JPS5945272B2 - 位相連続fsk信号変調回路 - Google Patents

位相連続fsk信号変調回路

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JPS5945272B2
JPS5945272B2 JP12512876A JP12512876A JPS5945272B2 JP S5945272 B2 JPS5945272 B2 JP S5945272B2 JP 12512876 A JP12512876 A JP 12512876A JP 12512876 A JP12512876 A JP 12512876A JP S5945272 B2 JPS5945272 B2 JP S5945272B2
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JP
Japan
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phase
signal
gate
mark
space
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JP12512876A
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理一 奈倉
豊八 横田
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NEC Corp
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Nippon Electric Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は位相連続FSK変調方式のディジタル型変調回
路に関するものである。
位相連続FSK変調方式に於て2周波を使用し、また変
調指数が0.5の場合は特にMSK(MINIMUMS
HIFTKEYING)と呼ばれ、復調の際2タイムス
ロット観測した場合、PSKと同等の誤り率特性が得ら
れる。
従来の位相連続FSK信号変調回路としては、第1図の
ブロック図に示す様に、11人のデータ入力信号に対し
て、1のレベル変換器により、2の電圧制御発振器(V
CO)を駆動する電圧レベルに変換し、2のVCOを駆
動して出力を得ていた。
しかし高速伝送の場合にはレベル変換器1出力に於てオ
ーバーシュート、アンダーシュートを生じ、これがその
ままVC02に入力し、正確な周波数遷移が得られない
事や、VCO自体の周波数安定度が悪いので、正確な位
相連続FSK信号が得られない欠点があつた。第2図の
ブロック図の従来の他の回路に於ては、搬送波発振器2
0と、端子31よりデータと同期した同周波数のクロッ
クを4分周器29により分周したものを掛算器21によ
り上下両側帯波に分離し、マーク周波数信号用帯域濾波
器22、スペース周波数信号用帯域濾波器24で2つの
信号を得、それらの信号を入力データ11により所定の
アルゴリズムに従つた論理回路23出力で位相切換器2
5、26を制御し、合成器21にて合成し位相直線型帯
域濾波器28にて高調波を除いて位相連続FSK信号を
得ていた。
この回路では20及び入力データ用クロックの発振器と
して水晶発振器の様な高安定な発振器を使用すれば周波
数の安定度は良くなるが、論理回路23出力は+1、0
、−1の3値レベルで位相切換器25、26を制御する
。すなわち、+1の場合には同相出力、oの場合は出力
信号は停止、−1の場合は逆相出力という根に−制御し
ている。このことは位相の切換制御と信号続出しのスイ
ツチングを同時に行つていることになる。この為信号の
切換点に於ては、位相切換制御とスイツチング制御両方
の影響が避けられない事と3値パルスの増巾を必要とす
る欠点があつた。本発明の目的はこれらの欠点を除去し
、高速伝送に於ても安定で正確な位相連続FSK信号を
得る変調回路を提供することにある。
以下図面について詳細に説明する。
第3図は本発明の実施例のプロツク図、第6図はその動
作波形図であつて、20は搬送波周波数発振器であり、
29は端子31に加えられるビツトレート周波数のクロ
ツクを4分周する分周器で、21は乗算器であり、前記
2つの信号の積をとり上側帯域即ちマーク周波数信号F
ml下側帯波即ちスペース周波数信号Fsの2周波を出
力する。
22は帯域済波器で上側帯波Fmを抽出し、51の位相
遷移器に出力する。
24は帯域済波器で下側帯波Fsを抽出し、52の位相
遷移器に出力する。
端子31には前述の如くビツトレート周波数に等しいク
ロツクが加えられ、端子11には入力データ信号が加え
られる。この入力信号は後の信号の信号処理に都合のよ
いように符号変換器61によりNRZ−LEVELから
NRZ一MARKに変換し、論理回路60へ出力する。
ここでNRZ−LEVELおよびNRZ−MARKの信
号の説明をする。
NRZ−LEVELは入力データ「1],「O]に対応
して予め定められた電圧レベルの「1」,「0」を出力
するものである。
一方、NRZ−MARKは、入力データが[1]のとさ
は出力が1つ前の「1」,[O」の状態から変化し、入
力データが[0」のときは出力がその状態を維持するよ
うな信号である。例えば、「010111001」とい
うLEVELデータに対して、NRZ一MARKは[0
11010001」となる(第6図c′,d参照)。し
たがつて、符号変換器61はデータとクロツクとのAN
D回路63の出力をフリツプフロツプ64に入力する回
路が用いられる。また、論理回路60はNRZ−MAR
K信号に対応して出力が位相連続となるよう制御信号を
出力する回路であり、NRZ−MARKからなるマーク
「1」用ゲート信号73止VNRZ−MARKの反絵信
号であるスペース「O]用ゲート信号74と、後に詳し
く説明するように、スペース時が奇数回目のとき位相を
反転するマーク用位相切換信号71と、マーク時が奇数
回目のとき位相を反転するスペース用位相切換信号72
とを出力する0これら論理回路はAND回路67(65
)およびバイナリカウンタ(フリツプフロツプ)68(
65)により簡単(ζ構成される。マーク用位相遷移器
51は、信号71により信号Fmの位相を同相又は18
00位相遷移した信号を、マーク用ANDゲート53に
出力し、スペース用位相遷移器52は、信号72により
信号Fsの位相を同相又は1800位相遷移した信号を
スペース用ANDゲート54に出力する。
これら位相遷移器51,52は例えば排他的論理和(E
xcIusive−0R)回路が用いられる。すなわち
、位相切換信号71(72)がOのときは入力信号Fm
(Fs)をそのまま出力FmO(Fsπ)とし、位相切
換信号が「1」のときは入力信号Fm(Fs)を反転(
180の位相遷移)した出力Fmπ(FsO)を出力す
る。なお、この位相遷移器としては、制御信号を正、負
に切換えることにより位相を反転するリング変調器など
同等の機能を有するものも当然使用できる。マーク用A
NDゲート53は、上記動作により予め位相遷移された
Fm信号をマーク用ゲート信号73によりスイツチング
し00Rゲート62に出力し、スペース用ANDゲート
54は、同様に予め位相遷移されたFs信号を、スペー
ス用ゲート信号74によりスイツチングし0Rゲート6
2に出力する。
0Rゲート62はANDゲート53,54出力の0Rを
とりその信号を位相直線型帯域戸波器28へ出力し、こ
の淵波器は、0Rゲート62出力の時点で矩形波であつ
た位相連続FSK信号の高調波成分を除去し、正弦波に
整形する。
ここで本発明を明らかにするため、位相連続FSK方式
の具体例として、マーク周波数信号Fmが87.5MH
z1スペース周波数信号が80.5MHz,1ビツト長
が14MHzである場合、即ち、互の周波数差がビツト
周波数の1/2であるようなマーク周波数信号Frll
とスペース周波数信号F8の場合の動作について説明す
る。
1ビツトの中に、信号Fmは6.25Hz1信号Fsは
5.75Hz含まれることになり、これを図示すると第
4図の波形図のようになる。
(ここで同相と逆相との関係を、それぞれFmO(5f
IT1π,FsO(5fsπと表わすものとする)。そ
れぞれの位相関係が連続的であるためには、切換のタイ
ミング0,2T(この波形で偶数回目)のときはFmO
(5fs0の間およびFmπとFsπの間で切換えれば
よく、切換タイミングT(この波形で奇数回目)のとき
はFmOとFsπとの間およびFmπとFsOとの間で
切換えればよい。第5図はこのアルゴリズムの状態図で
ある。
カツコで表わした(0),(1)はNRZ−MARK変
換されたレベルに対応する出力(第6図d)、すなわち
FrrlO,fIll7およびF8O,f8.を示し、
カツコのない゛O゛,゛1゛は入力データ(第6図b)
を示す。最初の伏態をF87CからFrn7になつた伏
態(第4図のt=Tに対応する状態)とし、FITlゎ
の状態になつてから”0゛入力が偶数回であつたとする
と(第4図のt=Tに対応)、次に入力したデータが゛
1゛の時、前のビツトの位相と入力したデータとの位相
が連続である為には、次の伏態はF8Oでなければなら
ない。
更に続いでビが人力した場合(第4図のt=2Tに対応
)、その伏態はFInOに移る。FInOの状態となり
次に”O゛が入力した場合は、その状態FrllOが保
持されるが、保持されたビツト数、即ぢO゛入力の回数
が奇数回であれば(第4図のt=2Tに対応)、その次
に入力するデータが”ビである場合その状態はF8O即
ち破線(第5図)で示す方向へ状態が遷移することにな
る。
本兄明回路に含まれる論理回路には、マーク用位相遷移
器51の位相を匍脚するバイナリカウンタ68があり、
このカウンタ68はスペース用ANDゲート用信号74
の立上りの情報であるANDゲート67の出力とスペー
ス状態になつてからの゛O゛データ入力の回数をカウン
トし、マーク用ANDゲート信号73でマーク用AND
ゲート53が開く前に、マーク用位相遷移器510)位
相を決める。
またスペース用位相遷移器52の位相を制御するバイナ
リカウンタ66はマーク用ANDゲート信号73の立上
りの情報であるANDゲート65の出力とマーク状態に
なつてからの゛1“データ入力立上り情報の回数をカウ
ントし、スペース用ANDゲート信号74でスペース用
ANDゲート54が開く前に、スペース用位相遷移器の
位相を決める。次に、第5図を第4図および第6図を対
応させて位相遷移の状態を説明する。
最初F8Oの状態(第6図J)であり次に入カアーダ゜
18(第6図b)により破線方向に移動しFrn7とな
つたとする(第4図のタイミングT)。次の入力データ
゛O゛ではFrn7の伏態を維持する。次の入力データ
”ビに対してFrrl7の伏態保持(すなわち゛0”の
回数)が奇数であるから、移動方向が前の移動方向とは
逆の実線方向になりF8Oとなる。次の入力データば1
”でさらに実線方向に進みFrnOとなり、次の入カデ
ーダビで同じ実線方向でF877:となる。次の入力デ
ータは2個とも゛0“であるからF87の伏態を維持す
る。次の入カデーダビにより、F,ャの状態保持が2回
(偶数)であるから同じ実線方向に進みFm7cとなる
。このFrr]7の状態は3個の入力データ゛0゛で同
じFrr]ャを維持し、次の入力データ゜゛ビによりF
m7の状態保持が3回(奇数)であつたので移動方向は
前の移動方向とは逆の破線方向に移動しF57となる。
このように、位相連続のためのアルゴリズムの移動方向
は、第6図bの入力データの最初の位相状態と状態保持
の回数の偶数、奇数の判定とにより決定される〇今、出
力がFmπてマーク用アンドゲート信号73が”1゛と
なりゲート53が開いてスペース用位相遷移器52の位
相がFsπ(第6図g)であつたとすれば(第6図t1
)、スペース用位相遷移器52は、Fmπのマーク用A
NDゲートのその上りの情報であるゲート65の出力で
、先に述べた論理回路内のバイナリカウンタ66により
出力を反転して、その位相が反転させられFsOとなる
((第6図T2)。
反転した後スペース用ANDゲート54がスペース用ゲ
ート信号73でFsOの信号を読み出す(第6図T3)
また、データ”1゛が入力した時、マグ用位相遷移器5
1はFmπとなつていた(第6図f)のを、スペース用
ANDゲート信号74の立上り情報であるゲート67の
出力をこのバイナリカウンタ68に入力させる事により
、カウンタ出力が反転しFmOとなり、この後マーク用
ANDゲート信号73でFmOを洸み出す(第6図T4
)0以上説明した様に、本発明は位相連続の条件を満た
しかつ、位相遷移を続出しのゲート信号に先立つて行う
為、立相遷移を行わせる際の種々の影響を除去する事が
出来る。又デイジタル回路を利用した変調方式である為
、調整がほとんど必要なく、かつ帯域済波器を通して最
終的に出力を得る為、出力の位相連続FSK信号の包絡
線は平坦になる。更に、1,12の発振器に安定度の高
い、水晶発振器を採用する事により周波数安定度の高い
位相連続FSK信号が得られる。又回路構成も簡単であ
り、衛星搭載用として要求される高安定、高信頼度の要
求も満たし、この分野での利用が期待される。
【図面の簡単な説明】
第1図および第2図は従来の位相連続FSK信号変調回
路のプロツク図、第3図は本発明の実施例のプロツク図
、第4図は本発明の位相関係を示す波形図、第5図はそ
のアルゴリズムの状態図、第6図は第3図の動作波形図
である。 図において、1・・・・・・レベル変換器、2・・・・
・・VCOlll・・・・・・データ入力信号、13・
・・・・・出力信号、20・・・・・・搬送波発振器、
21・・・・・・掛算器、22・・・・・・マーク周波
数信号用済波器、23・・・・・・論理回路、24・・
・・・・スペース周波数信号用済波器、25,26・・
・・・・位相切換器、27・・・・・・合成器、28・
・・・・・帯域済波器、29・・・・・・分周器、31
・・・・・・クロツク端子、33・・・・・・出力端子
、51,52・・・・・・位相遷移器、53,54・・
・・・・ANDゲート、60・・・・・・論理回路、6
1・・・・・・符号変換回路、62・・・・・・0Rゲ
ート、71・・・・・・マーク用切換信号、72・・・
・・・スペース用切換信号、73・・・・・・マーク用
ゲート信号、74・・・・・・スペース用ゲート信号で
ある。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 互の周波数差がビット周波数の1/2であるような
    マーク周波数信号fmとスペース周波数信号fsを発生
    する回路と、前記それぞれの信号fm、fsの位相を同
    相または逆相に制御するそれぞれの位相遷移器と、前記
    位相遷移されたそれぞれの信号fm、fsをスイッチす
    るそれぞれのANDゲートと、これらANDゲート出力
    を合成するORゲートと、前記それぞれの位相遷移器と
    それぞれのANDゲートを所定のクロックから作られた
    信号によつて制御する論理回路とから構成される位相連
    続FSK信号変調回路において、前記論理回路はそのマ
    ーク(またはスペース)用位相遷移器の制御信号として
    、スペース(またはマーク)用ANDゲート信号の立上
    り情報とスペース(またはマーク)状態にあるビット数
    によつて位相を選び、かつマーク(またはスペース)用
    ANDゲート信号でマーク(またはスペース)用AND
    ゲートが開く前に位相を選ぶ制御信号を発生するもので
    あることを特徴とする位相連続FSK信号変調回路。
JP12512876A 1976-10-19 1976-10-19 位相連続fsk信号変調回路 Expired JPS5945272B2 (ja)

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