JPS61102804A - Fm検波回路 - Google Patents
Fm検波回路Info
- Publication number
- JPS61102804A JPS61102804A JP59224344A JP22434484A JPS61102804A JP S61102804 A JPS61102804 A JP S61102804A JP 59224344 A JP59224344 A JP 59224344A JP 22434484 A JP22434484 A JP 22434484A JP S61102804 A JPS61102804 A JP S61102804A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- signal
- component
- detection
- harmonic component
- higher harmonic
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- Pending
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-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03D—DEMODULATION OR TRANSFERENCE OF MODULATION FROM ONE CARRIER TO ANOTHER
- H03D3/00—Demodulation of angle-, frequency- or phase- modulated oscillations
- H03D3/007—Demodulation of angle-, frequency- or phase- modulated oscillations by converting the oscillations into two quadrature related signals
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03D—DEMODULATION OR TRANSFERENCE OF MODULATION FROM ONE CARRIER TO ANOTHER
- H03D2200/00—Indexing scheme relating to details of demodulation or transference of modulation from one carrier to another covered by H03D
- H03D2200/0041—Functional aspects of demodulators
- H03D2200/008—Hilbert type transformation
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03D—DEMODULATION OR TRANSFERENCE OF MODULATION FROM ONE CARRIER TO ANOTHER
- H03D3/00—Demodulation of angle-, frequency- or phase- modulated oscillations
- H03D3/006—Demodulation of angle-, frequency- or phase- modulated oscillations by sampling the oscillations and further processing the samples, e.g. by computing techniques
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Television Signal Processing For Recording (AREA)
- Noise Elimination (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明はFM変調された信号から原信号を検波するFM
検波回路に関する。
検波回路に関する。
FM信号、特にディジタル化されたFM信号を復調する
方法として多くの方式が提案されている(例えば昭和5
S年、電子通信学会、通信部門、全国大会、予稿集、5
5−8.”DSP化FM復調器の各種構成法の検討″参
照)。この中でクオドラチャ検波方式はその簡便さや性
能の点から特にLSI化に適しているとされる。この方
式は第3図に示す如き構成よりなっており、同図におい
て1はマルチプライヤ、2は1サンプルだけ信号を遅延
する遅延回路である。すなわちこの検波回路は、入力さ
れるFM信号y(t)を1サンプル遅延し、遅延しない
信号と掛算するものである。
方法として多くの方式が提案されている(例えば昭和5
S年、電子通信学会、通信部門、全国大会、予稿集、5
5−8.”DSP化FM復調器の各種構成法の検討″参
照)。この中でクオドラチャ検波方式はその簡便さや性
能の点から特にLSI化に適しているとされる。この方
式は第3図に示す如き構成よりなっており、同図におい
て1はマルチプライヤ、2は1サンプルだけ信号を遅延
する遅延回路である。すなわちこの検波回路は、入力さ
れるFM信号y(t)を1サンプル遅延し、遅延しない
信号と掛算するものである。
原信号を χ(t)(lχ(t)1≦1)、FM搬送波
の角周波数を ωC1角周波数偏移をΔωとすると、そ
のFM信号y(t)は次式のようになる。
の角周波数を ωC1角周波数偏移をΔωとすると、そ
のFM信号y(t)は次式のようになる。
y (t )=cos(ωc−t+Δω・ftr、 (
t ) dt)”・(1)ここで φ(t)=Δω・f
ゞχ(t)dtとすると(1)式は次のようになる。
t ) dt)”・(1)ここで φ(t)=Δω・f
ゞχ(t)dtとすると(1)式は次のようになる。
y(t)=cos(ωc−t+φ(t))・・・・・・
・・・・・(2)いまΔを時間毎にサンプリングしたと
すると、y(n・Δt)=cO5(ωclΔtOn+φ
(n−Δ1))・・・・(3) となる。n・ΔtをN、ωC・ΔtをWetとすると、
(3)式は次のようになる。
・・・・・(2)いまΔを時間毎にサンプリングしたと
すると、y(n・Δt)=cO5(ωclΔtOn+φ
(n−Δ1))・・・・(3) となる。n・ΔtをN、ωC・ΔtをWetとすると、
(3)式は次のようになる。
y (N)=cos(Wct−N+φ(N))・−・−
・・−・・・(4)従ってクオドラチャ検波回路を構成
するマルチプライヤ1の出力z(N)は、 z (N)” y (N)・y(N−1)=cos(W
ct−N+φ(N )) 参cos(Wct−N−Wc
t+φ(N −1)) = (cos(2・Wct−N+φ(N)+φ(N−1
)−Wct) + cos(φ(N)−φ(N−1)+
Wct))/2・・・・・・・・・・・・・・・・・(
5)となる。ここで搬送波の角周波数ωCと、サンプリ
ング間隔Δtとの関係を、 ωC・Δt=π/2+2・m・π・・・・・・・・・・
・・・(6)とすると(m=0.1.2、・・・)、(
5)式は次のようになる。
・・−・・・(4)従ってクオドラチャ検波回路を構成
するマルチプライヤ1の出力z(N)は、 z (N)” y (N)・y(N−1)=cos(W
ct−N+φ(N )) 参cos(Wct−N−Wc
t+φ(N −1)) = (cos(2・Wct−N+φ(N)+φ(N−1
)−Wct) + cos(φ(N)−φ(N−1)+
Wct))/2・・・・・・・・・・・・・・・・・(
5)となる。ここで搬送波の角周波数ωCと、サンプリ
ング間隔Δtとの関係を、 ωC・Δt=π/2+2・m・π・・・・・・・・・・
・・・(6)とすると(m=0.1.2、・・・)、(
5)式は次のようになる。
z (N)= (−sin(2・Wct−N+φ(N)
+φ(N−1)) +5in(φ(N)−φ(N −1)))、/ 2・・
・・・・・・・・・・・・・・(7)(7)式の右辺第
2項が検波出力のベースバンド成分であり、第1項が乗
算により生じた2ωCの角周波数の第2次高調波成分及
びそのサイドバンド成分である(以後このサイドバンド
成分を含めて第2次高調波成分と称する)。いまφ(N
)の微分値φ′(N)が(φ(N)−φ(N−1))/
Δtで近似できるとすると、(7)式のベースバンド成
分は。
+φ(N−1)) +5in(φ(N)−φ(N −1)))、/ 2・・
・・・・・・・・・・・・・・(7)(7)式の右辺第
2項が検波出力のベースバンド成分であり、第1項が乗
算により生じた2ωCの角周波数の第2次高調波成分及
びそのサイドバンド成分である(以後このサイドバンド
成分を含めて第2次高調波成分と称する)。いまφ(N
)の微分値φ′(N)が(φ(N)−φ(N−1))/
Δtで近似できるとすると、(7)式のベースバンド成
分は。
sin (φ(N)−φ(N −1))句5in(Δt
・φ’(N))= sin (Δt・Δω・χ(N))
・・・・・・・・・・・・・・・・(8)となる、従っ
てベースバンド成分をフィルタで抽出して原信号を検波
することができる。そしてこの出力をさらにsinの逆
関数回路に通すことにより直線性を向上させることがで
きる。このことについては電子通信学会論文誌、83/
2、Vol。
・φ’(N))= sin (Δt・Δω・χ(N))
・・・・・・・・・・・・・・・・(8)となる、従っ
てベースバンド成分をフィルタで抽出して原信号を検波
することができる。そしてこの出力をさらにsinの逆
関数回路に通すことにより直線性を向上させることがで
きる。このことについては電子通信学会論文誌、83/
2、Vol。
1、J−668−No、2、第259頁乃至第260頁
、″ディジタル信号処理技術を用いたクオドラチャ形F
M復調器のひずみ特性の改善について″と題する論文に
詳しい。
、″ディジタル信号処理技術を用いたクオドラチャ形F
M復調器のひずみ特性の改善について″と題する論文に
詳しい。
クオドラチャ検波においてはディジタル、アナログいず
れの場合であっても上述した第2次高調波成分が原理的
に生ずるところから、この成分がベースバントの周波数
帯域と重ならないように、また重なったとしてもその成
分が少ないようにFMの角周波数ωC5角周波数偏移Δ
ω等の各パラメータが定められている。しかしながら例
えばVTRやビデオディスクにおけるFM変調のように
。
れの場合であっても上述した第2次高調波成分が原理的
に生ずるところから、この成分がベースバントの周波数
帯域と重ならないように、また重なったとしてもその成
分が少ないようにFMの角周波数ωC5角周波数偏移Δ
ω等の各パラメータが定められている。しかしながら例
えばVTRやビデオディスクにおけるFM変調のように
。
ベースバンドの帯域幅に対して角周波数ωCが低い場合
、ディジタルクオドラチャ検波をすると、その検波出力
のスペクトラムは第4図に示す如くとなり、ベースバン
ド成分3と高調波成分4とが近接することになる(検波
後の出力なので角周波数ωCの成分は現れない)。その
結果ベースバンドを分離するフィルタとして急峻な特性
のものが必要となり、勢いその段数も多くせざるを得な
かった・ またディジタルクオドラチャ検波の条件である(6)式
におけるmの値をOとすると。
、ディジタルクオドラチャ検波をすると、その検波出力
のスペクトラムは第4図に示す如くとなり、ベースバン
ド成分3と高調波成分4とが近接することになる(検波
後の出力なので角周波数ωCの成分は現れない)。その
結果ベースバンドを分離するフィルタとして急峻な特性
のものが必要となり、勢いその段数も多くせざるを得な
かった・ またディジタルクオドラチャ検波の条件である(6)式
におけるmの値をOとすると。
ωC・八t=π/2
.8.Δt=π/2eωC9
となり、サンプリング角周波数をωSとすると、2π/
Δt=ωs=4・ωC・・・・・・・・・・・・・・・
・(9)となる。すなわち2・ωC=ωs/2となり、
第2次高調波成分の中心がサンプリングの折り返し周波
数となる。従って例えば角周波数ωCが周波数の高い方
にΔωCだけオフセットした場合、第5図に示す如く折
り返し成分5がベースバンド成分3と重なる所謂エリア
シング歪が生じ、S/Nが悪化する欠点があった。
Δt=ωs=4・ωC・・・・・・・・・・・・・・・
・(9)となる。すなわち2・ωC=ωs/2となり、
第2次高調波成分の中心がサンプリングの折り返し周波
数となる。従って例えば角周波数ωCが周波数の高い方
にΔωCだけオフセットした場合、第5図に示す如く折
り返し成分5がベースバンド成分3と重なる所謂エリア
シング歪が生じ、S/Nが悪化する欠点があった。
第1図は本発明のFM検波回路の構成を表しており、第
3図における場合と対応する部分には同一の符号を付し
てあり、その詳述は省略する。本発明においては、第3
図におけるマルチプライヤ1と遅延回路2とよりなるク
オドラチャ検波回路1o、11が1対設けられている。
3図における場合と対応する部分には同一の符号を付し
てあり、その詳述は省略する。本発明においては、第3
図におけるマルチプライヤ1と遅延回路2とよりなるク
オドラチャ検波回路1o、11が1対設けられている。
12は入力されるディジタル化されたFM信号をヒルベ
ルト変換する変換器としてのフィルタであり、13は入
力信号をnサンプル遅延させる遅延回路であり、その遅
延時間は変換器12の遅延時間と対応している。14は
1対のクオドラチャ検波回路10.11の出力を加算す
る加算器である。
ルト変換する変換器としてのフィルタであり、13は入
力信号をnサンプル遅延させる遅延回路であり、その遅
延時間は変換器12の遅延時間と対応している。14は
1対のクオドラチャ検波回路10.11の出力を加算す
る加算器である。
しかしてその動作を説明する。入力されたディジタルF
M信号を(4)式で表すとすると、変換器12でヒルベ
ルト変換された信号9(N)は、9 (N)=cos(
Wct−N+φ(N)+x/2)=sin(”rVct
−N+φ(N))・・・・・・・・・・・・・・・・(
10)となる。このヒルベルト変換信号”II’(N)
をクオドラチャ検波回路10で検波したときの出力2(
N)は、 HCN)=”t(N)愕(N−1) =sin(Wct−N+φ(N )) ・5in(Wc
t−N+φ(N −1)−Wct) =〔−〇08(2・Wct−N+φ(N)+φ(N −
1) −Wct) +cos(φ(N)−φ(N −1
)+ Wct) ) / 2・・・・・・・・・・・・
・・・(11)となる、一方(4)式で表される入力F
M信号をクオドラチャ検波回路11で検波したときの出
力信号z(N)は(5)式で表される。(5)式と(1
1)式とを比較すれば明らかな如く、信号z(N)と信
号z(N)においてはベースバンド成分の項は同相であ
るが、第2次高調波成分の項は逆相となっている。そこ
で検波器10と11の出力を加算器14で加算すれば、
その出力za(N)は、za(N)= z (N)+
r(N)= cos (φ(N)−φ(N −1)+
Wct)= sin (φ(N)−φ(N −1))−
’・(12)となり、第2次高調波成分の項は相殺され
、ベースバンド成分の項のみが出力される。しかもその
出力za(N)は出力z (N)又は?(N)に較べ2
倍のレベルとなり、検波ゲインも大きく取れることにな
る。
M信号を(4)式で表すとすると、変換器12でヒルベ
ルト変換された信号9(N)は、9 (N)=cos(
Wct−N+φ(N)+x/2)=sin(”rVct
−N+φ(N))・・・・・・・・・・・・・・・・(
10)となる。このヒルベルト変換信号”II’(N)
をクオドラチャ検波回路10で検波したときの出力2(
N)は、 HCN)=”t(N)愕(N−1) =sin(Wct−N+φ(N )) ・5in(Wc
t−N+φ(N −1)−Wct) =〔−〇08(2・Wct−N+φ(N)+φ(N −
1) −Wct) +cos(φ(N)−φ(N −1
)+ Wct) ) / 2・・・・・・・・・・・・
・・・(11)となる、一方(4)式で表される入力F
M信号をクオドラチャ検波回路11で検波したときの出
力信号z(N)は(5)式で表される。(5)式と(1
1)式とを比較すれば明らかな如く、信号z(N)と信
号z(N)においてはベースバンド成分の項は同相であ
るが、第2次高調波成分の項は逆相となっている。そこ
で検波器10と11の出力を加算器14で加算すれば、
その出力za(N)は、za(N)= z (N)+
r(N)= cos (φ(N)−φ(N −1)+
Wct)= sin (φ(N)−φ(N −1))−
’・(12)となり、第2次高調波成分の項は相殺され
、ベースバンド成分の項のみが出力される。しかもその
出力za(N)は出力z (N)又は?(N)に較べ2
倍のレベルとなり、検波ゲインも大きく取れることにな
る。
尚以上においてはサンプリング角周波数ωSによる第2
次高調波成分の折り返し成分がベースバンド内に重なっ
てくる場合について説明したが、本発明においては例え
ば第2図に示す如く、FM変調のパラメータを、ベース
バンド成分3と第2次高調波成分4とがスペクトラム上
で重なるように設定した場合においても検波が可能とな
る。従って帯域の限られている記録媒体に、より広い帯
域のFM信号を記録することができる。また以上におい
ではディジタルFM信号を例として説明してきたが、ア
ナログFM信号においても同様の効果を奏することがで
きる。さらにクオドラチャ検波ではなく、検波出力に第
2次高調波成分を含むパルスカウント検波においても本
発明は応用可能である。
次高調波成分の折り返し成分がベースバンド内に重なっ
てくる場合について説明したが、本発明においては例え
ば第2図に示す如く、FM変調のパラメータを、ベース
バンド成分3と第2次高調波成分4とがスペクトラム上
で重なるように設定した場合においても検波が可能とな
る。従って帯域の限られている記録媒体に、より広い帯
域のFM信号を記録することができる。また以上におい
ではディジタルFM信号を例として説明してきたが、ア
ナログFM信号においても同様の効果を奏することがで
きる。さらにクオドラチャ検波ではなく、検波出力に第
2次高調波成分を含むパルスカウント検波においても本
発明は応用可能である。
以上の如く本発明においては、ヒルベルト変換したFM
信号としないFM信号とを各々検波し、ベースバンド成
分に対して第2次高調波成分が同相の信号と逆相の信号
を得て、それらを演算して第2次高調波成分を相殺する
ようにしたので、ベースバンド内に第2次高調波成分が
混入することがなくなり、両者の帯域が重なっていても
検波が可能となるばかりでなく、S/Nを格段に向上さ
せることができる。
信号としないFM信号とを各々検波し、ベースバンド成
分に対して第2次高調波成分が同相の信号と逆相の信号
を得て、それらを演算して第2次高調波成分を相殺する
ようにしたので、ベースバンド内に第2次高調波成分が
混入することがなくなり、両者の帯域が重なっていても
検波が可能となるばかりでなく、S/Nを格段に向上さ
せることができる。
第1図は本発明のFM検波回路のブロック図、第2図は
その周波数スペクトラム図、第3図は従来のFM検波回
路のブロック図、第4図及び第5図はその周波数スペク
トラム図である。 1・・・マルチプライヤ 2.13・・・遅延回路 3・・・ベースバンド4・・
・第2次高調波成分 5・・・折り返し成分 10.11・・・検波回路 12・・・ヒルベルト変換器 14・・・加算器以上
その周波数スペクトラム図、第3図は従来のFM検波回
路のブロック図、第4図及び第5図はその周波数スペク
トラム図である。 1・・・マルチプライヤ 2.13・・・遅延回路 3・・・ベースバンド4・・
・第2次高調波成分 5・・・折り返し成分 10.11・・・検波回路 12・・・ヒルベルト変換器 14・・・加算器以上
Claims (6)
- (1)入力されるFM信号をヒルベルト変換する変換器
と、該ヒルベルト変換されたFM信号を検波する第1の
検波手段と、該ヒルベルト変換されないFM信号を検波
する第2の検波手段と、該第1の検波手段の出力と該第
2の検波手段の出力とを演算する演算回路とを有するこ
とを特徴とするFM検波回路。 - (2)該ヒルベルト変換されないFM信号は、該変換器
がヒルベルト変換するのに要する時間に対応する時間遅
延された後該演算回路に入力されることを特徴とする特
許請求の範囲第1項記載のFM検波回路。 - (3)該第1及び第2の検波手段はクオドラチャ検波手
段であることを特徴とする特許請求の範囲第1項又は第
2項記載のFM検波回路。 - (4)該クオドラチャ検波手段は、マルチプライヤと遅
延回路とよりなることを特徴とする特許請求の範囲第3
項記載のFM検波回路。 - (5)該第1及び第2の検波手段はパルスカウント検波
手段であることを特徴とする特許請求の範囲第1項又は
第2項記載のFM検波回路。 - (6)入力される該FM信号はディジタル化されたFM
信号であることを特徴とする特許請求の範囲第1項乃至
第5項のいずれかに記載のFM検波回路。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59224344A JPS61102804A (ja) | 1984-10-25 | 1984-10-25 | Fm検波回路 |
US06/791,164 US4656432A (en) | 1984-10-25 | 1985-10-24 | FM detector with improved distortion and gain characteristics |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59224344A JPS61102804A (ja) | 1984-10-25 | 1984-10-25 | Fm検波回路 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS61102804A true JPS61102804A (ja) | 1986-05-21 |
Family
ID=16812287
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP59224344A Pending JPS61102804A (ja) | 1984-10-25 | 1984-10-25 | Fm検波回路 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4656432A (ja) |
JP (1) | JPS61102804A (ja) |
Families Citing this family (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE69027815T2 (de) * | 1989-05-25 | 1996-12-12 | Sony Corp | FM-Demodulator |
US4926132A (en) * | 1989-08-28 | 1990-05-15 | Motorola Inc. | FM detector with reduced distortion |
JP2798526B2 (ja) * | 1991-06-20 | 1998-09-17 | 富士通株式会社 | 周波数弁別器 |
US5465071A (en) * | 1992-07-13 | 1995-11-07 | Canon Kabushiki Kaisha | Information signal processing apparatus |
JPH09116338A (ja) * | 1995-10-19 | 1997-05-02 | Toshiba Corp | 遅延型fm復調回路 |
US5774502A (en) * | 1996-11-19 | 1998-06-30 | Harris Corporation | Fully integrated data receiver and method for receiving on/off keyed AM/PDSK modulated signals |
US7429842B2 (en) * | 2005-02-04 | 2008-09-30 | Alan M. Schulman | Control and alarm system for sump pump |
US10523261B2 (en) * | 2016-03-31 | 2019-12-31 | Apple Inc. | Co-channel wireless detection |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3991377A (en) * | 1975-12-02 | 1976-11-09 | Bell Telephone Laboratories, Incorporated | Differential phase shift keying demodulator |
JPS5656008A (en) * | 1979-10-15 | 1981-05-16 | Hitachi Ltd | Fm detecting circuit |
DE3274936D1 (en) * | 1981-09-26 | 1987-02-05 | Bosch Gmbh Robert | Digital demodulator for frequency-modulated signals |
-
1984
- 1984-10-25 JP JP59224344A patent/JPS61102804A/ja active Pending
-
1985
- 1985-10-24 US US06/791,164 patent/US4656432A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US4656432A (en) | 1987-04-07 |
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