたAM復調回路8の整流回路9は、図
4(E)に示すのBPF6の出力をダイオードによって
全波又は半波整流する形式の周知のダイオード検波回路
である。整流回路9に接続されたLPF(ローパスフィ
ルタ)10は、整流回路9の出力の包絡線に相当する図
4(F)に示す信号を得るものである。要するにLPF
10は第1及び第2の周波数f1 、f2 の高周波のキャ
リアを除去し、図4(A)の第1の電圧レベルと第2の
電圧レベルとから成る2値のデータの振幅レベルの変化
に対応して変化する振幅情報を含む波形を形成するもの
である。LPF10に接続された波形整形回路11は周
知のヒステリシスを有する電圧比較器から成り、図4
(F)の波形を図4(G)の第1及び第2の電圧レベル
から成る方形波に整形する。即ち、波形整形回路11の
比較器は第1のトリガポイントレベルL1 と第2のトリ
ガポイントレベルL2 とを有し、t1 及びt7 時点に示
すように入力信号が第1のトリガポイントレベルL1 を
これよりも低い側から高い方に向かって横切った時に出
力が低レベル(第1のレベル)から高レベル(第2のレ
ベル)に転換し、t4 及びt10に示すように入力信号が
第2のトリガポイントレベルL2 をこれよりも高い側か
ら低い側に向かって横切った時に出力が高レベル(第2
のレベル)から低レベル(第1のレベル)に転換するよ
うに構成されている。波形整形回路11によって図4
(F)の波形を図4(G)に整形したものは図4(A)
の送信データに対応している。
【0014】上述から明らかなように本実施例の復調回
路及び受信機は次の効果を有する。 (1) 群遅延特性を有するBPF6でFSK変調信号
をAM信号に変換するので、整流回路9とLPF10と
波形整形回路11から成る簡単な復調回路8で復調信号
を得ることができ、復調回路のコストの低減を図ること
ができる。 (2) 群遅延特性をBPF6によって得るので、受信
機の構成を簡略化することができる。 (3) FSK変調信号をAM信号に変換して復調する
ので、同調回路が不要になり、復調回路の無調整化が可
能になる。 (4) 第1及び第2の遅延時間Td1、Td2を任意に変
えることができるので、変調速度の変化即ち図4の論理
の“1”及び“0”の区間の時間長の変化が生じても、
同一の群遅延特性を有するBPF6及びAM復調回路8
で復調することができる。 (5) 図2のfa 〜f0 区間を使用する時とf0 〜f
b 区間を使用する時とで極性反転の復調出力を得ること
ができる。従って、出力データの反転が容易になる。 (6) 図1の実施例の受信機によって帯域幅fa 〜f
b に収まるASK変調信号の受信が可能になる。従っ
て、同一の回路構成でFSK変調信号とASK変調信号
との両方を受信することができる。また、FSK受信機
とASK受信機を量産する時に両者を同一構成にしてコ
ストの低減を図ることができる。
【0015】
【変形例】本発明は上述の実施例に限定されるものでな
く、例えば次の変形が可能なものである。 (1) 群遅延特性をBPF6と別の専用の遅延回路又
は遅延素子で得ることもできる。また、第1の回路を遅
延時間が周波数に対して段階的に変化するように形成す
ることもできる。 (2) 第1及び第2の周波数変換回路のように複数段
の周波数変換回路を設け、最終段の後に本発明に従う第
1の回路即ち群遅延特性を有するBPF6に相当するも
のを設けることができる。 (3) AM復調回路8の構成を種々変形することがで
きる。例えば、図4(E)のt1 〜t2 区間、t7 〜t
8 区間の大振幅レベルのキャリアを検出し、この検出信
号をトリガとしてモノマルチバイブレータを動作させ、
図4(G)に示す方形波を復元させることもできる。ま
た、図4(F)のt1 時点、t7 時点でトリガ信号を作
り、これによってモノマルチバイブレータを動作させて
図4(G)の方形波を形成することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例の受信機を示すブロック図であ
る。
【図2】図1の群遅延特性を有するBPFの周波数と減
衰量及び遅延時間との関係を示す図である。
【図3】本発明に従う周波数と遅延時間との関係を示す
図である。
【図4】図1の受信機の動作を説明するための波形図で
ある。
【符号の説明】
6 群遅延特性を有する中間周波バンドパスフィルタ 8 AM復調回路

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 第1の周波数の区間と第2の周波数の区
    間との組み合わせから成るFSK変調信号を第1の電圧
    レベルの区間と第2の電圧レベルの区間との組み合わせ
    から成る信号に復調する回路であって、 前記FSK変調信号を入力させるための入力端子と前記
    FSK変調信号の遅延信号を出力する出力端子とを有
    し、前記第1の周波数の信号に対して第1の時間の遅延
    を与え、前記第2の周波数の信号に対して第2の時間の
    遅延を与える遅延特性を有している第1の回路と、 前記第1の回路から得られた遅延信号の振幅の大小に基
    づいて前記第1の電圧レベルの区間と前記第2の電圧レ
    ベルの区間との組み合わせから成る信号を形成する第2
    の回路とを備えていることを特徴とするFSK変調信号
    の復調回路。
  2. 【請求項2】 前記第2の回路は、 前記第1の回路に接続された整流回路と、 前記整流回路に接続されたローパスフィルタと、 前記ローパスフィルタに接続された波形整形回路とから
    成ることを特徴とする請求項1記載の復調回路。
  3. 【請求項3】 前記第1の回路は、前記第1の周波数及
    び前記第2の周波数を通過帯域に含むバンドパスフィル
    タであることを特徴とする請求項1記載の復調回路。
  4. 【請求項4】 少なくともFSK変調信号を受信するこ
    とができるスーパーヘテロダイン受信機であって、 FSK変調信号を周波数変換して第1の周波数の区間と
    第2の周波数の区間との組み合わせから成る中間周波F
    SK変調信号を出力することができる周波数変換回路
    と、 前記周波数変換回路に接続され且つ前記第1及び第2の
    周波数を通過帯域に含む帯域通過フィルタ特性を有する
    と共に前記第1の周波数の信号に対して第1の時間の遅
    延を与え、前記第2の周波数の信号に対して第2の時間
    の遅延を与える遅延特性を有するバンドパスフィルタ
    と、 前記バンドパスフィルタに接続された整流回路と、 前記整流回路に接続されたローパスフィルタと、 前記ローパスフィルタに接続された波形整形回路とを備
    えていることを特徴とするスーパーヘテロダイン受信
    機。
  5. 【請求項5】 前記周波数変換回路は前記FSK変調信
    号の周波数変換のみでなく、ASK変調信号を前記バン
    ドパスフィルタの通過帯域に収まる中間周波ASK変調
    信号に変換することができるように形成されていること
    を特徴とする請求項4記載のスーパーヘテロダイン受信
    機。
JP10052927A 1998-02-18 1998-02-18 Fsk変調信号の復調回路及びこれを含む受信機 Withdrawn JPH11234352A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190137466A (ko) * 2018-06-01 2019-12-11 한국과학기술원 무선 수신 장치

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20190137466A (ko) * 2018-06-01 2019-12-11 한국과학기술원 무선 수신 장치

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Effective date: 20050510