JPS5870606A - Digital demodulator for fm signal - Google Patents

Digital demodulator for fm signal

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JPS5870606A
JPS5870606A JP16519582A JP16519582A JPS5870606A JP S5870606 A JPS5870606 A JP S5870606A JP 16519582 A JP16519582 A JP 16519582A JP 16519582 A JP16519582 A JP 16519582A JP S5870606 A JPS5870606 A JP S5870606A
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signal
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demodulator
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acyclic
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 従来技術 本発明はJ特許請求の範囲第1項および第9項の上意概
念に記載のデジタル復調器忙関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PRIOR ART The present invention relates to a digital demodulator according to the subject concepts of claims 1 and 9.

ドイツ連邦共和国特許公開第3007907号公報から
既に、デジタル復調器を有するデジタル受信機が公知で
ある。しかしこの公報には、復調器の構成およびその動
作については記載されていない。従ってデジタル復調器
を構成する回路装置は公知でない。
A digital receiver with a digital demodulator is already known from DE 30 07 907 A1. However, this publication does not describe the configuration of the demodulator or its operation. Therefore, a circuit arrangement constituting a digital demodulator is not known.

本発明の効果 特許請求の範囲第1項および第9項に記載の特徴を有す
る本発明の、FM信号に対する復調器は、公知のデジタ
ル素子を用いて構成できるという利点を有する。更にデ
ジタル信号処理部は、結果を絶対的忙再現可能でありか
つ温度および老化には依存しないという利点を有する。
Effects of the Invention The demodulator for FM signals of the present invention having the features set forth in claims 1 and 9 has the advantage that it can be constructed using known digital elements. Furthermore, digital signal processing has the advantage that the results are absolutely reproducible and independent of temperature and aging.

補償の問題も生じない。更に、この種の回路装置を集積
可能に構成できる点も有利である。このことは殊に、コ
イルおよび大きな容量を使用しないということで可能に
なる。別の利点は、信号の分解能の精度が任意に選択で
きること並びに中間周波帯域幅を受信品質に依存して制
御できることである。というのは、このことはデジタル
信号またはデジタル語によって+簡単K 行な′うごと
ができるからである。
There is no issue of compensation. Furthermore, it is advantageous that this type of circuit device can be configured to be integrated. This is made possible in particular by not using coils and large capacitances. Another advantage is that the accuracy of the signal resolution can be selected arbitrarily and that the intermediate frequency bandwidth can be controlled depending on the reception quality. This is because this can be easily done with digital signals or digital words.

特許請求の範囲の実施態様項に記載の構成によって、特
許請求の範囲第1項および第9項に記載の復調器の有利
な実施例が可能である。ヒルベルト変換を、ずらされた
標本化および引続く補間によって近似的に行なうと特に
有利である。この構成によって、復調器は特別簡単に構
成できる。更に、非巡回形フィルタにより振幅調整部を
設けると有利である。この構成により、周波数偏移が高
い場合の復調器の正確な機能が改善される。
Advantageous embodiments of the demodulator according to the claims 1 and 9 are possible by means of the configurations described in the implementation section of the patent claims. It is particularly advantageous if the Hilbert transformation is performed approximately by offset sampling and subsequent interpolation. This configuration allows the demodulator to be constructed particularly simply. Furthermore, it is advantageous to provide the amplitude adjustment by means of an acyclic filter. This configuration improves the precise functioning of the demodulator in the case of high frequency deviations.

本発明の別の実施例において、デジタル形におけるF 
、M信号はその都度 5in−および cos関数と乗
算される。この形式の信号処理によって、補間回路を必
要とすることなく、非巡回形フィルタにより相互にヒル
ベルト変換された信号が得られる。このフィルタの使用
によって、乗算によって生じる、2倍の中間周波数を有
する成分が抑圧される。復調器の動作を改善するために
、その都度別のデジタル非巡回形フィルタな設けると有
利である。これによりそれぞれのフィルタに応じてデジ
タル信号の標本化速度が低減され、その結果コストの点
で有利な素子を使用することができるようになる。
In another embodiment of the invention, F in digital form
, M signals are each multiplied by 5in- and cos functions. This type of signal processing provides signals that are mutually Hilbert transformed by acyclic filters without the need for interpolation circuits. By using this filter, components with twice the intermediate frequency resulting from multiplication are suppressed. In order to improve the operation of the demodulator, it is advantageous to provide a separate digital acyclic filter in each case. This reduces the sampling rate of the digital signal depending on the respective filter, so that cost-effective components can be used.

非巡回形フィルタは有利にはシフトレジスタまたは状態
メモリであるRAMから構成されており、その際フィル
タの特性を決める係数が記憶素子に書込まれている。
The acyclic filter preferably consists of a RAM, which is a shift register or a state memory, in which the coefficients determining the characteristics of the filter are written in storage elements.

別の利点は、引続く図面を用いた実施例の説明との関連
において明らかにする。
Further advantages become clear in connection with the subsequent description of the exemplary embodiments with the aid of the drawings.

実施例の説明 次に本発・明を図示の実施例を用いて詳細に説明する。Description of examples Next, the present invention will be explained in detail using illustrated embodiments.

これから説明する復調器は特に、超短波−無線受信機の
中間周波信号を復調するのに適しており、その際中間周
波数は、10.7 MH2にあることから出発している
。復調器は、例えば搬送周波通信伝送に使用されるよう
に、別のFM−信号を復調するためにも適している。復
調器を安価に製造できるには、殊にデジタルモジュ、−
ルの集積密度および処理速度を考慮することが重要であ
る。従って復調器は、それぞれの部分系がその都度、系
において理論的に可能な極めて低い標本化周波数によっ
て作動できるように構成された。
The demodulator to be described is particularly suitable for demodulating intermediate frequency signals of very high frequency radio receivers, starting from an intermediate frequency of 10.7 MH2. The demodulator is also suitable for demodulating further FM signals, such as those used for example in carrier frequency communication transmissions. In order to manufacture demodulators at low cost, especially digital modules, -
It is important to consider file density and processing speed. The demodulator was therefore constructed in such a way that each subsystem can in each case operate with the very lowest sampling frequency theoretically possible in the system.

中間周波領域における周波数検出のために、簡単な計数
方法に従う零交さ弁別器は、高い計数周波数のため欠点
を有する。高いクロック周波数は一方において現在の技
術水準では高い損失電力を生ぜしめ、更にこの種のモジ
ュールは高価である。従って本発明の復調器では、瞬間
周波数の検出の精度に相応する時間軸の高い分解能は、
標本化速度を極めて高くしなければならないという理由
から実現されない。以下に説明する復調原理は、中間周
波信号をベースバンド領域にダウンコンバートしこれに
より復調器は、極めて低い作動周波数しか必要としない
ということから出発している。第1図は、デジタルFM
−復調器のブロック回路図である。復調ニジへの入力信
号はアナログでありかつ中間周波増幅6まで取出される
。この信号は、AD変換器55に供給される。AD変換
器55の出力側には1例えば8ビツトの長さを有するデ
ジタル語が現われる0このデジタル語は、乗算器56お
よび57に供給される。乗算器56において、標本化後
生じる搬送周波数f。と、cos関数との乗算が行なわ
れ、一方乗算器57においてsin関数との乗算が行な
われる。乗算器56および57はデジタルで動作する。
For frequency detection in the intermediate frequency range, zero-crossing discriminators following simple counting methods have the disadvantage of high counting frequencies. On the one hand, high clock frequencies lead to high power losses in the state of the art, and in addition, modules of this type are expensive. Therefore, in the demodulator of the present invention, the high resolution on the time axis corresponding to the accuracy of instantaneous frequency detection is as follows:
This is not possible because the sampling rate must be extremely high. The demodulation principle described below is based on the fact that the intermediate frequency signal is downconverted to the baseband range, so that the demodulator requires only a very low operating frequency. Figure 1 shows digital FM
- a block circuit diagram of the demodulator; The input signal to the demodulator is analog and is extracted up to the intermediate frequency amplification 6. This signal is supplied to AD converter 55. At the output of the AD converter 55 appears a digital word with a length of 1, for example 8 bits. This digital word is fed to multipliers 56 and 57. In multiplier 56, the resulting carrier frequency f after sampling. is multiplied by a cos function, and multiplier 57 multiplies by a sine function. Multipliers 56 and 57 operate digitally.

乗算器56には、デジタル低域フィルタ58が後置接続
されている。同様乗算器57にもデジタル低域フィルタ
59が後置接続されている。デジタル低域フィルタ58
には、例えば16ビツト長のデジタル語において16個
の並列接続されたフリップ・フロップによって構成する
ことができる遅延回路60が後置接続されている。同じ
く低域フィルタ59には、遅延回路61が後置接続され
ている。量子化雑音のため、フィルタの出力側ではフィ
ルタの入力側におけるよりも長いデジタル語が得られる
。乗算器62において遅延回路60の出力側におけるデ
ジタル語が、低域フィルタ59の出力側に生じるデジタ
ル語と乗算される。乗算器63において遅延回路61の
出力と、デジタルフィルタ58の出力とが乗算される。
A digital low-pass filter 58 is connected downstream of the multiplier 56 . A digital low-pass filter 59 is likewise connected downstream of the multiplier 57. Digital low pass filter 58
is followed by a delay circuit 60, which can be constructed, for example, by 16 parallel-connected flip-flops in a 16-bit digital word. Similarly, a delay circuit 61 is connected downstream of the low-pass filter 59. Due to quantization noise, a longer digital word is obtained at the output of the filter than at the input of the filter. In multiplier 62 the digital word at the output of delay circuit 60 is multiplied by the digital word occurring at the output of low-pass filter 59 . A multiplier 63 multiplies the output of the delay circuit 61 and the output of the digital filter 58.

乗算器63のデジタル出力値は、減算器64において、
乗算器62のデジタル出力値から減算される。減算器6
4には、arc −、sin表段が後置接続されている
The digital output value of the multiplier 63 is input to the subtracter 64 as
It is subtracted from the digital output value of multiplier 62. Subtractor 6
4 is followed by an arc-, sin table.

AD変換器55には、所定の搬送周波数を有すする周波
数変調信号が加わり、その際搬送周波数の帯域幅は中間
周波フィルタの通過特性曲線によって決められている。
A frequency modulated signal having a predetermined carrier frequency is applied to the AD converter 55, the bandwidth of the carrier frequency being determined by the pass characteristic curve of the intermediate frequency filter.

AD変換は等間隔の時間間隔において行なわれ、その際
AD変換器55は標本化周波数によってクロック制御さ
れる。標本周波数の最小値は、5hannonの標本化
定理によって決められ、その際中間周波信号の帯域幅が
基準となり、この帯域幅は実質的に、AD変換器55に
前置接続されているアナログ前置フィルタの帯域幅によ
って決、められている。
The AD conversion takes place at equidistant time intervals, with the AD converter 55 being clocked by the sampling frequency. The minimum value of the sampling frequency is determined by the 5hannon sampling theorem, with reference to the bandwidth of the intermediate frequency signal, which is substantially equal to It is determined by the filter bandwidth.

乗算器56において、AD変換器55の出力側に生じる
デジタル語がcos関数と乗算される。
In a multiplier 56, the digital word occurring at the output of the AD converter 55 is multiplied by a cos function.

このCo8関数は同じくデジタル形において供給されな
ければならない。この実施例において標本化は恣のよう
に1選択されている。即ちAD変換器55の後f0=f
A/4である新しい中間周波数が生じ、その際f。はA
D変換器55の出力側に生じる中心周波数であり、転は
標本化周波数である。一般的に、満足すべき標本化周波
数に対する条件を1、 fZFは標本化の前の中間周波数である。中間周波数が
例えば10’、7 MHzでありかつN=iが選択され
ると、上の式により8.56 M)IZの標本化周波数
が生じる。それからAD変換器の出力側に生じる新しい
中心周波数f0は、2,14 MHzである。標本化周
波数のこの選択に基づいて、cos関数の零交さ乃至極
大値の時点においてデジタル乗算が行なわれる。従って
乗算器56における乗算は専ら値+1.0および−1に
よって行なわれ、その結果乗算のため回路技術的には極
性反転を行なえさえすればよい。その他の場合乗算は正
確々時間にお層て行なわれなければならないので、と糺
により回路は著しく簡単化される。デジタル乗算器57
においてはsln関数との乗算が行なわれる。標本化周
波数を既述のように相応に選択することによって、乗算
は蕃+「f+じく値1.0および−1のみによって行な
えばよくなり、その結果この場合も単に極性反転のみが
実施される。ところで乗算器56および57の出力側に
おいて、ペースパンr信号の他K、2倍の搬送周波数を
含む別の項を有する。
This Co8 function must also be provided in digital form. In this example, one sampling is arbitrarily selected. That is, after the AD converter 55 f0=f
A new intermediate frequency arises which is A/4, with f. is A
This is the center frequency generated at the output side of the D converter 55, and the frequency is the sampling frequency. In general, the conditions for the sampling frequency to be satisfied are 1, where fZF is the intermediate frequency before sampling. If the intermediate frequency is, for example, 10', 7 MHz and N=i is chosen, the above equation yields a sampling frequency of 8.56 M)IZ. The new center frequency f0 then occurring at the output of the AD converter is 2.14 MHz. Based on this selection of the sampling frequency, digital multiplication is performed at the zero crossings or maxima of the cos function. Multiplications in multiplier 56 therefore take place exclusively with the values +1.0 and -1, so that in terms of circuit technology only a polarity inversion is necessary for the multiplications. In other cases, the multiplications must be carried out exactly in time, so that the circuit is considerably simplified. Digital multiplier 57
In , multiplication with the sln function is performed. By choosing the sampling frequency accordingly, as already mentioned, the multiplication only needs to be carried out with the values 1.0 and -1, so that in this case too only a polarity reversal is carried out. Incidentally, on the output side of multipliers 56 and 57, in addition to the pacepan r signal, there is another term including K and twice the carrier frequency.

引込前ぐ、デジタル低域フィルタ58およヒ59による
低域通過ろ波によって、2倍の搬送周波数を含む信号は
抑圧される。フィルタ58および59の出力信号は相互
にヒルベルト変換すしている。
Before the pull-in, signals containing twice the carrier frequency are suppressed by low-pass filtering by digital low-pass filters 58 and 59. The output signals of filters 58 and 59 are mutually Hilbert transformed.

低域フィルタの出力信号は、cos−乃至sin信号で
あり、その信号の変数は、有効信号の積分値な含む。即
ち搬送波Oを有するFM信号である。低域フィルタ58
の出力側には、が現われる。この場合△Ωは周波数偏移
でありかつVは−1乃至+1の範囲において1制御され
るディメンジョンのない有効信号である。このことから
例えば低域フィルタ58の出力信号はarc −cos
 −7fe成によ2て一義的に検出されない。というの
はVの積分値が変数領域±π/2を任意に越えるからで
ある。従って解は多義的である。
The output signal of the low-pass filter is a cosine to sin signal whose variables include the integral of the effective signal. That is, it is an FM signal having a carrier wave O. Low pass filter 58
appears on the output side of . In this case ΔΩ is the frequency deviation and V is the dimensionless effective signal controlled by 1 in the range -1 to +1. From this, for example, the output signal of the low-pass filter 58 is arc - cos
It is not uniquely detected due to -7fe formation. This is because the integral value of V arbitrarily exceeds the variable range ±π/2. Therefore, the solution is ambiguous.

従って変数の差形成は、変数が所定の範囲内にとゾまる
ように行なわれなければならない。
Therefore, the difference formation of variables must be performed so that the variables fall within a predetermined range.

このことは、次に示す演算によって行なうことができる
This can be done by the following calculation.

(k=1. 2.  ・・・) 十分に高い標本化周波数に対しては次のように簡略にす
ることができる。
(k=1.2....) For sufficiently high sampling frequencies, it can be simplified as follows.

1(T この簡略化の結果、低周波信号の直線歪だけが生じる(
弱い低域通過作用)が、それらは復調f企極めて容易に
補償することができる。
1(T) This simplification results in only linear distortion of low frequency signals (
weak low-pass effects), but they can be easily compensated for by demodulation f.

この関係を実現するために低域フィルタ59のデジタル
出力信号は、低域フィルタ58の出力信号の第1の先行
値と乗算される。従って遅延回路60は、低域フィルタ
58の出力信号を1クロツクだけ遅延するために用いら
れる。このことは、蓄積素子、例えば語長に相応するフ
リップ・フロッゾ連−鎖回路によって簡単に行なうこと
ができる。同じく低域フィルタ58の出力信号も乗算器
63によって、低域フィルタ59の出力信号の第1の先
行値と乗算される。
To achieve this relationship, the digital output signal of low-pass filter 59 is multiplied by a first preceding value of the output signal of low-pass filter 58. Therefore, delay circuit 60 is used to delay the output signal of low pass filter 58 by one clock. This can be done simply by means of a storage element, for example a flip-flop chain circuit, which corresponds to the word length. Similarly, the output signal of the low-pass filter 58 is multiplied by the first preceding value of the output signal of the low-pass filter 59 by a multiplier 63 .

そこで、乗算器62の出方側には次の信号が現われ、即
ち g(kT)= ’−(sinC」v(kT)−T)一方
乗算器63の出力側には、信号 g(kT)=ユ(−sin(鴫v(kT)−T)  ”
が現われる。
Therefore, the following signal appears on the output side of the multiplier 62, namely g(kT)='-(sinC'v(kT)-T), while the signal g(kT) appears on the output side of the multiplier 63. = Yu(-sin(鴫v(kT)-T)”
appears.

乗算器62および63の両川カ信号を減算δ64によっ
て減算した後、復調された出力信号がsin関数として
取出し可能である。その際減算器64の出力信号“は、
ユ5in(」・v”(kTIT)の形を有する。例えば
ROMに記憶されているarc −sin表によって、
arc −sin演算を行なって有効信号を一義的に得
ることができる。しかし一義的な結果を得るには、この
sin項の変数が−π/2と+π/2との間の範囲内に
とソまることが前提にあり、それによってarc −s
in演算から有効信号が一義的に得られる。この条件の
ため、下回ることが許されない号車の復調器標本周波数
が生じる。例えばラジオ放送において通例であるような
75 KHzの周波数偏移では、復調器部分の一最小標
本化周波数は300 KHzである。標本周波数を多少
大きめに、例えば500 KH2の範囲において選択す
ると有利である。ろ波後牛しる低い標本周波数に基づい
て、低域フィルタ58および59の出力側における標本
化速度を低減すると有利である。具体例は、後で挙げる
。同時に5hannonの標本化定理を満足するには、
低域フィルタの帯域幅は、1/2の標本化周波数を越え
てはならない。
After subtracting both signals of multipliers 62 and 63 by subtraction δ64, the demodulated output signal can be retrieved as a sin function. At this time, the output signal of the subtracter 64 is
It has the form of 5in(''・v''(kTIT).For example, by the arc-sin table stored in the ROM,
An effective signal can be uniquely obtained by performing an arc-sin operation. However, in order to obtain a unique result, it is assumed that the variable of this sin term falls within the range between −π/2 and +π/2, so that arc −s
A valid signal is uniquely obtained from the in operation. This condition results in a car demodulator sample frequency that is not allowed to fall below. For example, with a frequency shift of 75 KHz, as is customary in radio broadcasting, one minimum sampling frequency of the demodulator section is 300 KHz. It is advantageous to select the sampling frequency somewhat higher, for example in the range of 500 KH2. Due to the low sampling frequency after filtering, it is advantageous to reduce the sampling rate at the outputs of the low-pass filters 58 and 59. Specific examples will be given later. To simultaneously satisfy 5hannon's sampling theorem,
The bandwidth of the low-pass filter must not exceed 1/2 the sampling frequency.

アナログ混合部における周波数離調のため、復調器にお
いてデジタル同相成分が生じ、そこでこの同相成分を場
合に応じて同調の追従制御のために利用することができ
る( AFO)。
Due to the frequency detuning in the analog mixer, a digital in-phase component occurs in the demodulator, which can then optionally be used for tracking control of the tuning (AFO).

復調器の正確な機能のためには、FM信号の一定の振幅
が必要である。従って振幅変化はまず中間周波回路にお
けるアナログ調整増幅器によって調整されなければなら
ない。このようにしてのみAD変換器を最適に制御する
ことができる。例えばAM−ノイズとして現われる高速
の振幅変化は有利には、信号路における乗算器によって
デジタル的に調整される。必要な増幅係数に対する基準
は、低域フィルタ5日および59の出力信号から得られ
る。低域フィルタ58および59の出力信号の2乗の合
計値は、それぞれの標本時点に対して、瞬時振幅の2乗
に相応する。これによりそれぞれの標本値における振幅
の補正が可能である。従って乗算により生じる振幅歪は
、迅速に調整することができる。フィルタ58および5
9のようなデジタルフィルタの設計に関しての詳細は、
シュスラー著“デジタル・システム・ツーア・シグナル
フェアアルバイトラング(スデリンが一社、ベルリン、
ハイデルベルグ、ニューヨーク、1976年)に記載さ
れている。
A constant amplitude of the FM signal is required for correct functioning of the demodulator. Therefore, the amplitude changes must first be adjusted by an analog adjustment amplifier in the intermediate frequency circuit. Only in this way can the AD converter be optimally controlled. Fast amplitude changes, which appear, for example, as AM noise, are preferably adjusted digitally by a multiplier in the signal path. A reference for the required amplification factor is obtained from the output signal of the low pass filters 5 and 59. The sum of the squares of the output signals of the low-pass filters 58 and 59 corresponds to the square of the instantaneous amplitude for each sampling instant. This makes it possible to correct the amplitude of each sample value. The amplitude distortion caused by multiplication can therefore be quickly adjusted. Filters 58 and 5
For more information on designing digital filters like 9, see
Schussler, “Digital Systems Zur Signal Fair Part-time Job Lang” (Sderin, Berlin,
Heidelberg, New York, 1976).

非巡回形フィルタを使用することが望ましい。It is preferable to use an acyclic filter.

というのは非巡回形フィルタにより有利にも直線位相が
得られるからである。このことは、極めて一定な群遅延
時間に基づいて低周波信号の非直線歪が低減されかつス
テレオ−チャネル分離を著しく改善できるので極めて効
果的である。
This is because an acyclic filter advantageously provides a linear phase. This is very effective because, due to the very constant group delay time, the non-linear distortion of the low frequency signal is reduced and the stereo-channel separation can be significantly improved.

非巡回形フィルタは、次のようにしてしか低減すること
ができない高い乗算コストを必要とする。即ちそれは、
それぞれの部分系において標本化周波数を出来るだけ低
く選択しかつ付加的に出力側においてサブ標本化を行な
う。類似のことは、AD変換器に対しても当嵌る。中間
周波混合器におけるる波されていなめ出力信号を正確に
検出するた、めには、5hannonの標本化定理を使
用するとき、50 MHzのオーダにおける標本化周波
数が必要である。この値は、AD変換器に、中心周波数
が搬送層′波数にあるアナログ帯域通過フィルタを前置
接続すれば、著しく低減することができる。これは例え
ば1Q、’7M[(zにおける中間周波数である。この
帯域通過フィルタは一方において、有効信号が周波数領
域において顕著な位相歪を有しない程度の帯域幅である
べきである。他方においてその帯域幅は十分に小さく選
択されるので、AD変換器の標本化速度の効“果的な低
減が生じる。±75 KHzの周波数偏移を有する超短
疲無線受信に対して、例えば2 MHzの帯域幅が有利
である。この数値例を用いて、非巡回形フィルタを有す
るデジタル復調器の第2図のブロック回路図について説
明したい。
Acyclic filters require high multiplication costs that can only be reduced by: That is, it is
In each subsystem the sampling frequency is chosen as low as possible and additionally a subsampling is carried out on the output side. Similar considerations apply to AD converters. In order to accurately detect the waveformed output signal in the intermediate frequency mixer, a sampling frequency on the order of 50 MHz is required when using the 5hannon sampling theorem. This value can be significantly reduced if the AD converter is preceded by an analog bandpass filter whose center frequency is at the carrier layer' wave number. This is for example the intermediate frequency at 1Q,'7M[(z). This bandpass filter should, on the one hand, have such a bandwidth that the useful signal does not have significant phase distortion in the frequency domain; on the other hand, its The bandwidth is chosen small enough so that an effective reduction in the sampling rate of the AD converter occurs. For ultrashort fatigue radio reception with a frequency deviation of ±75 KHz, for example Bandwidth is advantageous.Using this numerical example, let us explain the block diagram of FIG. 2 of a digital demodulator with an acyclic filter.

帯域通過フィルタを有する図示されていない中間周波増
幅器に、AD変換器70が後置接続されており、AD変
換器の出力側には乗算器71および72が接続されてい
る。乗算器71において、COS関数とのデジタル乗算
が行なわれ、一方乗算器72においてsin関数とのデ
ジタル乗算が行々われる。AD変換器の標本化周波数の
適当な選択によって、回路技術的に極性反転のみを行な
えばよいようにすることができる。乗算器71には、非
巡回形フィルタ73が後置接続されており、フィルタの
出力信号はスイッチ75によって比較的低い周波数で標
本化される。スイッチ75に、別の非巡回形フィルタ7
7が後置接続されており、その出力嘲号はスイッチ79
を用いてもう一度標本化される。
An AD converter 70 is connected downstream of an intermediate frequency amplifier (not shown) with a bandpass filter, and multipliers 71 and 72 are connected to the output side of the AD converter. Multiplier 71 performs digital multiplication with a COS function, while multiplier 72 performs digital multiplication with a sine function. By appropriate selection of the sampling frequency of the AD converter, it is possible to make it possible to perform only a polarity reversal in terms of circuit technology. An acyclic filter 73 is connected downstream of the multiplier 71, the output signal of which is sampled at a relatively low frequency by a switch 75. Another acyclic filter 7 is connected to the switch 75.
7 is connected afterward, and its output signal is connected to switch 79.
sampled again using

スイッチ79は、スイッチ75よりも低い周波数で動作
する。この種のスイッチは技術的には、−例えばサブ標
本化係数4において一人カデータ列の第4の値のみがそ
の都度転送されるようにクロック制御されるレジスタに
よって構成される。スイッチ79の出力信号は、その都
度遅延回路81を介して1クロック時間だけ遅延される
Switch 79 operates at a lower frequency than switch 75. A switch of this type is technically constituted by a register which is clocked in such a way that only the fourth value of a single data string is transferred in each case, for example with a sub-sampling factor of 4. The output signal of switch 79 is each delayed by one clock time via delay circuit 81.

乗算器72の出力信号は同様に処理される。The output signal of multiplier 72 is processed in a similar manner.

乗算器72に、非巡回形フィルタ74が後置接続されて
おり、その出力信号はスイッチ76によって標本化され
る。スイッチ76には別の非巡回形フィルタ78が後置
接続されており、その出力信号はスイッチ80を介して
標本化される。スイッチ80のクロック周波数は、スイ
ッチ79のクロック周波数と同一である。スイッチ80
の出力信号は一方においてデジタル乗算器83の入力側
に供給され、他方において遅延回路82に供給される。
An acyclic filter 74 is connected downstream of the multiplier 72, the output signal of which is sampled by a switch 76. A further acyclic filter 78 is connected downstream of the switch 76, the output signal of which is sampled via a switch 80. The clock frequency of switch 80 is the same as the clock frequency of switch 79. switch 80
The output signal is fed on the one hand to the input side of the digital multiplier 83 and on the other hand to the delay circuit 82.

遅延回路は、スイッチ80の出ガ信号を1クロツクパル
スだけ遅延する。乗算器83の別の入力側は、遅延回路
81の出力信号が供給される。乗算器84の入力側には
一方においてスイッチ79の出力信号が供給され、他方
において遅延回路82の出力信号が供給される。乗算器
84の出力信号は、デジタル減算回路において乗算器8
3の出力信号から減算される。減算回路85にはこ\で
もarc−5in−表設86を後置接続することができ
る。
The delay circuit delays the output signal of switch 80 by one clock pulse. Another input side of the multiplier 83 is supplied with the output signal of the delay circuit 81. The input side of the multiplier 84 is supplied with the output signal of the switch 79 on one side and the output signal of the delay circuit 82 on the other side. The output signal of the multiplier 84 is sent to the multiplier 8 in the digital subtraction circuit.
is subtracted from the output signal of 3. The subtraction circuit 85 can also be connected afterward with an arc-5in surface 86.

クロック発生器67は、AD変換器70に対してクロッ
ク周波数を供給する。クロック発生器67には、クロッ
ク周波数をスイッチ75および76に対して供給する1
:4分周器68が接続されている。分周器68の出力側
には、クロック信号を今一度1/4に分周する別の分周
器69が後置接続されている。分周器69の出力信号は
、スイッチ79および80を制御するために用いられる
Clock generator 67 supplies a clock frequency to AD converter 70 . Clock generator 67 includes a clock generator 1 that supplies a clock frequency to switches 75 and 76.
: A 4-frequency divider 68 is connected. A further frequency divider 69 is connected downstream to the output of the frequency divider 68, which divides the clock signal once again by 1/4. The output signal of frequency divider 69 is used to control switches 79 and 80.

この回路装置の動作を、第6図乃至第6a図〜第6c図
に基づいて詳しく説明する。第4図および第5図には、
デジタル信号値が、縦座標において振幅として図示され
ている。
The operation of this circuit device will be explained in detail with reference to FIGS. 6 to 6a to 6c. In Figures 4 and 5,
Digital signal values are illustrated as amplitudes on the ordinate.

AD変換器70によって入力信号は、標本化定理を満足
する程度において出来るだけ低い標本化周波数で標本化
されるべきである。更にクロック発生器67は、AD変
換器70の前のアナログ帯域通過フィルタの帯域幅の少
なくとも2倍の値の周波数を有する信号を発生しなけれ
ばならない。別の条件として考慮されなければならない
のは、標本化によって元の中間周波数1d号が一層低い
中間周波位置fQに変換され、その際乗算器71および
72の簡単な構成のために中間周波数は標本化周波数の
174を有すべきである点である。標本化周波数に対し
て例えば入力中間周波数の475である周波数を選択す
ればこのことを行なうことができる。先行の中間周波フ
ィルタの帯域幅が例えば’l MHzでかつ中間周波数
が10.7 MHzであれば適当な標本化周波数は例え
ば8.56 MH2である。その際上記?式に基づいて
、標本化周波数の174にある一層低い中−1周波位置
が生じ、その結果その低い中間周波位置は、2.14 
MH2である。
The input signal should be sampled by the AD converter 70 at a sampling frequency as low as possible while still satisfying the sampling theorem. Furthermore, the clock generator 67 must generate a signal with a frequency that is at least twice the bandwidth of the analog bandpass filter before the AD converter 70. Another condition that must be taken into account is that the original intermediate frequency 1d is converted into a lower intermediate frequency position fQ by sampling, and because of the simple construction of the multipliers 71 and 72, the intermediate frequency is The point is that it should have a frequency of 174. This can be done by choosing a frequency for the sampling frequency that is, for example, 475 of the input intermediate frequency. If the bandwidth of the preceding intermediate frequency filter is, for example, 1 MHz and the intermediate frequency is 10.7 MHz, a suitable sampling frequency is, for example, 8.56 MH2. In that case, the above? Based on the formula, a lower intermediate frequency position at 174 of the sampling frequency occurs, so that the lower intermediate frequency position is 2.14
It is MH2.

第3図a)が示すように、殊に2.14MHzの搬送周
波数において新しいFM−スペクトルが生じ、その際こ
のデジタルスペクトルはアナログ前置フィルタに従って
2 MHzの帯域幅を有する。その際乗算器71および
72による直交復調後ベースバンド信号の他に第、3図
すに示すようにそれぞれ、2倍の搬送周波数を中心とし
たスペクトルが生じる。2.14 MHzの搬送周波数
において、これは4.28 MHzである。この付加的
なスペクトルは、非巡回形フィルタ73および74によ
つ−て抑圧され−る。この非巡回形フィルタの周波数特
性はこ第3図すに破線で示されている。低域フィルタ7
3および74の出力信号の事大周波数が大体i MHz
であるので、低域フィルタの出力側における標本化周波
数は1/4に低減することができる。従ってスイッチ7
5および76は低域フィルタ73およびT4の出力信号
を、約2.14 MHzの周波数によって標本化する。
As FIG. 3a) shows, a new FM spectrum arises, in particular at a carrier frequency of 2.14 MHz, with this digital spectrum having a bandwidth of 2 MHz according to the analog prefilter. At this time, in addition to the baseband signals after orthogonal demodulation by the multipliers 71 and 72, spectra centering on twice the carrier frequency are generated, as shown in FIG. 3, respectively. At a carrier frequency of 2.14 MHz, this is 4.28 MHz. This additional spectrum is suppressed by acyclic filters 73 and 74. The frequency characteristics of this acyclic filter are shown by broken lines in FIG. Low pass filter 7
The maximum frequency of the output signals of 3 and 74 is approximately i MHz.
Therefore, the sampling frequency at the output side of the low-pass filter can be reduced to 1/4. Therefore switch 7
5 and 76 sample the output signal of low pass filter 73 and T4 by a frequency of approximately 2.14 MHz.

この過程は、後置接続される選択性狭帯域′ろ波に対す
るコストが著しく低減される点で重要である。即ちこの
ことを、低域フィルタ73および74ど一緒に行なうも
のとすれば、そこでは4倍の標本化周波数が生じるので
フィルタ係数は後置接続されるフィルタに比して係数4
だけ高いことになる。非巡回形フィルタ77および78
は、l MHzの幅のベースパンrから、超短波−無線
にお馳で帯域幅が約150KH2に制限されている有効
信号をろ波するために甲いられる。これら低域フィルタ
の゛特性は、第3図Cに図示されている。即ち必要な最
小の標本化周波数は、3 Q Q KHz近傍にある。
This process is important in that the cost for downstream selective narrowband filtering is significantly reduced. That is, if this were to be done together with the low-pass filters 73 and 74, the sampling frequency would be four times as high there, so the filter coefficients would be four times as large as in the filters that follow.
It will be more expensive. Acyclic filters 77 and 78
is used to filter the useful signal from a basepan r of 1 MHz width to very high frequency radio waves whose bandwidth is limited to about 150 KH2. The characteristics of these low pass filters are illustrated in FIG. 3C. That is, the minimum required sampling frequency is around 3 Q Q KHz.

この値は、第1図の回路装置においてarc −sin
演算の一義性に対して必要であった最小の標本化周波数
にも大体相応する。具体的な実施例においてスイッチ7
9および80に対する標本化周波数は535 KHzに
よって決められた。この信号の引続く処理は、乗算器8
3および84並びに減算器85を介して行なわれ、その
際第1図に基づいて既に説明した同じ過程が行なわれる
This value is equal to arc −sin in the circuit arrangement of FIG.
It also roughly corresponds to the minimum sampling frequency that was necessary for the unambiguousness of the operation. In a specific embodiment, switch 7
The sampling frequency for 9 and 80 was determined by 535 KHz. Subsequent processing of this signal is carried out by multiplier 8
3 and 84 as well as subtractor 85, the same process as already described with reference to FIG. 1 taking place.

−これまで説明して弾た回路装置で重要なのは、第2の
非巡回性フイ・ルタ対の構成であり、詳細は上記の文献
に記載されている。第6図すかられかるように、第1の
低域フィルタの側縁の勾配は実質的にベースバントとそ
れに続くバンドとの間の間隔によって決められている。
- What is important in the circuit arrangement described so far is the construction of the second acyclic filter pair, the details of which are described in the above-mentioned documents. As can be seen in FIG. 6, the slope of the side edges of the first low pass filter is substantially determined by the spacing between the base band and the following band.

更に設計に対する基準となるのは、予測される遮断減衰
である。第1の非巡回形低域ジイルタにおいて、2.1
4MHzの周波数の場合6 dB−遮断周波数を選択し
かつその際フィルタを、変形されたフーリエ近似法によ
り計算すると、例えば65 ((Bの遮断減衰において
フィルタ係数18が生じ、その際fA/4を中心にした
ナイキスト縁のためすべての係数の半分が零に々ろ。更
に非巡回形フィルタの直線位相のためフィルタ係数は対
毎に等しい。全体として、デジタルろ波に対してそれぞ
れ5回の乗算が行なわれるので、その結果それぞれの乗
算に対してフィルタの出力側−標本化周波数の約115
が使用される。
A further criterion for the design is the expected cut-off damping. In the first acyclic low-pass diverter, 2.1
For a frequency of 4 MHz, if we choose a cutoff frequency of 6 dB and then calculate the filter using a modified Fourier approximation, then for example 65 Due to the centered Nyquist edge, half of all coefficients are zero. Furthermore, due to the linear phase of the acyclic filter, the filter coefficients are equal pairwise. In total, 5 multiplications each for the digital filter. is carried out, so that for each multiplication the output side of the filter - about 115 of the sampling frequency
is used.

この回路装置における主要なコストは、低域フィルタ3
および4および95および96に完全に相応する低域フ
ィルタ対77および78にある。この系は、2.14 
MHzの入力側標本化周波数によって動作する。CO5
−ロール−オフー個縁を有する周波数経過が所望される
フィルタの設計において、計算のために同じく変形され
たフーリエ近似が使用された。81] KHzの6dB
−通過周波数において係数38のフィルりが生じる。こ
の場合左右対称の係数を立てると、2.14MHzのク
ロック周波数におけるクロック暗唱1の間その都度19
回の乗算が実施される。
The main cost in this circuit arrangement is the low-pass filter 3
and in low-pass filter pairs 77 and 78, which correspond completely to 4 and 95 and 96. This system is 2.14
It operates with an input sampling frequency of MHz. CO5
In the design of filters in which a frequency profile with roll-off edges is desired, a modified Fourier approximation was also used for calculations. 81] 6dB of KHz
- A fill of a factor of 38 occurs at the pass frequency. In this case, if we establish a symmetrical coefficient, then during clock recitation 1 at a clock frequency of 2.14 MHz, 19
Multiplications are performed.

そのための構成として、乗算器および加算器に代わって
成る量の固定値メモリおよび累算器が使用される、所謂
”離散形算術”(verteilteAr i thm
e t ik )の方法が挙げられる。
The configuration for this purpose is the so-called "discrete arithmetic" (discrete arithmetic), where instead of multipliers and adders, fixed-value memories and accumulators are used.
et ik) method.

第4図は、AD変換器70の出力側にデジタル語の形に
おいて現われるデジタルFM−信号を示す。第5図には
、乗算器71の出力信号が図示されている。こ\で既に
ベースバンドへの変換がわか゛る。第6a図乃至第6c
図は、減算器85の出力側に牟じる種々の出力信号を示
す。
FIG. 4 shows the digital FM signal appearing in the form of digital words at the output of the AD converter 70. In FIG. 5, the output signal of multiplier 71 is illustrated. Here you can already see the conversion to baseband. Figures 6a to 6c
The figure shows various output signals at the output of the subtractor 85.

その際第6a図は、搬送波の過変調の際に出力側に現わ
れるような出力信号を示す。第6b図には、周波数離調
の際復調器の出力側に現われる出力信号が示されている
。場合に応じて自動周波数追従制御のために使用される
同相成分が明らかにわかる。第6C図には、FM−帯域
制限された低周波信号が図示されている。
FIG. 6a then shows the output signal as it appears at the output during overmodulation of the carrier wave. FIG. 6b shows the output signal present at the output of the demodulator during frequency detuning. The in-phase component, which is optionally used for automatic frequency tracking control, is clearly visible. FIG. 6C shows an FM-band limited low frequency signal.

第7図は、第2図におけるブロック図の復調器の具体的
な実施例を示す。入力信号は、AD変換器8Bに達し、
その出力信号はFROM 39および90に供給される
。FROM 89の出力側はAND素子チェーン回路9
1の入力側に達し、一方FROM 9 、Qの出力側は
、AND素子チェーン回路92の入力111+1に導び
かれている。AND素子チェーン回路91の出力側は、
非巡回形フィルタ93に通じている。この非巡回形フィ
ルタ93の出力側は、別の非巡回形フィルタ95の入力
側に導かれている。非巡回形フィルタ95の出力側は、
第2図に図示の遅延回路81およびデジタル乗算器84
に導かれている。AND素子チェーン回路92の出力側
疋は、非巡回形フィルタ94が接続されている。このフ
ィルタの出力側は、非巡回形フィルタ96の入力側に導
かれている。非巡回形フィルタ96の出力側は、一方に
おいて第2ゾに図示の遅延回路82および乗算器83の
入力側−に導かれている。クロック発生器97はクロッ
ク信号を、AD変換器88、低域フィルタ94および低
域フィルタ93に供給する。分周器98はクロック発生
器97に接続されておりかつクロック周波数を1/2に
する。分周器98の出力側は、AND素子チェーン回路
92の別の入力側およびインバータ100を介してAN
D素子チェーン回路91の別の入力側に導かれている。
FIG. 7 shows a specific embodiment of the demodulator of the block diagram in FIG. The input signal reaches the AD converter 8B,
Its output signal is provided to FROM 39 and 90. The output side of FROM 89 is AND element chain circuit 9
1, while the output side of FROM 9 ,Q is led to the input 111+1 of the AND element chain circuit 92. The output side of the AND element chain circuit 91 is
It communicates with an acyclic filter 93 . The output side of this acyclic filter 93 is led to the input side of another acyclic filter 95. The output side of the acyclic filter 95 is
Delay circuit 81 and digital multiplier 84 shown in FIG.
guided by. An acyclic filter 94 is connected to the output side of the AND element chain circuit 92. The output side of this filter is led to the input side of an acyclic filter 96. The output side of the acyclic filter 96 is led on the one hand to the input side of the delay circuit 82 and the multiplier 83 shown in the figure. Clock generator 97 supplies clock signals to AD converter 88 , low pass filter 94 and low pass filter 93 . A frequency divider 98 is connected to the clock generator 97 and reduces the clock frequency to 1/2. The output side of the frequency divider 98 is connected to another input side of the AND element chain circuit 92 and an inverter 100.
It is led to another input side of the D-element chain circuit 91.

更に、分周器98には、同様周一波数を1/2に分周す
る分周器99が後置接続されている。分周器99の出力
側は、PROM 89および90のそれぞれのクロック
入力側に導かれている。更にクロック発生器97の出力
側は、−クロック周波数をl/4にする分周器101に
導かれている。分周器101の出力信号によって、非巡
回形フィルタ93および94の出力側および非巡回形フ
ィルタ95および96の入力側がクロック制御される。
Furthermore, a frequency divider 99 is connected downstream of the frequency divider 98, which similarly divides the frequency of one wave number into 1/2. The output of frequency divider 99 is led to the respective clock inputs of PROMs 89 and 90. Furthermore, the output side of the clock generator 97 is led to a frequency divider 101 which reduces the clock frequency to 1/4. By the output signal of frequency divider 101, the output sides of acyclic filters 93 and 94 and the input sides of acyclic filters 95 and 96 are clock-controlled.

分周器101の出力側には、別の分周器102が接続さ
れている。同じく4分割するこの分周器102の出力信
号によって非巡回形フィルタ95および96の出力信号
がクロック制御される。
Another frequency divider 102 is connected to the output side of the frequency divider 101. The output signals of acyclic filters 95 and 96 are clock-controlled by the output signal of this frequency divider 102, which also divides the frequency into four.

この回路装置は、第2図のブロック図の簡単に構成可能
な実施例である。クロック発生器97は例えば、AD変
換器の入力側に、10.7MHzの中心周波数および2
MHzの帯域幅を有する信号が加わったとき、8.56
 MHzの周波数において振動する。AD変換後デジタ
ル信号はPROM 89および90の入力側に供給され
る。
This circuit arrangement is an easily configurable embodiment of the block diagram of FIG. For example, the clock generator 97 has a center frequency of 10.7 MHz and a frequency of 2.
When a signal with a bandwidth of MHz is added, 8.56
It vibrates at a frequency of MHz. The digital signals after AD conversion are supplied to the input sides of PROMs 89 and 90.

FROMは、入力側に加わるデジタル語ヲクロック入力
側における信号に依存して、変えずにそのま\出力側に
送る力1または反転してデジタル語を出力側に転送する
ために用いられる。2つの分周器98および99によっ
て1/4VC分周することによって、FROMの入力側
に加わるデジタル語は4番目毎に反転されるように作用
する。
A FROM is used to transfer a digital word to the output side unchanged or inverted, depending on the signal at the input side to clock the digital word applied to the input side. The 1/4 VC frequency division by the two frequency dividers 98 and 99 serves to invert every fourth digital word applied to the input side of the FROM.

この構成により、cos関数との乗算乃至sin関数と
の乗算が省略され、その都度cos関数およびS1n関
数の極大値1および−1乃至零交さ点におけるデータ語
が生じるようにできる。即ちAND素子チェーン回路9
1の出力側におけるデシタル信号は、AD変換器881
Cおける出力信号に相応するが、その際信号列はそれぞ
JrL、1.0、−1.0・・・によって乗算されてい
る。
With this configuration, multiplication with the cos function or multiplication with the sine function can be omitted, and data words at the maximum values 1 and -1 of the cos function and the S1n function and the zero crossing points are generated in each case. That is, AND element chain circuit 9
The digital signal on the output side of 1 is sent to the AD converter 881
C, but the signal sequences are each multiplied by JrL, 1.0, -1.0, . . . .

ANU素子チェーン回路92の出力側には、AD変換器
88の出力側の信号列が現われるが、その際この信号は
、信号列0.1.0、−1・・・によって乗算されてい
る。このようにして、クロック周波数が高い場合に比較
的高価につく乗算器が省略される。非巡回形フィルタ9
3乃至96に対する実施例は後で説明する。
At the output of the ANU element chain circuit 92, the signal train from the output of the AD converter 88 appears, this signal having been multiplied by the signal train 0.1.0, -1, . . . . In this way, multipliers, which are relatively expensive at high clock frequencies, are omitted. Acyclic filter 9
Examples for numbers 3 to 96 will be described later.

多少異なった形式の標本化を使用すれば、フィルタ73
および74乃至フィルタ93および94を完全に省略す
ることができる。この場合AD変換器88の標本化周波
数の174で作動され(fA2=fA/4)かつ更に標
本化がT2/4だけずれて行なわれる2つのAD変換器
が必要である。この原理に基〈実施例のブロック回路図
が、第8図に図示されている。中間周波増幅器の出力信
号は一方においてAD変換器1に導かれかつ他方におい
てAD変換器2に導かれている。AD変換器1の標本化
は、AD変換器2に比してT2/4だけ位相をずらして
行なわれる。
Using a somewhat different form of sampling, filter 73
and 74 to filters 93 and 94 can be completely omitted. In this case, two AD converters are required which are operated at 174 of the sampling frequency of AD converter 88 (fA2=fA/4) and whose sampling is offset by T2/4. A block circuit diagram of an embodiment based on this principle is shown in FIG. The output signal of the intermediate frequency amplifier is led on the one hand to an AD converter 1 and on the other hand to an AD converter 2. Sampling by AD converter 1 is performed with a phase shift of T2/4 compared to AD converter 2.

AD変換器1には、この場合も非巡回形フィルタとして
構成されている低域フィルタ3が後置接続されている。
A low-pass filter 3, which is also designed as an acyclic filter, is connected downstream of the AD converter 1.

スイッチ5によって低域フィルタ3の出力信号はサブ標
本化され、その際標本化周波数は1/4に低減されてい
る。スイッチ5には、遅延回路7が後置接続されており
、遅延回路の出力側は乗算器9の入力側−に導かれてい
る。AD変換器2には、低域フィルタ4が後置接続され
ており、フィルタの出力信号はスイッチ6によって読出
される。スイッチ6の出力信号は、1/4に低減された
標本化速度によって低域フィルタ4の信号を標本化する
。スイッチ5およびスイッチ6しま、同じ標本化周波数
によって操作される。スイッチ6の出力側は一方におい
て乗算器9の入力側に導かれており、他方において遅延
回路8に導かれている。遅延回路の出力側は乗算器10
の入力1111IVC,導かれている。
The output signal of the low-pass filter 3 is subsampled by the switch 5, the sampling frequency being reduced to 1/4. A delay circuit 7 is connected downstream of the switch 5, and the output side of the delay circuit is led to the input side - of the multiplier 9. A low-pass filter 4 is connected downstream of the AD converter 2 , and the output signal of the filter is read out by a switch 6 . The output signal of switch 6 samples the signal of low-pass filter 4 with a sampling rate reduced by a factor of 4. Switch 5 and switch 6 are operated by the same sampling frequency. The output side of the switch 6 is led on the one hand to the input side of the multiplier 9 and on the other hand to the delay circuit 8. The output side of the delay circuit is a multiplier 10.
The input 1111IVC of is led.

乗算器10の他方の入力側に、スイッチ5の出力側が接
続されている。乗算器10の出力信号は、減算回路11
において乗算器9の出力信号から減算され゛る。減算器
11の出力側は、arc−si’n表段に表設れている
The output side of the switch 5 is connected to the other input side of the multiplier 10. The output signal of the multiplier 10 is sent to the subtraction circuit 11
It is subtracted from the output signal of multiplier 9 at . The output side of the subtracter 11 is shown on the arc-si'n table.

AD変換器の標本化におけるT/4だけの相対的な時間
のずれによって、出力信号はもはや正確に相互にヒルベ
ルト変換されない。このことは、後置接続される低域フ
ィルタ3または4において補償することができる。これ
により確かに係数対称性が少なくともこれら両方の高次
のフィルタの一方において失なわれ、このためにフィル
タの回路の構成において著しく余分なコストがか′\る
ことになる。ずらされた標本化によって生じる誤差は、
直線補間によって簡単に補償することができる。
Due to the relative time offset of T/4 in the sampling of the AD converter, the output signals are no longer exactly Hilbert-transformed of each other. This can be compensated for in the downstream low-pass filter 3 or 4. This does lead to a loss of coefficient symmetry at least in one of these two high-order filters, which results in considerable extra costs in the construction of the filter's circuitry. The error caused by staggered sampling is
It can be easily compensated for by linear interpolation.

一方の低域フィルタの省略によって、超短波無線受信に
おける中間周波段に与えられる条件において、AD変換
器に対する標本化周波数は例えば2.14 MHzを選
択することができる。この標本化によって、ベースバン
ドへの直接混合が行なわれる。標本化周波数fA2は、
前置接続されたアナログ帯域通過フィルタの帯域幅より
広くなければならず、更に中間周波数および標本化周波
数の比は整数でなければならない。
By omitting one of the low-pass filters, the sampling frequency for the AD converter can be selected to be, for example, 2.14 MHz under the conditions given to the intermediate frequency stage in very short wave radio reception. This sampling provides direct mixing to baseband. The sampling frequency fA2 is
It must be wider than the bandwidth of the upstream analog bandpass filter, and the ratio of intermediate frequency and sampling frequency must be an integer.

整数5を選択すると、標本化周波数fA2に対して2.
14 Mn2の周波数が生じる。スイッチ5および6は
有利には、AD変換器の周波数の1/4によって標本化
する。従ってその標本化層、皮数は、535 Mn2で
ある。
If you select an integer of 5, then 2.2 for the sampling frequency fA2.
A frequency of 14 Mn2 occurs. Switches 5 and 6 advantageously sample by 1/4 of the frequency of the AD converter. Therefore, the number of sampled layers is 535 Mn2.

第9図は、第8図の復調器を構成するだめの詳細なブロ
ック図を示す。この場合時間的にずれだ標本化を補正す
るために、直線補間方法が使用され、振幅の補正のため
にヒルベルト変換された信号の自乗が適用される。中間
周波フィルタのアナログ出力信号は、AD変換器20と
AD変換器21とに供給される。AD変換器20の出力
信号は一方において、フリップ・フロップ群として構成
されている遅延回路23に達する。他方においてAD変
換器20の出力信号は、加算器25および左方向−1−
ピット−シフタ24に供給される。このことはデジタル
語の2との乗算に相応する。1−ピット−シフタ24の
出力側は、加算器25の別の入力側に供給される。加算
器25の出力側および遅延回路23の出力側はそれぞれ
、加算器26の入力側に導かれている。加算器26の出
力側には、右方向シフタ27が接続されている。このシ
フタを介して2ピツトだけ右方向ヘシフトされる・この
ことはデジタル−語のl/4との乗算に相応する。シフ
タ27には、非巡回形フィルタ28の入力側が接続され
ている。非巡回形フィルタ28の出力側は、自乗器30
に導かれており、自乗器の出゛力側斉1こ\でも加算器
32の入力側に接続されている。加算器32の出力側は
、FROM 330入力側に導かれている。FROM 
33の出力側並びに非巡回形、フィルタ28の出カイ1
1はそれぞれ乗算器340入力側に接続されている。乗
算器34の出力側は、遅延回路36に導かれていて、遅
延回路の出力側はこ\でも乗算器3Bの入力側に導かれ
ている。
FIG. 9 shows a detailed block diagram of components making up the demodulator of FIG. 8. In this case, to compensate for the temporally offset sampling, a linear interpolation method is used, and for the compensation of the amplitude, the square of the Hilbert-transformed signal is applied. The analog output signal of the intermediate frequency filter is supplied to an AD converter 20 and an AD converter 21. The output signal of the AD converter 20 reaches on the one hand a delay circuit 23 which is configured as a group of flip-flops. On the other hand, the output signal of the AD converter 20 is sent to the adder 25 and the left direction -1-
The signal is supplied to the pit-shifter 24. This corresponds to a multiplication of the digital word by two. The output of the 1-pit shifter 24 is fed to another input of an adder 25. The output side of adder 25 and the output side of delay circuit 23 are each led to the input side of adder 26. A right shifter 27 is connected to the output side of the adder 26. Via this shifter it is shifted to the right by 2 pits, which corresponds to a multiplication of the digital word by 1/4. The input side of an acyclic filter 28 is connected to the shifter 27 . The output side of the acyclic filter 28 is a squarer 30
The output side of the squarer is also connected to the input side of the adder 32. The output of adder 32 is led to the FROM 330 input. FROM
Output side of 33 and acyclic type, output 1 of filter 28
1 are connected to the input side of the multiplier 340, respectively. The output side of the multiplier 34 is led to a delay circuit 36, and the output side of the delay circuit is also led to the input side of the multiplier 3B.

AD変換器21の出力信号は、非巡回形フィルタ29の
入力側に導かれており、このフィルタの出力側は一方に
おいて自乗器31、また他方において乗算器350入力
側に接続されている。自乗器31の出力側は、加算器3
2の別の入力側に導かれている。FROM 33の出力
側は同じく乗算器350入力側に接続されている。
The output signal of the AD converter 21 is led to the input side of an acyclic filter 29, the output side of which is connected on the one hand to a squarer 31 and on the other hand to the input side of a multiplier 350. The output side of the squarer 31 is an adder 3
2 separate inputs. The output side of FROM 33 is also connected to the input side of multiplier 350.

乗算器35の出力信号は、一方において乗算器38の入
力側に導かれており、他方において遅延回路37を介し
て乗算器39の入力側に導かれている。乗算器39の別
の入力側は、乗算器34の出力側に接続されている。乗
算器38および39の出力側は、減算器40に導かれて
いる。減算器40の出力側は、arc −sin表を記
憶しているROM 41に接続されている。arc、 
−5in表段41の出力側において、復調されたデジタ
ル信号が取出し可能である。
The output signal of multiplier 35 is led on the one hand to the input side of multiplier 38 and on the other hand to the input side of multiplier 39 via delay circuit 37 . Another input of multiplier 39 is connected to the output of multiplier 34 . The outputs of multipliers 38 and 39 are led to subtractor 40. The output of the subtracter 40 is connected to a ROM 41 storing an arc-sin table. arc,
At the output side of the -5in table stage 41, the demodulated digital signal can be taken out.

クロック発生器42は、最大の標本化周波数の4倍で振
動する。クロック発生器42の出力信号は、分周器43
に供給され、分周器はT2/4だけずれた2つの出力信
号を供給する。
Clock generator 42 oscillates at four times the maximum sampling frequency. The output signal of the clock generator 42 is passed through the frequency divider 43
The frequency divider provides two output signals offset by T2/4.

その一方の出力信号によって、AD変換器21がクロッ
ク制御されAD変換器20は他方め出力信号によってク
ロック制御される。このクロックパルスは更に遅延回路
23および非巡回形フィルタ28および29の転送入力
側に供給される。更に分周器43には、分周器44が接
続されており、この分局器も1/、の分周を行なう。
The AD converter 21 is clock-controlled by one output signal, and the AD converter 20 is clock-controlled by the other output signal. This clock pulse is further supplied to the transfer inputs of delay circuit 23 and acyclic filters 28 and 29. Furthermore, a frequency divider 44 is connected to the frequency divider 43, and this divider also divides the frequency by 1/.

分局器44の出力信号によって、非巡回形フィルタ28
および29の出力クロック信号、自乗器30および31
0入力および出力レジスタおよび乗算器34,35,3
8および39並びに遅延回路36および37がクロック
制御される。
The output signal of the splitter 44 causes the acyclic filter 28 to
and 29 output clock signals, squarers 30 and 31
0 input and output registers and multipliers 34, 35, 3
8 and 39 and delay circuits 36 and 37 are clocked.

AD変換器20および21は、加わるFM信号をデジタ
ル語に変換し、その際AD変換器21は標本化をT/4
だけずらして行なう。しかもAD変換器20および21
の出力側に生じる信号は、それ自体で相互にヒルベルト
変換されているが、時間的なずれを有する。この誤差は
、AD変換器20の出力信号の直線補間および相応の換
算によって補償することができる。
AD converters 20 and 21 convert the applied FM signals into digital words, with AD converter 21 converting the sampling to T/4.
Just shift it. Moreover, AD converters 20 and 21
The signals appearing at the outputs of are themselves mutually Hilbert-transformed, but with a time lag. This error can be compensated for by linear interpolation of the output signal of the AD converter 20 and a corresponding conversion.

このことは、第1の先行値に174を乗算してその値に
、3/4が乗算された実時間値を加算すること和よって
行なわれる。乗算は、固定配線により形成されるシフト
および加算によって実施される。係数6は加算器25に
おいて、実時間信号をまずシフタ24における1ビット
−左方向シフトによって2を乗算しかつそれから加算器
25において実時間信号と加算することによって形成さ
れる。先行信号は遅延回路23の出力側に現われる。加
算器25の出力信号および先行値は加算器26において
加算され、引続いてその結果がシフタ27において、2
ビット−右方向シフトによって1/4で乗算される。そ
の際シフタ27の出力信号は僅かな無視できる程度を残
して、AD変換器21の出力信号に対してヒルベルト変
換される。非巡回形フィルタ28および29の作用は、
既に詳しく説明した通りである。
This is done by multiplying the first prior value by 174 and adding to that value the real time value multiplied by 3/4. Multiplication is performed by shifts and additions formed by fixed wiring. Coefficient 6 is formed in adder 25 by first multiplying the real-time signal by 2 by a 1-bit left shift in shifter 24 and then adding it with the real-time signal in adder 25. The preceding signal appears at the output of the delay circuit 23. The output signal of adder 25 and the preceding value are added in adder 26 and the result is subsequently added in shifter 27 as
Bits multiplied by 1/4 by right shift. At this time, the output signal of the shifter 27 is subjected to Hilbert transformation with respect to the output signal of the AD converter 21, leaving a slight negligible level. The action of the acyclic filters 28 and 29 is as follows:
As already explained in detail.

高速の振幅ノイズに対して振幅補正を行なうと望ましい
ことは既に説明した。このために非巡回形フィルタ28
および29の雨量力信号は自乗器30および31におい
て自乗されかつその結果は加算器32において加算され
る。その結果瞬時振幅の自乗値が生じる。1に正規化−
された信号を得ようとするときは、フィルタの出力信号
が振幅の逆数値と乗算されなければならない。そのため
に、FROM 33において関数1/4が記憶されてお
り、その際XはFROMの入力値であり、従ってこの場
合自乗された振幅値である。FROM 33の出力値、
即ち振幅の逆数値によって乗算器34および35におい
て、フィルタ出、力値が乗算される。このようにして1
に正規化され、ヒルベルト変換された信号対が得られる
。一義的な有効信号を得るために、乗算器38乃至乗算
器39において第1の先行値がヒルベルト変換された値
と乗算されかつ乗算器38および39の結果が加算器4
0において加算される。ROM 41に記憶されている
arc−sin表との比較により、復調されたデジタル
有効信号が生じる。引続く処理のためには、ノイズを制
限するだめの適当な低域フィルタな後置接続しかつDA
変変換子アナログ信号増幅器に供給することができる。
It has already been explained that it is desirable to perform amplitude correction for high-speed amplitude noise. For this purpose, an acyclic filter 28
and 29 are squared in squarers 30 and 31 and the results are added in adder 32. The result is a squared value of the instantaneous amplitude. Normalized to 1 -
If we want to obtain a signal that is equal to or less than 100%, the output signal of the filter must be multiplied by the inverse of its amplitude. For this purpose, the function 1/4 is stored in the FROM 33, where X is the input value of the FROM and is therefore in this case the squared amplitude value. FROM 33 output value,
That is, the filter output value is multiplied in multipliers 34 and 35 by the reciprocal value of the amplitude. In this way 1
A Hilbert-transformed signal pair is obtained. In order to obtain a unique valid signal, the first preceding value is multiplied by the Hilbert transformed value in multipliers 38 to 39 and the results of multipliers 38 and 39 are added to adder 4.
Added at 0. Comparison with the arc-sin table stored in ROM 41 yields a demodulated digital useful signal. For subsequent processing, a suitable low-pass filter to limit the noise and the DA
The converter can be supplied to an analog signal amplifier.

しかしデジタルな記録キたは引続く処理、例えば受信さ
れた信号のデジタルなステレオ−復合化も可能である。
However, digital recording or further processing, for example digital stereo decoding of the received signals, is also possible.

引続く処理は、デジタルレコードの場合と類似に行なわ
れる。
Subsequent processing takes place analogously to digital records.

超短波−無線受信における中間周波信号の復調の際、A
D変換器に対する標本化周波数として2−14MHzの
周波数が適している。非巡回形フィルタ28および29
.、に現われた信号の引続く処理は、535 KHzに
よって行なわれる。自乗器30および31、乗算器34
および35゜38および39並びに加算器32および4
0は例えば、TRY社の商品型名 TDOi Q 1Q
 Jによって提供されているような市販の乗算累算器に
よって実現することができ、その際付加的に瞬時メモリ
が必要である。
When demodulating intermediate frequency signals in very high frequency radio reception, A
A frequency of 2-14 MHz is suitable as a sampling frequency for the D converter. Acyclic filters 28 and 29
.. , the subsequent processing of the signal appearing at 535 KHz is performed. Squarers 30 and 31, multiplier 34
and 35° 38 and 39 and adders 32 and 4
For example, 0 is the product model name of TRY company TDOi Q 1Q
It can be realized with a commercially available multiplier-accumulator, such as that provided by J. J., with an additional instantaneous memory being required.

T/4だけずらされたクロック信号を発生するための回
路装置は第10図かられかる。クロック発生器42の出
力側は、2−ビット−2進計数器460入力側並びにA
ND素子49および50のそれぞれの入力側に導かれて
いる。2進計数器の第1の出力側は、NOR素子47お
よびAND素子48のそれぞれの入力側に導かれている
。2進計数器の第2の出力側は、NOR素子47の別の
入力側に導かれている。2進計数器46の反転出力側は
、AND素子48の別の入力側に接続されている。NO
R素子47の出力側は、AND素子49の第2の入力側
に導かれており、AND素子48の出力側はAND素子
50の第2の入力側に導かれている。AND素子49の
出力側にはAD変換器21のクロック入力側に接続され
ており、AND素子50の出力側には、AD変換器20
のクロック入力側が接続されている。
The circuit arrangement for generating a clock signal shifted by T/4 can be seen from FIG. The output of clock generator 42 is connected to the input of 2-bit binary counter 460 as well as to A
It is guided to the input side of each of ND elements 49 and 50. A first output of the binary counter is led to the respective inputs of a NOR element 47 and an AND element 48. A second output of the binary counter is led to a further input of the NOR element 47. The inverting output of the binary counter 46 is connected to another input of an AND element 48 . NO
The output side of R element 47 is led to the second input side of AND element 49 , and the output side of AND element 48 is led to the second input side of AND element 50 . The output side of the AND element 49 is connected to the clock input side of the AD converter 21, and the output side of the AND element 50 is connected to the clock input side of the AD converter 21.
The clock input side of is connected.

第10、図の回路装置の動作を、第11図のダイヤグラ
ムに基づいて詳細に説明する。分周器の入力側に供給さ
れるクロック発生器42のクロック信号は、第11図a
に図示されている。論理デートを有する2進計数器によ
って、AND素子49の出力側には第11図すの信号が
現われ、AND素子50の出力側には第11図Cの信号
が現われる。第11図すおよび第11図Cのパルスハ、
T/4だけずれている。パルスは、パルス発生器42の
4番目ごとのクロックパルスによって発生される。2.
14MHzのクロック周波数を得るために、クロック発
生器をEL56 MHzの周波数によって作動する必要
がある。
10. The operation of the circuit device shown in FIG. 10 will be explained in detail based on the diagram shown in FIG. 11. The clock signal of the clock generator 42 supplied to the input side of the frequency divider is shown in FIG.
Illustrated in. By means of a binary counter with logical dates, the signal of FIG. 11 appears at the output of AND element 49, and the signal of FIG. 11C appears at the output of AND element 50. The pulses in Figures 11 and 11C,
It is off by T/4. A pulse is generated by every fourth clock pulse of pulse generator 42. 2.
In order to obtain a clock frequency of 14 MHz, it is necessary to operate the clock generator with a frequency of EL56 MHz.

第12図は、例えばこれまで説明してきたブロック回路
図において使用されるような非巡回形フィルタを示す。
FIG. 12 shows an acyclic filter such as is used, for example, in the block circuit diagrams described so far.

入力信号は、4段のシフトレジスタ105に達し、その
際それぞれのシフトレジスタ場所はRAM 106に接
続されている。
The input signal reaches a four stage shift register 105, with each shift register location connected to a RAM 106.

シフトレジスタは、入力クロックTEによってクロック
制御される。RAM 106は2つの出力側を有し、こ
れら出力側は加算器109に導かれている。加算器10
9の出力側は、乗算器1100入力側に導かれている。
The shift register is clocked by an input clock TE. RAM 106 has two outputs which are led to adder 109. Adder 10
The output side of 9 is led to the input side of multiplier 1100.

別のRAM108の出力側は、乗算器110の別の入力
側に接続されている。RAM 106および108は、
FROM107によって制御される。乗算器110の出
力側は、累積器として接続形成されている加算器111
に導かれており、加算器の出力側は出力スイッチ即ち出
力レジスタ112に接続されている。このスイッチの出
力側において出力信号が取出し可能である。出力スイッ
チ112は、クロックTAによってクロック制御される
The output of another RAM 108 is connected to another input of a multiplier 110. RAMs 106 and 108 are
Controlled by FROM107. The output of the multiplier 110 is an adder 111 connected as an accumulator.
The output side of the adder is connected to an output switch or register 112. An output signal is available at the output side of this switch. Output switch 112 is clocked by clock TA.

デジタル非巡回形フィルタは本質的に次のような特徴を
有する。即ち実時間値並びに先行値が、所定の係数によ
、つて乗算され、その際係数値は、フィルタの所望の特
性によって決められている。これらの乗算された値は加
算されかつフィルタの出力側において取出される。非巡
回形フィルタは、直線位相に構成可能であり、この結果
係数は鏡像的に左右対称に互いに等しくなる。これによ
り、時間を必要とする乗算の数が半減されるという利点
が生じる。18次のフィルタに対しては例えばそこだけ
で19回の乗算が必要である。直線位相のフィルタでは
、乗算の数は10回に低減される。しかしこのためには
、記憶されている状態変化が前以って封缶に加算されな
ければならない。第12図に図示の非巡回形フィルタに
おいてはその他に特別に標本化低減が生じる。クロック
TEのクロックパルスによってその都度シフトレジスタ
105の入力側に加わる値がシフトレジスタ内で転送さ
れかつ先行値が1だけ更にシフトされる。4つの値が書
込まれているので、シフトレジスタ105の内容全体が
RAM 106に転送されかつ4つの記憶値はRAM 
1Q 5の4つの所定の記憶場所に書込まれる。その後
4つの別の値がシフトレジスタ105に書込まれかつこ
れらは同様RAM1Q 6の別の記憶場所にも記憶され
る。既に前以って書込まれ、RAM 1Q 5における
係数の数に相応して記憶された値は、FROM 1Q 
7に記憶されている制御値によって呼出され、その結果
その都度第1の値および最後の値、第2の値および最後
から1番目の値というように次次に、RAM 106の
出力側に送られ、かつ加算器109において加算される
。同時にFROM 107を介してRAM i Q 8
において相応の係数が呼出され、その係数によって第1
の値および最後の値が乗算器110において乗算されか
つ最後から1番目の値および第2の値が乗算される。乗
算器110の結果は、累算器111において加算される
。加算器109において2つの状態変化が前以って加算
されるため、乗算器110における乗算の数は低減され
る。フィルタの係数を変えないようにすべきであれば、
係数はFROM107に記憶させておくこともできる。
A digital acyclic filter essentially has the following characteristics. That is, the real-time value as well as the preceding value are multiplied by a predetermined coefficient, the coefficient value being determined by the desired properties of the filter. These multiplied values are summed and taken at the output of the filter. Acyclic filters can be constructed in linear phase, so that the coefficients are mirror-symmetrically equal to each other. This has the advantage that the number of time-consuming multiplications is halved. For an 18th order filter, for example, 19 multiplications are required. For linear phase filters, the number of multiplications is reduced to 10. However, for this purpose, the stored state changes must be added to the can beforehand. In addition, special sampling reduction occurs in the acyclic filter shown in FIG. With the clock pulses of clock TE, the values present at the respective inputs of shift register 105 are transferred in the shift register and the preceding value is further shifted by one. Since four values have been written, the entire contents of shift register 105 are transferred to RAM 106 and the four stored values are transferred to RAM 106.
1Q 5 are written to four predetermined memory locations. Four further values are then written to shift register 105 and these are also stored in other memory locations in RAM1Q6. The values already previously written and stored corresponding to the number of coefficients in RAM 1Q 5 are stored in FROM 1Q
7 and as a result is sent to the output of the RAM 106 one after the other, in each case the first value and the last value, the second value and the penultimate value, and so on. and are added in adder 109. At the same time, RAM i Q 8 via FROM 107
, the corresponding coefficients are called and the first
and the last value are multiplied in multiplier 110 and multiplied by the penultimate value and the second value. The results of multiplier 110 are summed in accumulator 111. Since the two state changes are pre-added in adder 109, the number of multiplications in multiplier 110 is reduced. If you should not change the filter coefficients,
The coefficients can also be stored in FROM 107.

しかし係数の変化、即ち例えば受信信号に依存してフィ
ルタの特′性を変えるようにする場合、係数をRAMに
記憶すると、RAMではその値を変えることができるの
で有利である。加算値は、出力レジスタ112において
書込まれ、そこで引続く処理のため標本化クロック期間
の間取出される。
However, if the coefficients are to be changed, ie the characteristics of the filter are to be changed depending on the received signal, for example, it is advantageous to store the coefficients in a RAM, since their values can be changed in the RAM. The summed value is written in output register 112 where it is retrieved during the sampling clock period for subsequent processing.

第2の状態変化の加算および係数との乗算が、シフトレ
ジスタ105によって新しい値がRAM106に転送さ
れるや否やその都度性なわれ、その結果それぞれの転送
後新しい出力値を決めることができる。シフトレジスタ
105の入力側に加わるその都度4番目の値に従っての
み、シフトレジスタ105に書込まれた全部の値の転送
を行なうことによって、標本化は低減される。従って標
本化低減の係数が、シフトレジスタ105の長さを決め
る。乗算器および加算器に対する要求は、著しく高い。
The addition of the second state change and the multiplication with the coefficient are carried out each time as soon as the new value is transferred to the RAM 106 by the shift register 105, so that a new output value can be determined after each transfer. Sampling is reduced by carrying out the transfer of all values written to shift register 105 only according to the respective fourth value present at the input of shift register 105. The sampling reduction factor therefore determines the length of shift register 105. The demands on multipliers and adders are significantly higher.

18次のフィルタでは、クロック単位当り100乗算お
よび加算が行なわれる。68次のフィルタでは、クロッ
ク単位当り20回の乗算および加算が実施される。更に
、シフトレジスタ105およびRAM106および10
8、および計算モジュール109乃至111がデータ語
の長さに相応して、例えば入力側において8ビツトかつ
出力側において16ビツトに対して構成されなければな
らないことも考慮される。必要な精度に応じて、−語当
りのビット数を高めることができる。というのは乗算の
際比較的高い2進数を使用できるからである。
For an 18th order filter, 100 multiplications and additions are performed per clock unit. A 68th order filter performs 20 multiplications and additions per clock unit. Furthermore, shift register 105 and RAM 106 and 10
It is also taken into account that the calculation modules 109 to 111 have to be configured corresponding to the length of the data word, for example for 8 bits on the input side and 16 bits on the output side. Depending on the required precision, the number of bits per word can be increased. This is because relatively high binary numbers can be used during multiplication.

例えば第2図の復調器を構成するために、a+・c、−
5in変換の他に2回の乗算、1回の加算並びに遅延回
路として2つのレジスタが必要である。更に既述のよう
に振幅調整のために若干の演算が必要となる。即ち2回
の自乗、1回の加算、1/βを形成するための表、それ
からAM−雑音障害を受けた信号を補正するための2回
の別の乗算。一連の必要な算術的演算は有利には、文献
1マルチシライヤー アキュムレイタース、TRY −
beエブロダクツ、TRW工nc−1979年”に記載
されているような、乗算器−累積器によって実現される
。従って第13図において、主として16−ピッド−乗
算器−累積器(MAO)120を有する構成の計算ユニ
ットが図示されている。このモジュールの内部レジスタ
だけでは、必要なすべての一時記憶機能を行なうのに十
分でないので、別に外部レジスタが必要である。それか
ら瞬時振幅の計算およびarc −5iri変換のため
に2つのFROM−モジュールが付加接続されている。
For example, to configure the demodulator shown in FIG.
In addition to the 5in conversion, two multiplications, one addition, and two registers are required as delay circuits. Furthermore, as described above, some calculations are required for amplitude adjustment. Two squares, one addition, a table to form 1/β, then two further multiplications to correct the AM-noise impaired signal. The sequence of necessary arithmetic operations is advantageously carried out in the document 1 Multi-Silier Accumulator, TRY -
be Products, TRW Engineering, Inc., 1979. Therefore, in FIG. The calculation unit of the configuration is shown. The internal registers of this module are not sufficient to perform all the necessary temporary storage functions, so separate external registers are required. Then the calculation of the instantaneous amplitude and the arc-5iri Two FROM modules are additionally connected for the conversion.

回路装置の入力側には2つのレジスタ115および11
6が接続されている。これらレジスタにおいて、フィル
タ出力信号、例えば第9図のフィルタ28および29の
出力信号が取出される。レジスタ115および116の
出力側はデータバス117に導かれている。データバス
117には、レジスタ118,126,127および1
23が接続されている。レジスタ118および126の
出力側は、パス119に導かれている。レジスタ127
の出力側は、板形成のためのFROM 1 ’l 8に
接続されている。レジスタ123の出力側は、データバ
ス129に接続されている。乗算器−累算器120は、
2つの入力レジスタ121および122を有し、その際
一方のレジスタはパス119に、まだ他方のレジスタは
パス129に接続されている。2つのレジスタの出力側
は、乗算器124に導かれている。乗算器124の出力
信号は、累算器レジスタ125に導かれている。乗算器
−累算器の出力側もデータバス117に接続されており
、このパスには更に出力レジスタ132が接続されてい
る。出力レジスタ132には、arc −8]T1表な
有するFROM 133が後置接続されている。FRO
M 133には出力レジスタ134が続いており、この
レジスタにおいて復調されたデジタル信号が取出し可能
である。DA変換器135を介してアナログ出力信号も
取出し可能である。
On the input side of the circuit arrangement there are two registers 115 and 11.
6 is connected. In these registers, filter output signals, for example the output signals of filters 28 and 29 in FIG. 9, are taken out. The outputs of registers 115 and 116 are led to data bus 117. Data bus 117 includes registers 118, 126, 127 and 1
23 are connected. The outputs of registers 118 and 126 are led to path 119. register 127
The output side of is connected to FROM 1 'l 8 for plate formation. The output side of register 123 is connected to data bus 129. Multiplier-accumulator 120 is
It has two input registers 121 and 122, one register being connected to path 119 and the other register being connected to path 129. The outputs of the two registers are led to a multiplier 124. The output signal of multiplier 124 is directed to accumulator register 125. The output of the multiplier-accumulator is also connected to the data bus 117, to which an output register 132 is also connected. A FROM 133 having an arc-8]T1 table is connected downstream to the output register 132. F.R.O.
M 133 is followed by an output register 134 in which the demodulated digital signal can be extracted. An analog output signal can also be taken out via the DA converter 135.

入力レジスタ115および116における記憶値は、レ
ジスタ115の内容がレジスタ118を介してMAOの
入力レジスタ121に達し、同時またレジスタ12.3
を介してMAQの入力レジスタ122に達するようにし
て、振幅補正のためにまず自°乗される。乗算器124
における乗算後相応のことがレジスタ116の信号に対
して行なわれる。累算ステップ後自乗合計値が累算レジ
スタ12・5に生じ、そこからレジスタ127を介して
FROM 12 ’8に達し、FROMにおいて式の根
が形成される。このように1.て計算された振幅補正係
数は、データバス129を介してMAQのレジスタ12
2に達する。それからレジー及夕115および116に
おける入力値がレジスタ118を介して順次MAC! 
120の入力レジスタ121に書込まれ、乗算されかつ
これにより1に正規化される。累算器レジスタ125に
おいて正規化された信号は順次レジスタ118および1
26に供給される。これによって振幅−1整は終了しか
つ本来の復調が続く。
The stored values in input registers 115 and 116 are such that the contents of register 115 reach MAO's input register 121 via register 118, and at the same time also register 12.3.
is first squared for amplitude correction. Multiplier 124
After the multiplication in , the corresponding thing is done on the signal in register 116 . After the accumulation step, the squared sum value appears in the accumulation register 12.5, from where it reaches FROM 12'8 via register 127, in which the root of the equation is formed. In this way 1. The calculated amplitude correction coefficient is sent to the MAQ register 12 via the data bus 129.
Reach 2. The input values at registers 115 and 116 are then passed sequentially through register 118 to MAC!
120 input register 121, multiplied and thereby normalized to one. The normalized signal in accumulator register 125 is sequentially transferred to registers 118 and 1.
26. This ends the amplitude -1 adjustment and the original demodulation continues.

更にレジスタ130および131に先行の計算サイクル
において書込まれた信号値が、レジスタ118および1
26における実時間値と相応に乗算されかつ両方の積は
累算器において減舅される。結果は、レジスタ132を
介して、arc −sin等化を行なうFROM 13
3のアドレスにおいて現われる。arc −5in−表
は、100KH2の偏移において最大制御、即ち振幅1
が出力側に生じるように構成されている。これにより復
調サイクルが終了する。得られたFM信号は、引続きデ
ジタルで処理するかまたはDA変換器135を介してア
ナログで出力することもできる。新しいサイクルが始ま
る前に、メモリ118および126の内容がレジスタ1
30および131に転送される。
Furthermore, the signal values written in registers 130 and 131 in the previous calculation cycle are stored in registers 118 and 1.
26 and both products are subtracted in an accumulator. The result is transferred via register 132 to FROM 13 which performs arc-sin equalization.
Appears at address 3. arc -5in- table shows maximum control at a deviation of 100KH2, i.e. amplitude 1
is constructed so that it occurs on the output side. This completes the demodulation cycle. The obtained FM signal can be subsequently processed digitally or output in analog form via the DA converter 135. Before a new cycle begins, the contents of memories 118 and 126 are stored in register 1.
30 and 131.

これまで説明してきたシーケンスは全体で16のクロッ
クサイクルを必要とする。即ち上記の例を用いれば、1
.87μsの全体時間においてそれぞれの基本的演算に
対して116 nsが使用される。瞬時に使用可能な乗
算器−累算器の典型的な乗算時間は150 nsである
ので、6回の乗算過程に対してそれぞれ2回の基本サイ
クルが使用されることに注意しなければならない。
The sequence described so far requires a total of 16 clock cycles. That is, using the above example, 1
.. 116 ns are used for each basic operation in a total time of 87 μs. It must be noted that since the typical multiplication time of an instantaneously available multiplier-accumulator is 150 ns, two elementary cycles are used for each of the six multiplication processes.

計算のシーケンス制御は、8−65 MHzのクロック
周波数゛を有する4−ビット−計数器によってアrレス
指定される図示されていない制御−FROMによって行
なわれる。制御信号は、図示されていないパイプライン
ーレジスタを介して計算ユニットに転送される。
Sequence control of the calculations is carried out by a control FROM, not shown, which is addressed by a 4-bit counter with a clock frequency of 8-65 MHz. Control signals are transferred to the calculation unit via pipeline registers, not shown.

復調器全体は有利には集積回路として製造可能である。The entire demodulator can advantageously be manufactured as an integrated circuit.

全部のメモリユニットおよび計算ユニットは、1つのチ
ップ上に収納することができる。復調器の特性は実質的
にフィルタ特性によって決められているので、RAM 
108乃至FROM I Q 7における係数の簡単な
変更によって、種々異なった用途に適応調整するために
復調器の特性を変えることができる。標本化周波数も同
じ(用途に応じて選ばれる。標本化周波数は、搬送波周
波数が変化する場合乃至アナログ前置フィルタの帯域幅
が異なる場合、相応に選択することができる。復調器の
精度は実質的に、語のビット数およびその引続く処理の
ピット数に依存する。これによって精度を任意に変化さ
せることができる。
All memory units and computing units can be housed on one chip. Since the characteristics of the demodulator are substantially determined by the filter characteristics, the RAM
By simple modification of the coefficients in 108 to FROM IQ 7, the characteristics of the demodulator can be changed to adapt it to different applications. The sampling frequency is also the same (chosen depending on the application. The sampling frequency can be selected accordingly if the carrier frequency changes or if the analog prefilter bandwidth is different. The accuracy of the demodulator is essentially It depends essentially on the number of bits of the word and the number of pits of its subsequent processing, which allows the precision to be varied arbitrarily.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は、デジタルFM−復調器のブロック回路図、第
2図は第1図のデジタルFM−mill器の詳細なブロ
ック回路図、第6図a −cは第2図の復調器の種々異
なった点における信号スペクトルの経過を示す波形図、
第4図は第2図の復調器のAD変換器の出力側に生じる
デジタル出力信号の例を示す波形図、第5図は同じく第
2図の復調器の乗算器71において搬送波乗算された後
に生じる信号の波形図、第6a図乃至第6c図はそれぞ
れ、第2図の復調器の減算器の出力側に現われる種々の
デジタル出力信号の波形図、第7図は、第2図の復調器
の具体的な実施例を示すブロック回路図、第8図は。 復調器の別の変形実施例のブロック回路図、第9図は、
第8図の復調器の詳細な実施例のブロック回路図、第1
0図は第9図の復調器の回路部分(分周器43)の詳細
図、第11図a乃至Cは、第10図の回路の機能を説明
するためのパルス波形図、第12図は、デジタル復N器
に対する非巡回形フィルタの回路構成の一実施例を示す
ブロック回路図、第16図は、復調器を構成するための
別の実施例のブロック回路図である。
1 is a block circuit diagram of a digital FM-demodulator, FIG. 2 is a detailed block circuit diagram of the digital FM-mill shown in FIG. 1, and FIGS. 6a-c show various types of the demodulator shown in FIG. waveform diagrams showing the course of the signal spectrum at different points,
FIG. 4 is a waveform diagram showing an example of a digital output signal generated on the output side of the AD converter of the demodulator shown in FIG. 2, and FIG. FIGS. 6a to 6c are waveform diagrams of the various digital output signals appearing at the output of the subtracter of the demodulator of FIG. 2, and FIG. 7 is a diagram of the waveforms of the resulting signals, respectively. FIG. 8 is a block circuit diagram showing a specific embodiment of the invention. The block circuit diagram of another variant embodiment of the demodulator, FIG.
Block circuit diagram of a detailed embodiment of the demodulator of FIG.
0 is a detailed diagram of the demodulator circuit portion (frequency divider 43) in FIG. 9, FIGS. 11a to 11C are pulse waveform diagrams for explaining the functions of the circuit in FIG. 10, and FIG. , a block circuit diagram showing one embodiment of the circuit configuration of an acyclic filter for a digital demodulator. FIG. 16 is a block circuit diagram of another embodiment for configuring a demodulator.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、 デジタル形におけるF’M信号がその都度少なく
とも1つの非巡回形フィルタ(3,4)に供給され、該
フィルタの出力側標本化速度はフィルタの入力側におけ
る標本化速度より低く、かつ前記非巡回形フィルタ(3
,4)の出力信号は少なくとも近似的にヒルベルト変換
されかつそれぞれ遅延回路(γ、8)に供給され、かつ
その都度遅延された信号がヒルベルト変換された信号と
乗算されかつ乗算された両信号の差が形成されることを
特徴とする、デジタル形におけるIl’M信号の復調器
。 2、差形成回路(11)に、arc −sin変換器(
12)が後置接続されている特許請求の範囲第1項記載
の復調器。 3、 両フィルタ(3,4)に対する標本化はずれて行
なわれかつこれによってまた後続の補間によって近似的
にヒルベルト変換が行なわれる特許請求の範囲第1項記
載の復調器。 4、補間は、シフタ(24,27)におけるシフトおよ
び第1の先行値との平均値形成によって行なわ−れる特
許請求の範囲第6項記載の復調器。 5、非巡回形フィルタ(28,29)に振幅調整部・・
が後置接続されている特許請求の範囲第4項記載の復調
器。 6、 非巡回形フィルタ(28,29)の出力信号が自
乗されかつ加算されかつ該信号−1:たはその関数が正
規化のために非巡回形フィルタ(28,29)の出力信
号と乗算される特許請求の範囲第5項記載の復調器。 2 各分路にそれぞれAD変換器(1,2゜20.21
)が前置接続されている特許請求の範囲第1項記載の復
調器。 8、AI)変換器に、帯域通過フィルタが前置接続され
ている特許請求の範囲第7項記載の復調器。 9 デジタル形におけるFM信号がsi、n関数および
cos関数と乗算されかつそれぞれ少なくともデジタル
非巡回形フィルタ(58,59)に供給され、かつフィ
ルタの出力信号が相互にヒルベルト変換されかつそれぞ
れ遅延されかつ遅延された信号がそれぞれヒルベルト変
侠された信号とフィルタ(58,59)の出力側におい
て乗算されかつ2つの乗算された信号の差が形成される
ことを特徴とするデジタル形におけるFM信号の復調器
。 10、差形成器(64)に、arc −5in−変換器
(65)が後置接続されている特許請求の範囲第9項記
載の復調器。 11、それぞれ別のデジタル非巡回形フィルタが設けら
れている特許請求の範囲第9項記載の復調器。 12、乗算器(56,57,71,72)の標本化がそ
れぞれ、sin乃至cos関数の零通過点および極大値
において行なわれる特許請求の範囲第9項記載の復調器
。 13、  sin −cos−乗算が、固定値メモリ(
89゜90)を介して行なわれる特許請求の範囲第12
項記載の復調器。 14、非巡回形フィルタの出力側における標本化速度が
、フィルタの入力側における信号繰返し数より低い特許
請求の範囲第9項記載の復調器。 15、非巡回形フィルタはシフトレジスタ(105)に
よって構成されており、該非巡回形フィルタの信号列は
メモ!J(106)において状態変化として記憶され、
かつ状態変化は、別のメモリ(108)に記憶されてい
る、゛フィルタの特性を決める係数と乗算されかつ結果
は累積器(111)において加算される特許請求の範囲
第9項記載の復調器。 16、同じ係〜数によって乗算されるべき状態変化が同
時に呼出され、加算され、それから乗算、される特許請
求の範囲第15項記載の復調器。 1z  シフトレジスタ(105)は少なくとも標本化
減少に相応する数の場所を有する特許請求の範囲第15
項記載の復調器。 18、フィルタの!性を決める係数が例えば受信強度に
依存してまたは手動により変化可能である特許請求の範
囲第15項−記載の復調器。 19 復調器に、緩慢に上昇する特性を有する等化フィ
ルタが後置接続されており、前記 特性は伝送信号の遮
断周波数を越えると低下する特許請求の範囲第9項記載
の復調器。 20、復調器の入力側にAD変換器(55,70yJf
前置接続されている特許請求の範囲第9項記載の復調器
。 21、AD変換器に、帯域通過フィルタが前置接続され
ている特許請求の範囲第20項記載の復調器。
[Claims] 1. The F'M signal in digital form is in each case fed to at least one acyclic filter (3, 4), the sampling rate of which at the output side is equal to the sampling rate at the input side of the filter. speed, and the acyclic filter (3
, 4) are at least approximately Hilbert-transformed and each fed to a delay circuit (γ, 8), and the delayed signal in each case is multiplied by the Hilbert-transformed signal and the two multiplied signals are Demodulator of Il'M signals in digital form, characterized in that a difference is formed. 2. An arc-sin converter (
12) is downstream connected. 3. Demodulator according to claim 1, in which the sampling for both filters (3, 4) is carried out offset and thereby also approximately a Hilbert transform is carried out by subsequent interpolation. 4. A demodulator according to claim 6, wherein the interpolation is performed by shifting in shifters (24, 27) and forming an average value with the first preceding value. 5. Amplitude adjustment section in acyclic filter (28, 29)...
5. A demodulator as claimed in claim 4, in which the demodulator is downstream connected. 6. The output signals of the acyclic filters (28, 29) are squared and summed, and the signal -1: or its function is multiplied with the output signal of the acyclic filters (28, 29) for normalization. A demodulator according to claim 5. 2 AD converter (1,2゜20.21
) is pre-connected. 8. Demodulator according to claim 7, characterized in that a bandpass filter is pre-connected to the AI) converter. 9. The FM signal in digital form is multiplied by the si, n and cos functions and respectively supplied to at least digital acyclic filters (58, 59), and the output signals of the filters are mutually Hilbert transformed and each delayed and Demodulation of the FM signal in digital form, characterized in that the delayed signal is multiplied with the respective Hilbert-modified signal at the output of the filter (58, 59) and the difference of the two multiplied signals is formed. vessel. 10. Demodulator according to claim 9, in which the difference former (64) is followed by an arc-5in converter (65). 11. A demodulator as claimed in claim 9, in which separate digital acyclic filters are provided. 12. The demodulator according to claim 9, wherein the sampling of the multipliers (56, 57, 71, 72) is performed at zero passing points and maximum values of the sin to cos functions, respectively. 13. Sin-cos-multiplication is performed using fixed value memory (
89°90) Claim 12
Demodulator as described in section. 14. A demodulator according to claim 9, wherein the sampling rate at the output side of the acyclic filter is lower than the signal repetition rate at the input side of the filter. 15. The acyclic filter is composed of a shift register (105), and the signal sequence of the acyclic filter is memo! stored as a state change in J (106),
Demodulator according to claim 9, in which the state change is multiplied by a coefficient determining the characteristics of the filter stored in a separate memory (108) and the result is added in an accumulator (111). . 16. A demodulator as claimed in claim 15, in which state changes to be multiplied by the same coefficient are called up simultaneously, summed and then multiplied. 1z The shift register (105) has at least a number of locations corresponding to the sampling reduction.
Demodulator as described in section. 18. Filter! 16. A demodulator according to claim 15, wherein the coefficient determining the quality can be varied, for example, depending on the reception strength or manually. 19. The demodulator according to claim 9, wherein an equalization filter having a slowly increasing characteristic is connected downstream of the demodulator, and the characteristic decreases when the cutoff frequency of the transmission signal is exceeded. 20, AD converter (55, 70yJf) on the input side of the demodulator
10. A demodulator according to claim 9, which is pre-connected. 21. The demodulator according to claim 20, wherein a bandpass filter is pre-connected to the AD converter.
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