JPS5835428B2 - 搬送波再生回路 - Google Patents

搬送波再生回路

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JPS5835428B2
JPS5835428B2 JP53164883A JP16488378A JPS5835428B2 JP S5835428 B2 JPS5835428 B2 JP S5835428B2 JP 53164883 A JP53164883 A JP 53164883A JP 16488378 A JP16488378 A JP 16488378A JP S5835428 B2 JPS5835428 B2 JP S5835428B2
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、位相同期回路(Phase−LockedL
oop、以下PLLと略記する)を含む位相変調波の搬
送波再生回路Iこ関し、特に疑似引込を除去できる搬送
波再生回路に関するものである。
N相位相変調波の搬送波再生回路には、種々の方式が知
られているが、多くの場合良好な再生搬送波を得る為に
、所謂PLLが用いられている。
この場合、しばしば問題となるのがPLLの疑似引込現
象(False Lock’)、すなわち、入力搬送波
周波数とは異なる周波数で制御ループが位相同期してし
まう現象である。
この疑似引込が起こると同期検波復調装置における基準
位相を与える再生搬送波の位相が基準値以外の値に固定
されるのでその基準値と疑似引込位相値との差に起因す
る周波数ビートが復調出力に重畳され、正常な復調動作
か不可能になる。
一般に、この疑似引込の原因は(1)ループ内の遅延時
間が無視し得ない場合と、(2)ループかサンプリング
制御系、若しくはそれと等価な事により起こる場合、と
に分けることができる。
多くの場合より大きな影響を与えるのは(2)に起因す
るものである。
(1)に起因する現象は、ループ内の遅延時間を十分小
さくすれば避けられる。
しかし、(2)に起因するものは、サンプリング制御さ
れていなくとも、N相位相変調波の場合には程度の差こ
そあれ必ず起こるもので、ループ利得を下げる等、PL
L特性の劣化をきたす様な方法でしか避けることが困難
である。
一旦、この疑似引込が起こると、それから抜けだすこと
ができないと云う意味で、搬送波再生ループの安定性は
著しく阻害される。
(2)に起因する現象は変調速度(サンプリング周波数
fs)に結びついた周波送オフセットで発生し、般に、
入力搬送波周波数(fo’)より士−fs(m。
n:整数、m/n:既約)だけはなれた周波数で疑似引
込が起こる。
この内、特にN相位相変調波に対しては±N f s
(m:正整数)の周波数オフセットの疑似引込が強く
、更にその内m=1の場合が最も強い。
従って正規引込範囲がこの両隣の疑似引込の影響をうけ
て、狭められたり、極端な場合には、引込範囲が逆転し
てしまったりする。
これは、多相化或は変調速度の遅い場合に顕著となり必
要な引込範囲がとれずループ設計が著しく阻害される。
このような疑似引込を避けるために、PLLの自動位相
制御(Automa tic Phase Contr
ol :APC)信号をビート検出器等で検出し、この
検出出力にて正規引込と疑似引込とを識別し、PLLの
電圧制御発振器(VCO’)に一定時間掃引電圧を与え
てやり、正規の同期状態に引込むよう制御する方式が考
えられる。
しかし、この方式は正規弓込時と疑似引込時とをAPC
信号の雑音レベルを検出して識別する為、入力位相変調
波が厳しい帯域制限(例えばロールオフ整形等)を受け
た多相変調波の場合には、パタンジッタが多く両者の弓
込時の雑音レベル差を識別することは困難である。
また、入力の信号対雑音比(C/N’)が悪い場合にも
、安定した検出が行えない。
更には、疑似引込の周波数オフセットの正負を判別でき
ない為、■COを制御する掃引信号は正負に渡り掃引し
てやらねばならず、引込時間が不必要に長くなり、また
掃引信号を発生する制御回路が複雑でその信頼性が問題
となっていた。
本発明の目的は、これうの問題を解決し厳しく帯域制限
された多相位相変調波からでも、十分安定な基準搬送波
が得られる搬送波再生回路を提供することにある。
本発明によれば、N(Nは2以上の整数)相位相変調さ
れた被変調搬送波を受ける入力端子と制御信号に応答し
て変化する発振周波数を有する■COと、被変調搬送波
と■COの出力とを位相比較する第1の位相比較器と、
この第1の位相比較器の出力をN逓倍するN逓倍器と、
このN逓倍器の出力の低周波成分を制御信号として■C
Oに供給するループフィルタと、■COの出力を前記被
変調搬送波と位相同期した無変調搬送波としてとり出す
出力端子とを含む搬送波再生回路において、前記被変調
搬送波に応答してその被変調波と同期したクロック信号
を生ずるクロック信号発生回路と、N逓倍器の出力とク
ロック信号とを位相比較する第2の位相比較器と、この
第2の位相比較器の出力の低周波成分を検、出し、■C
Oの発振周波数を制御する制御回路とを含むことを特徴
とする搬送波再生回路が得られる。
以下図面を参照して本発明の詳細な説明する。
第1図は従来のN(Nは2以上の整数)相位相変調波の
復調装置のブロック図である。
この復調装置における搬送波再生回路には、ベースバン
ドN逓倍方式が用いられている。
入力端子1に入力したN相位相変調波S1は、VCO1
03の出力S。
とこの出力Soを移相器120でπ/2だけ移相した信
号S′oとによって位相比較器100および100′に
て同期検波される。
この同期検波された信号はN逓倍器101にてN逓倍さ
れAPC信号5APOとなる。
APC信号5APOはループフィルタ102にて低域流
液された後、VCO103に帰還される。
VCO103はこの帰還された信号電圧に応答して発振
周波数を変化させ、その出力Soを位相比較器100お
よびπ/2移相器120に供給する。
また、位相比較器100および100′の出力は符号再
生回路121で符号再生され、クロック再生回路106
からのクロック信号5OLKにより読出され、復調出力
Sdとなり出力端子3および3′から出力される。
さらに、この復調装置ではPLL10の疑似引込を避け
るために、N逓倍器101の出力5APOをビート検出
器(たとえば包絡線検波器)にてビート検出している。
今PLL10が疑似引込状態にあると、(疑似引込の周
波数オフセラ))XN倍のビート電圧がAPC信号5A
PCに重畳され、これが雑音成分としてビート検出器1
04で検出される。
この検出はある閾値で正規引込時と疑似引込あるいは非
同期時とを識別することにより行なわれ、その結果は制
御回路105(たとえばパルス発生器、カウンタ、D/
A コンバータで構成)に供給される。
制御回路105はこの供給された信号に基づき対称三角
波等の制御信号を発生させ、その信号にてVCO103
の入力電圧を一定時間掃引する(文献特開昭48−48
056号公報参照)。
なお、一般のPLLl0を含む搬送波再生回路は位相比
較器と、ループフィルタと、■COとを含み、位相比較
器からのAPC信号により■COを制御しているが、こ
の機能に注目するのであれば第1図のPLL10はIF
信号N逓信方式あるいは逆変調方式等のものと置換えも
よい。
以上の様に従来の搬送波再生回路は疑似引込の回避する
のに、APC信号5APOの雑音レベルを検出して行な
っているので、前述したごとき欠点が生ずる。
第2図は本発明の実施例のブロック図であり、位相比較
器100りま省略しであるが第1図の搬送液再生回路に
相邑する。
第1図と同じ参照数字のブロックは第1図のそれらと同
じ機能を有する。
PLL10が±bだけ。
周波数オ、ヤツF、−c疑似引込を起こす、と、N逓倍
器101から出力されるAPC信号には、±fsなるク
ロック周波数成分が含まれる。
従って、このAPC信号5APOと、入力波Siからク
ロック再生回路106’(たとえばFloyd M、G
ardner著PhaselookTechnique
s、PPI 17−119.John Wi ley&
5ons社刊、1966)で抽出したクロック信号出力
5OLKとを位相比較器107で、位相比較し、その直
流成分を取出した出力Saには正規引込時、及び+fa
だけの周波数オフセットでの疑N 似引込時とで、夫々異なった電圧を検出することが出来
る。
クロック信号5OLKは第1図と同様にN逓倍器101
の出力から再生してもよい。
次に第2図の動作を計算式で示そう。
入力N相位相変調波si :Vi=Asin(ωi t
+o(t))但し ωi :搬送波角周波数 〆(t)二ベースバンド位相信号1 、Th(t)−Σ=a iU(t−1T)+$ai :
ベースバンドシンボル(O〜N−1)U(。
:変復調系インパルスレスポンス再生搬送波So :
Vo = Bs1n CQ)。
t+、u、1ω0=発振角周波数 APC信号5APO:VAPO=C:cos CNL句
t+N揮〕但し と切=ω、−ω0.単96(0−〆故
に、CLK信号とAPC信号との位相を調整してθ=O
又はπと選ぶ事により、信号Saには、正規引込時、及
び+4互での疑似引込の夫々に対−二ニΔニー してO及び士B stn (N△F〕の3値が対応し、
それらを識別することで、正負の極性まで含め、正規引
込と、疑似引込とを区別できる。
位相比較器107の、この出力Saは、制御回路108
内で3値識別が行なわれ、疑似引込時には正規のAPC
ループ10とは別に、制御回路108よりの制御信号S
eとしてVCO103に供給される。
制御信号Seに依り、強制的にVCO103の発振周波
数は正規引込側に変化させられ、疑似引込から脱却し正
規引込範囲に入る。
こうして実質的に正規引込範囲を拡げることができる。
第3図は、本発明の位相比較器107、制御回路108
の具体的な実施例である。
APC信号5APOと再生クロック信号5OLKはミキ
サーMIXERC位相比較されその出力は簡単なRCフ
ィルタ109でろ波され、直流増幅器110にて増幅さ
れる。
出力Saは正規引込時Oボルト、±5 −N−での疑似引込時士■ボルトとなる。
ダイオード×1,2からなる制御回路108は、正規引
込時、高インピーダンスとなり、通常の搬送波再生回路
に何らの影響を与えないが、疑似引込時には、ダイオー
ド×1又は×2が低インピーダンスとなりAPC信号に
あるバイアスを与える。
この人PC信号、9APOへのバイアスの極性を周期側
に選べばループは疑似引込から強制的にはずされ、かつ
同期側に振られて正規引込範囲を拡げられることになる
制御信号Seはループフィルタ102に入力されている
が、第2図のとと<VCO103に直接人力しても良い
本例は制御回路として最も簡単な一例を示したにすぎず
、他の変形は種々考えられる。
たとえば、更に確実な引込を期する為に、制御回路10
8に疑似引込時VCO103を制御する制御信号Scを
ループの時定数できまる時間以上保持する回路を追加し
て、正規同期範囲(ロックレンジまたはホールドインレ
ンジ)まで同期範囲を拡げることも可能である。
このように、疑似引込時のAPC信号5APCに現われ
るクロック成分と別に抽出したクロック信号5OLKと
の位相を比較しているので、検出が確実で多相化或は帯
域制限の厳しい変調波からでも実用上十分な識別感度を
持つ制御ループが得られる。
また、疑似引込の周波数オフセットの極性をも検出でき
るので、不要な方向の制限がなくなり引込時間を短縮す
ることができる。
更に、必要ならば、APC信号5APC或は、位相比較
出力Saをクロック信号5OLKでサンプリングするこ
とにより、識別感度を向上させることも可能である。
以上説明した様に、本発明は通常の搬送波再生回路に簡
単な回路を附加する事により、疑似引込状態を避は正規
引込幅を拡げることができ、しかも厳しい帯域制限下並
びに多相時更には入力信号対雑音比が悪い場合にも、十
分安定な再生機能を有するので、本来の搬送波再生回路
の設計の自由度が大幅に緩和されると云う利点かある。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の搬送波再生回路のブロック図、第2図は
本発明の実施例のブロック図、第3図は本発明の要部の
実施例の回路図である。 なお、図に於て、 Si・・・・・・入力N相位相変調波、sAP O・・
曲APC信号、So・・・・・・再生搬送波、5CLK
・・・・・・再生クロック信号、Sa・・・・・・位相
比較出力、Sc・・・・・・!11信号を示す。 また、°1・・・・・・変調波入力端子、2・・・・・
・再生搬送波出力端子、3 、3’・・・・・・データ
出力端子、10・・・・・・通常の搬送波再生用のPL
L。 1[)0,100’・・・・・・位相比較器、101・
・・・・・ベースバンドN逓倍器、102・・・・・・
ループフィルタ、103・・・・・・電圧制御発振器、
104・・・・・・ビート検出器、105・・・・・・
制御回路、106,106’・・・・・・クロック再生
回路、107・・・・・・位相比較器、108・・・・
・・制御回路、109・・・・・・RCフィルタ、11
0・・・・・・直流増幅器、120・・・・・・π/2
位相推移器、121・・・・・・符号再生回路を示す。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. I N(Nは2以上の整数)相位相変調された被変調
    搬送波を受ける入力端子と、制御信号に応答して変化す
    る発振周波数を有する電圧制御発振器と、前記被変調搬
    送波と前記電圧制御発振器の出力とを位相比較する第1
    の位相比較器と、この第1の位相比較器の出力をN逓倍
    するN逓倍器と、このN逓倍器の出力の低周波成分を前
    記制御信号として前記電圧制御発振器に供給するループ
    フィルタと、前記電圧制御発振器の出力を前記被変調搬
    送波と位相同期した無変調搬送波としてとり出す出力端
    子とを含む搬送波再生回路において、前記被変調搬送波
    に応答してその被変調波と同期したクロック信号を生ず
    るクロック信号発生回路と、前記N逓倍器の出力と前記
    クロック信号とを位相比較する第2の位相比較器と、こ
    の第2の位相比較器の出力の低周波成分を検出し前記電
    圧制御発振器の発振周波数を制御する制御回路とを含む
    ことを特徴とする搬送波再生回路。
JP53164883A 1978-12-27 1978-12-27 搬送波再生回路 Expired JPS5835428B2 (ja)

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