JPH11317716A - デジタルmpx信号復調器用の搬送波発生装置 - Google Patents

デジタルmpx信号復調器用の搬送波発生装置

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JPH11317716A
JPH11317716A JP11033554A JP3355499A JPH11317716A JP H11317716 A JPH11317716 A JP H11317716A JP 11033554 A JP11033554 A JP 11033554A JP 3355499 A JP3355499 A JP 3355499A JP H11317716 A JPH11317716 A JP H11317716A
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carrier
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pilot signal
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JP11033554A
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English (en)
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Martin Winterer
マーティン・ビンテラー
Carsten Noeske
カーステン・ネスケ
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TDK Micronas GmbH
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    • H03LAUTOMATIC CONTROL, STARTING, SYNCHRONISATION OR STABILISATION OF GENERATORS OF ELECTRONIC OSCILLATIONS OR PULSES
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    • H04H2201/13Aspects of broadcast communication characterised by the type of broadcast system radio data system/radio broadcast data system [RDS/RBDS]
    • HELECTRICITY
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  • Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)
  • Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)
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  • Stereo-Broadcasting Methods (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、少ない付加的な回路で任意のクロ
ックシステムが使用できる異なったMPX標準を処理す
るデジタル復調器を与えること目的とする。 【解決手段】 各パイロット信号にロックされてそれに
関連する第1の搬送波信号x1.1 を発生する第1の値割
当て装置15を含むパイロット信号PLL10と、このPL
L10に結合され、第1の搬送波信号x1.1 の周波数の2
倍である第2の搬送波信号x1.2 を発生する第2の値割
当て装置20と、MPX信号の標準方式mpx1にしたがって
開始値ioと第1、第2の補正値k1 ,k2 を与え、そ
の開始値ioはパイロット信号用のパイロット信号PL
L10の捕捉範囲を調節する制御装置60とを備え、第1、
第2の補正値k1 ,k2 は第1、第2の補正装置16,23
において第1、第2の搬送波信号x1.1 ,x1.2 のシス
テムに固有の位相偏差を補正することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はデジタルMPX信号復調
器用の搬送波発生装置に関する。
【0002】
【従来の技術】MPX信号はBTSC標準方式にしたが
って、VHF範囲の周波数変調ステレオ放送信号の送信
および、テレビジョン音響の送信に使用されている。音
響情報に加えて、MPX信号は、ARI識別、RDS情
報等の付加的な情報を含んでもよい(ARI=Automoti
ve Radio Information、RDS=Radio Data System
)。種々のMPX標準の周波数方式は僅かにのみ異な
っている。これらはベースバンドで、和信号R+L、和
信号を越えるパイロット信号、パイロット周波数の2倍
である抑圧された搬送波振幅変調された差信号L−Rを
含んでいる。差信号の上に、特に約パイロット周波数の
3倍である付加的な信号が存在する。個々のタイプの付
加的な情報の内容は、例えば、単側波帯変調により、ま
たは特にデジタル情報の場合は直角位相変調によりMP
X信号に挿入される。個々のMPX標準の区別がそれぞ
れのパイロット信号の周波数によって可能であり、これ
はBTSCテレビジョン標準方式にしたがったテレビジ
ョン信号の場合15.734kHz、FM無線の場合1
9kHzである。混合により行われる個々の信号成分の
復調では、正確な周波数と位相の搬送波信号は復調器で
与えられなければならず、それぞれのパイロット信号は
基準信号として動作する。デジタル復調ではデジタル搬
送波信号が使用され、サンプリング瞬間におけるその値
はアナログ搬送波信号の値に対応する。デジタル変調器
の1例が1997年3月22日刊行の“CAP 3540B,CAP 3541B-
Car Audio Processor Hardware ”と題し注文番号6251-
434-1PDのITT Semiconductorsのデータシートで見られ
る。復調器のモノリシック集積回路における処理クロッ
ク周波数がパイロット信号の周波数に固定される。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、でき
る限り付加的な回路を少なくし、デジタル搬送波信号の
クロック速度およびデジタル変調器のクロック速度がパ
イロット信号の周波数と独立し、したがって任意のクロ
ックシステムが使用されることのできる異なったMPX
標準方式の信号を処理するデジタル復調器を与えること
である。
【0004】
【課題を解決するための手段】この目的は、受信される
MPX標準方式にしたがって単一のパイロット信号PL
Lの捕捉範囲を電子的に切換え、搬送波発生装置のシス
テムに関する位相補正を行うことにより達成され、その
搬送波発生装置はパイロット信号PLLに結合されてい
る。
【0005】
【発明の実施の形態】本発明およびその好ましい実施形
態を以下添付図面を参照してより詳細に説明する。図1
はデジタルMPX信号受信機の典型的な機能ユニットを
示している。デジタル変調器Dは、クロック速度t1に
対応しているデータ速度でフロントエンドVからデジタ
ル化されたMPX信号mpx1を受信する。左/右信号
の分離、トーン制御、利得制御を行うためのデジタル復
調器Dに接続されている回路は図示されていない。
【0006】フロントエンドVは無線またはテレビジョ
ン受信機の一部である。無線またはテレビジョンチャン
ネルはアンテナAにより受信され、チューナTに供給さ
れ、チューナTはそれを中間周波数に変換する。周波数
変調された中間周波数信号はFM復調器DFにより復調
され、MPX信号MPXはしたがってベースバンドであ
る。デジタル化クロックtsにより制御されるアナログ
デジタル変換器ADはデジタルMPX信号mpx1を転
送し、これは図2、4を参照して詳細に説明するように
処理される。代わりに、デジタルFM復調器を使用する
ことができ、このデジタルFM復調器には既にデジタル
化されている中間周波数信号が与えられる。デジタル化
されたMPX信号mpx1のクロック速度t1は一般的
に、デジタル化クロックtsのパルス反復速度と同一で
あり、これはまたデジタル復調器Dのシステムクロック
c1として動作するか、またはそれに固定されている。
クロック発生はクロック発生器TGにより概略して示さ
れている。
【0007】図2の実施形態はデジタル化されたMPX
信号mpx1用の本発明にしたがった搬送波発生装置を
示している。クロック速度t1でフロントエンドVによ
り出力されるMPX信号mpx1はパイロット信号p1
を含んでおり、これはパイロット信号PLL手段10によ
り濾波される。MPX信号mpx1を与えられるミキサ
11はパイロット信号PLLの入力を形成する。ミキサの
出力はローパスフィルタ12により濾波され、制御装置13
に与えられ、これは線形、非線形、または混合された制
御特性を有する。既に伝達関数K(z)=kp +ki
(1+z-1)を有する簡単なPI制御装置が有効である
ことが証明されている。係数kp は比例成分を決定し、
係数ki は積分成分を決定する。制御装置13の出力値は
デジタル制御された発振器14のインクレメントikとし
て作用し、これはオーバーフロー累算器として設計され
ている。それぞれの出力値は位相値ψに対応し、この値
は第1の値割当て装置15の角度表17を経てミキサ11の第
2の入力に与えられる第1の搬送波信号x1.1の正弦
値または余弦値を形成する。位相値ψを補正するため、
値割当て装置15は補正装置16を含んでおり、この装置で
は制御装置60からの一定の補正値k1がモジュロ計算を
使用してそれぞれの位相値ψに加算されるか、またはそ
こから減算される。補正値k1は、例えばパイロット信
号p1に対する搬送波信号x1.1の直交性、デシメー
ション回路または遅延素子によって生じるパイロット信
号PLL10におけるシステムに固有の位相偏差を補正す
るために使用される。異なったパイロット信号周波数は
異なった補正値k1を必要とする。補正により、デジタ
ル制御された発振器14の出力値ψはオフセットなしでそ
れぞれのパイロット信号p1に対して正確に限定された
位相関係を有する。
【0008】現在知られているパイロット信号p1の基
準位相により、差信号L−Rの第2の搬送波信号x1.
2と、少なくとも1つの付加的な信号Zの第3の搬送波
信号x1.3が形成されることができる。和信号L+R
は関連するローパスフィルタを有する第1のデシメータ
19手段によりMPX信号mpx1から直接濾波され、端
子19.1で取出される。
【0009】第2のミキサ21で差信号L−Rを変換する
ための第2の搬送波信号x1.2は第2の値割当て装置
20において形成され、この第2の値割当て装置20はモジ
ュロ段を有し位相値ψが与えられている周波数乗算器22
と、任意選択的な第2の補正装置23と、角度表24とを含
んでいる。周波数乗算器22は周波数乗算値r=2により
位相値ψを乗算し、2πに対応する先の値範囲を保持す
るモジュロ段を有する。既にパイロット信号PLL10中
で補正が行われ、さらに位相エラーが補正される必要が
ないならば第2の補正装置23を省略することができる。
周波数乗算と補正の順序は相互に交換可能であるが変更
された補正値を必要とする。それは変更された補正値が
周波数乗算値rにより乗算されるからである。第2のミ
キサ21の出力はベースバンドの差信号L−Rを含んでお
り、これは関連するローパスフィルタを有する第2のデ
シメータ40手段により濾波され、この場合、出力クロッ
ク周波数tout はさらに減少されることができる。出力
41で与えられる差信号L−Rがマトリックス(図示せ
ず)において和信号L+Rと結合されるので、デシメー
タ19とデシメータ40は同一のフィルタ特性をもたなけれ
ばならない。
【0010】MPX信号mpx1が1以上の付加的な信
号を含むならば、関連する搬送波周波数は、通常パイロ
ット信号p1に固定される。付加的な信号は第3の値割
当て装置(30)により回復され、これは第3のミキサ31
用の第3の搬送波信号x1.3を形成する。第3の値割
当て装置の入力段はモジュロ段を有する周波数乗算器32
である。例えば、付加的な情報がパイロット信号周波数
の3倍に固定されたならば、周波数乗算値rは3であ
る。周波数乗算値rが制御装置60によりそれぞれのMP
X標準方式に予め設定されるならば、任意の付加的な情
報Zが選択されることができる。制御装置60の対応する
プログラミングが例えばバス61により行われる。第3の
値割当て装置30はさらに任意選択的な位相補正装置33と
値表34とを含んでおり、これによってそれぞれの正弦値
または余弦値が位相値ψに割当てられる。3つの値割当
て装置15、20、30の角度表17、24、34はそれぞれ読取り
専用メモリ(ROM)として構成される。第3のミキサ
31の出力はベースバンドにおける付加的な信号Zであ
り、これは関連するローパスフィルタを有する第3のデ
シメータ50により濾波され、端子51で得られる。
【0011】第3のパイロット信号周波数の付加的な情
報Zは直交位相変調された搬送波の位相即ちARI識別
および/またはデジタルRDS信号に関して異なった情
報を含んでいる。第3の補正装置33によって、または第
3の角度表34で正弦値から余弦値へ切換えることによっ
て、付加的な情報Zが対応する位相によりベースバンド
へ変換される。最も簡単なケースでは、この切換えは制
御装置60からの第3の補正信号k3によって行われる。
【0012】図2の実施形態の説明は、テレビジョン音
響から無線音響への所望の切換えが制御装置60からの簡
単な制御信号により実現されることを示している。
【0013】図3は、MPX信号mpx1の周波数方式
を示しており、これは周波数が100kHzから数MH
zまでの範囲の広い周波数範囲であるクロック信号t1
でサンプルされる。1本の線で示されているパイロット
信号p1は差信号L−Rの搬送波と、付加的な信号Zの
搬送波の周波数および位相を限定する。クロック速度t
1に割当てられるデジタル復調器Dにおける関連する搬
送波方式xは周波数方式の下に示され、パイロット信号
の第1の搬送波x1.1と、差信号L−Rの第2の搬送
波x1.2と、付加的な信号Zの第3の搬送波x1.3
を含んでいる。
【0014】図2の実施形態はクロック速度t1で搬送
波信号xを発生する。パイロット信号PLL10は15k
Hzまたは19kHzのパイロット信号p1だけに固定
される必要があるので、回路のこの部分の処理クロック
周波数の減少は適切である。しかしながら、関連するフ
ィルタを有するデシメータの使用によって、信号の更な
る遅延はパイロット信号PLLにおいて処理される。搬
送波信号に必要な正確な位相関係を考慮して、この遅延
は無視できる程度ではない。予め定められた補正値k
1、k2、k3により、システムに固有のグループ遅延
はクロック誘起遅延に加えてカバーされることができ
る。
【0015】図4は搬送波発生装置が最大限までデシメ
ータを使用する本発明の実施形態を示している。図2と
図4の回路との大きな類似性は容易に明白である。同一
の機能ユニットは同一の参照符号で示されているので、
基本的な説明を繰り返す必要はない。
【0016】図4の実施形態はフロントエンドVを示し
ており、これはクロック周波数t1で再度デジタルMP
X信号mpx1を与える。パイロット信号PLL10の信
号処理では、前述したようにクロック速度はかなり減少
されることができる。第1のデシメータ19.3はMPX信
号mpx1のクロック速度t1をもっと低いクロック速
度t2へ減少し、デシメートされたMPX信号mpx2
を形成する。低いクロック速度t2で動作する搬送波発
生装置の部分は図4では鎖線により境界を定められてい
る。クロック速度の減少は、粗い時間パターンを除いて
デジタル制御された発振器14の周波数と位相値ψに影響
しない。それにもかかわらず、位相値ψがデシメータ1
9.3の出力に関連し、第1および第2の搬送波信号x
1.2、x1.3がデシメータ19.3の入力に関連するの
で、位相値ψから第2および第3の搬送波信号x1.
2、x1.3を形成することは容易に可能ではない。デ
シメータ19.3の回路の信号遅延と、このデシメータのフ
ィルタのグループ遅延は付加的な位相偏差を生じる。し
かしながら、この付加的な位相偏差は第1の補正値k1
により補償されることができ、それによって位相値ψは
クロック速度t1を有するMPX信号mpx1に再度関
連する。
【0017】出力19.1における和信号L+Rのクロック
速度tout はデシメータ19.2のMPX信号mpx2をデ
シメートし濾波することにより得られる。2つのデシメ
ータ19.3と19.2は共に図2のデシメータ19に対応する。
【0018】図4の第2および第3の値割当て装置20、
30は図2の対応する値割当て装置と同一である。位相値
ψは第1の補正値k1によりデシメータ19.3の前のMP
X信号mpx1に関連されるので、同じものが第2、第
3の補正値k2、k3へ与えられる。出力クロックt
out に割当てられた出力41の差信号L−Rが和信号L+
Rと同一の位相関係を有するように、関連するデシメー
ション装置40.1、40.2は和信号の2つのデシメータ19.
3、19.2と同じ特性をもたなければならない。第2のミ
キサ21の出力はそれ故、2つの直列接続されたデシメー
タ40.2、40.1に供給され、これらは和信号L+Rの対応
するデシメータ19.3、19.2と同一である。付加的な信号
Zは別々に処理されるので、出力51におけるこの付加的
な信号Zのデシメータ50は他のデシメータと独立してい
る。付加的な信号Zの信号成分は非常に小さい周波数範
囲だけをカバーするので、デシメータ50のデシメーショ
ン係数は他のデシメータのデシメーション係数よりも高
い。
【0019】クロック速度の減少はフィルタ装置の回路
の複雑性を減少する。しかしながら、さらに低いクロッ
ク速度は個々の機能ユニットが多重モードで動作するこ
とを可能にするか、または少なくとも部分的な機能が適
切にプログラムされたプロセッサにより実行されること
を許容し、適切にプログラムされたプロセッサは、低い
クロック速度が十分な計算時間をこの目的で利用可能に
するので、高い処理速度の結果として背景で逐次的に個
々の部分的な機能を計算する。
【0020】図5はデシメートされたMPX信号mpx
2の周波数方式を示しており、そのクロック速度は第2
のクロックt2により決定されるが、個々の信号範囲の
周波数位置はMPX信号mpx1の周波数位置に一致し
ている。デジタル復調器Dの関連する搬送波方式xは、
第1の搬送波x2.1が低いクロック速度t2に割当て
られている点で図3の搬送波方式とは異なっている。2
つの他の搬送波x1.2とx1.3は高い第1のクロッ
ク速度t1に割当てられている。
【0021】図6はPI制御装置としての制御装置13を
やや詳細に示している。パイロット信号のローパスフィ
ルタ12の出力値tpは入力端子13.1に与えられる。処理
はその後、乗算器13.2を含む比例分岐路と、乗算器13.3
および累算器13.4を含む積分分岐路に分割されている。
2つの分岐路は加算器13.7により結合され、出力13.9
で、デジタル的に制御された発振器14を制御するための
インクレメント値ikを形成する。係数kp およびki
により、PI制御装置13のそれぞれの比例成分および積
分成分が決定される。端子13.10 に与えられた開始値i
0は累算器13.4の開始内容i0.1を予め限定するか、
または第2の加算器13.8により開始値i0.2として加
算器13.7の出力値ik* に加算される。累算器13.4は通
常、加算器13.5と記憶装置13.6からなる。
【0022】制御装置13の開始値i0を予め定めること
により、出力13.9のインクレメント値ikはその所望値
に近くなり、それによってパイロット信号PLL10は既
存のパイロット信号p1、p2に確実に固定され、別の
信号に固定されない。
【0023】モノラ−ル信号を含むがパイロット信号と
差信号を含まないMPX信号mpx1とmpx2とをデ
ジタル復調器Dが処理することを確実にするため、パイ
ロット信号検出器が設けられるべきである。これはパイ
ロット信号が存在しないときにデジタル復調器Dのステ
レオ信号処理をオフに切換える。このようにして、パイ
ロット信号PLLはランダム信号または雑音に固定され
るのを防止される。
【0024】図7は図2または図4の搬送波発生装置と
有効に結合されることのできるパイロット信号検出器70
の1実施形態を示している。関連するパイロット信号p
1、p2を有するそれぞれのMPX信号mpx1、mp
x2は入力71に与えられ、補正値k1qは入力72に与え
られ、位相値ψは入力73に与えられる。出力74は所望さ
れるパイロット検出器信号pdを与える。パイロット信
号検出器70は値割当て装置15.1を具備し、これはパイロ
ット信号PLL10の第1の値割当て装置15と同一であ
り、このような第1の値割当て装置は補正装置16.1と角
度表17.1を含んでいる。値割当て装置15.1の出力は、第
1の搬送波信号x1.1とx2.1に関して+/−90
度だけ位相がシフトされている搬送波信号xqを与え
る。この搬送波信号xqはミキサ75の一方の入力に与え
られ、その他方の入力は各MPX信号mpx1とmpx
2を受信する。搬送波信号xqの正確な位相は補正装置
16.1に与えられる補正信号k1qにより設定される。補
正値k1qはモジュロ数学を使用してそれぞれの位相値
ψに加算されるかそこから減算される。
【0025】したがって、パイロット信号p1、p2が
存在すると、ミキサ75は同一周波数および位相の信号、
即ちパイロット信号p1、p2を搬送波信号xqにより
乗算する。パイロット信号p1、p2が存在するとき、
ミキサ75の出力は例えばローパスフィルタ76により濾波
され、その後評価装置77へ供給される正の平均値を与
え、評価装置は例えばしきい検出器を含んでいる。評価
装置77の出力信号は所望のパイロット検出器信号pdで
ある。より複雑な決定基準がパイロット検出器信号pd
の形成に使用されるならば、評価回路77のしきい値決定
は加重動作により置換されることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】MPX信号受信機の主要な段のブロック図。
【図2】本発明の第1の実施形態のブロック図。
【図3】図2の実施形態のMPX周波数および搬送波方
式の説明図。
【図4】第2の実施形態のブロック図。
【図5】図4の実施形態のMPX周波数および搬送波方
式の説明図。
【図6】パイロット信号PLLのPI制御装置のブロッ
ク図。
【図7】便利なパイロット信号検出器のブロック図。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 カーステン・ネスケ ドイツ連邦共和国、デー−79108 フライ ブルク、ベルナー・シュトラーセ 21

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 任意のクロック信号にロックされ、異な
    った標準に割当てられ、フロントエンドにより与えられ
    る関連するパイロット信号を有するデジタルMPX信号
    のデジタル復調器用の搬送波発生装置において、 それぞれのパイロット信号にロックされ、パイロット信
    号に関連する第1の搬送波信号を発生する第1の値割当
    て装置を含むパイロット信号PLLと、 パイロット信号PLLに結合され、第1の搬送波信号の
    周波数の2倍である第2の搬送波信号を発生する第2の
    値割当て装置と、 MPX信号の標準方式にしたがって開始値と第1の補正
    値および/または第2の補正値を与え、開始値はパイロ
    ット信号用のパイロット信号PLLの捕捉範囲を調節す
    る制御装置とを具備し、第1および/または第2の補正
    値は第1の補正装置および/または第2の補正装置にお
    いて第1および/または第2の搬送波信号のシステムに
    固有の位相偏差を補正することを特徴とする搬送波発生
    装置。
  2. 【請求項2】 任意のクロック信号にロックされ、異な
    った標準に割当てられ、フロントエンドにより与えられ
    る関連するパイロット信号を有するデジタルMPX信号
    のデジタル復調器用の搬送波発生装置において、 デシメートされたパイロット信号を含みクロック速度が
    第2のクロック信号のクロック速度と同一であるデシメ
    ートされたMPX信号をMPX信号から発生するデシメ
    ータと、 それぞれのデシメートされたパイロット信号にロックさ
    れ、第1の値割当て装置がデシメートされた第1の搬送
    波信号を発生し、これはデシメートされた第1の搬送波
    信号と関連されているパイロット信号PLLと、 パイロット信号PLLに結合され、デシメートされた第
    1の搬送波信号の周波数の2倍である第2の搬送波信号
    を発生する第2の値割当て装置と、 MPX信号の標準方式にしたがって開始値と第1の補正
    値および/または第2の補正値を与え、開始値はデシメ
    ートされたパイロット信号のパイロット信号PLLの捕
    捉範囲を調節する制御装置とを具備し、第1および/ま
    たは第2の補正値は第1の補正装置および/または第2
    の補正装置においてデシメートされた第1の搬送波信号
    および/または第2の搬送波信号のシステムに固有の位
    相偏差を補正することを特徴とする搬送波発生装置。
  3. 【請求項3】 第3の値割当て装置はパイロット信号P
    LLに結合され、第3の搬送波信号を発生し、その周波
    数は周波数乗算器により予め定められた好ましくは整数
    のパイロット信号の周波数に対する比率に予めセットさ
    れるか、または制御装置からの周波数乗算値により任意
    に設定可能であることを特徴とする請求項1または2記
    載の搬送波発生装置。
  4. 【請求項4】 第3の値割当て装置の第3の補正装置は
    第3の搬送波信号のシステムに固有の位相偏差の補正
    と、限定された位相の設定の少なくとも1つを行い、制
    御装置から第3の値が供給されることを特徴とする請求
    項3記載の搬送波発生装置。
  5. 【請求項5】 位相値をそれぞれ補正するため、第1、
    第2および/または第3の補正値がモジュロ計算を使用
    する加算器または減算器を含んでいることを特徴とする
    請求項1乃至4のいずれか1項記載の搬送波発生装置。
  6. 【請求項6】 デジタル制御された発振器のインクレメ
    ント値を発生するため、開始値がパイロット信号PLL
    に含まれている制御装置に与えられ、累算器の開始内容
    として動作するか、または永久値として制御装置の出力
    値に加算、或いは減算されてインクレメント値を形成す
    ることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項記載
    の搬送波発生装置。
  7. 【請求項7】 搬送波発生装置がパイロット信号検出器
    を含んでおり、このパイロット信号検出器は、 乗算器と、 乗算器の出力に結合されているローパスフィルタと、 ローパスフィルタに後続し、パイロット検出器信号を出
    力する評価装置とを具備し、 前記乗算器は、第1の入力にMPX信号に与えられ、第
    2の入力に第1の搬送波信号に関して+/−90度位相
    シフトされた搬送波信号が与えられ、前記搬送波信号は
    さらに別の第1の値割当て装置により変更された第1の
    補正値を使用して形成され、前記さらに別の第1の値割
    当て装置は第1の値割当て装置と同一であることを特徴
    とする請求項1乃至6のいずれか1項記載の搬送波発生
    装置。
JP11033554A 1998-02-12 1999-02-12 デジタルmpx信号復調器用の搬送波発生装置 Pending JPH11317716A (ja)

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