JPS6330805B2 - - Google Patents

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JPS6330805B2
JPS6330805B2 JP2673382A JP2673382A JPS6330805B2 JP S6330805 B2 JPS6330805 B2 JP S6330805B2 JP 2673382 A JP2673382 A JP 2673382A JP 2673382 A JP2673382 A JP 2673382A JP S6330805 B2 JPS6330805 B2 JP S6330805B2
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JP
Japan
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signal
phase
voltage
output signal
output
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JP2673382A
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English (en)
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JPS58145202A (ja
Inventor
Koichi Nakagawa
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Oki Electric Industry Co Ltd
Original Assignee
Oki Electric Industry Co Ltd
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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03DDEMODULATION OR TRANSFERENCE OF MODULATION FROM ONE CARRIER TO ANOTHER
    • H03D1/00Demodulation of amplitude-modulated oscillations
    • H03D1/22Homodyne or synchrodyne circuits

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Circuits Of Receivers In General (AREA)
  • Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、振幅変調された搬送波信号(AM
信号)から復調信号を検出する復調回路に係り、
特に位相同期ループ回路(以下、PLL回路と云
う)を使用した同期検波型のAM信号復調回路に
関する。
PLL回路を使用した同期検波方式の復調回路
は耐雑音性にすぐれているため、従来から使用さ
れており、一般に第1図に示すような回路構成で
ある。この第1図において、復調回路は90度移相
器2、同期検波器3、低域フイルタ4(以下、
LPFと云う)、位相同期ループ回路100(以
下、PLL回路と云う)で構成されている。
このPLL回路100はスイツチ制御型の位相
比較器5、電圧制御発振器6、LPF7を有して
いる。
次に、第1図の復調回路の動作について説明す
る。信号入力端子1に入力された振幅変調信号
(以下AM信号と云う)aは90度移相器2により、
(+)90度または(−)90度シフトされて、同期
検波器3に入力される。
一方、PLL回路100において、位相比較器
5はAM信号aと電圧制御発振器6(以下、
VCOと云う)の出力信号bの位相を比較する。
両信号の位相差に相当する出力信号はLPF7を
通してVCO6に帰還され、AM信号aとVCO6
の出力信号bの間の位相差が90度の状態でPLL
回路100が同期状態に固定される。
同期検波器3は90度移相器2の出力信号a′と
VCO6の出力信号bの掛算を行い、復調信号d
を出力する。この復調信号dの高周波成分は低域
フイルタ4で除去されて、AM信号aの復調信号
eが信号出力端子15に得られる。
ここで、AM信号aの搬送波信号とVCO6の
出力信号bである復調用搬送波信号との位相差は
PLL回路100のループ利得が十分大きければ、
理想的にはπ/2となる。
位相同期状態でのAM信号入力と出力信号の理
想的な位相関係からの位相誤差θeは次式で与えら
れる。
θe=Δω/K0KD ここで、ΔωはVCO6のフリーラン状態の出力
信号周波数と入力信号周波数(同期時のVCO周
波数)との差、K0はVCO6の周波数感度、KD
位相比較器5の感度である。
これらは入力周波数とともに変化し、理想状態
の位相関係は保たれなくなる。
同期検波器3の出力信号bは90度移相器2の出
力信号a′とVCO6の出力信号bの位相差が零で
あるとき、最大検波(最大感度)出力電圧が得ら
れる。
しかし、第1図に示す従来の復調回路では、広
帯域にAM信号aを検波する場合、全帯域に亘つ
て最適の受信感度状態に保つことが極めて困難で
ある欠点を有していた。
すなわち、位相比較器5とVCO6は周波数特
性をもつているので、90度移相器2の出力信号と
PLL回路100の出力信号(VCO6の出力信号
b)の位相差の変動を一定に保持することがむず
かしく、そのため、PLL回路のループ利得が変
動し、受信周波数の全帯域で最大検波出力を得る
ことが不可能であつた。したがつて、従来の復調
回路では、広帯域、高感度受信機を実現すること
が極めて困難であつた。
この発明は、上記従来の欠点を除去するために
なされたもので、広帯域、高感度受信も可能にす
るAM信号復調回路を提供することを目的とす
る。
以下、この発明のAM信号復調回路の実施例に
ついて図面に基づき説明する。第2図はその一実
施例の構成を示すブロツク図である。この第2図
において、説明の都合上、第1図と同一部分には
同一符号を付して述べることにする。
信号入力端子1に入力されるAM信号aは
(−)90度移相器20およびPLL回路100内の
位相比較器5および(+)90度移相器80に入力
されるようになつている。(−)90度移相器20
の出力とPLL回路100内のVCO6の出力bは
同期検波器30に送られるようになつており、こ
の同期検波器30の出力E2は電圧加算器16に
送られるようになつている。
PLL回路100は第1図と同様に位相比較器
5、VCO6、LPF7とにより構成され、位相比
較器5はAM信号aとVCO6の出力信号bとを
入力してLPE7に出力し、LPF7の出力をVCO
6に出力するようになつているが、この発明では
さらに位相比較器5の出力信号電圧E1を電圧加
算器16,17にも送るようになつている。さら
に、VCO6の出力信号bは同期検波器90にも
送るようになつている。
また、(+)90度移相器80の出力は同期検波器
90に出力されるようになつている。この同期検
波器90の出力信号E3は電圧加算器17に出力
するようになつている。
上記電圧加算器16は同期検波器30の出力信
号電圧E3と位相比較器5の出力信号電圧E1を加
算して、出力信号電圧E4を切換スイツチ12に
送るようになつている。
同様にして、電圧加算器17は同期検波器90
の出力信号電圧E3と位相比較器5の出力信号電
圧E1とを加算して出力信号電圧E3を上記切換ス
イツチ12に送るようになつている。
この切換スイツチ12はLPF7の出力電圧
(直流電圧)の極性により、選択的に電圧加算器
16の出力信号電圧E4または電圧加算器17の
出力信号電圧E5をLPF4に出力する回路であり、
このLPF4の出力は信号出力端子15より取り
出すようになつている。
なお、上記同期検波器30,90は位相比較器
5と同様なタイミング信号により、入力信号をサ
ンプリングするスイツチング制御型の位相比較器
から構成されている。この位相比較器5、同期検
波器30,90は同様な周波数特性を有してお
り、これらの位相対出力電圧特性を第3図に示し
ている。ただし、第3図および第4図は、後述す
る数式中のKDAOA′/2を省略して、入力の位相関係 だけを示したものである。
次に以上のように構成されたこの発明のAM信
号復調回路の動作について説明する。第3図aは
AM信号aとVCO6の出力信号b(復調用搬送波
信号)の位相差θと位相比較器5の出力信号電圧
E1の関係を示している。
また、第3図bは(−)90度遅延させたAM信
号とVCO6の出力信号の位相差θと同期検波器
30の出力信号電圧E2の関係を示している。
第3図cは(+)90度進相したAM信号と
VCO6の出力信号の位相差θと同期検波器90
の出力信号電圧E3の関係を示している。
ところで、一般に位相比較器5の出力電圧と同
期検波器30の出力電圧を電圧加算器16(一般
には簡単な演算増幅器などによつて構成できる)
によつて加算すると、電圧加算器16の出力信号
電圧E4は VCOの出力信号を AO cos(ωit+θ1) ……(1) ただしθ1は両入力の位相差 AM信号を A1(1+m cosωst)cosωit=A′cosωi
……(2) ただし、m:AMにおける変調度 A1:搬送波の電流最大値 ωs:変調波の角周波数 ωi:搬送波の角周波数(位相同期状態ではVCO
の角周波数と等しい) A′:振幅変調成分A1(1+m cosωst) Ao:VCOの変換定数〔rad/V・sec〕 とすると、(1)、(2)式より位相比較器5の出力は E1=AO cos(ωit+θ1)×A′cosωit×KD
KDAOA′/2{cos(2ωit+θ1)+cosθ1}……(3) ただし、KD:位相比較器の変換定数〔V/
rad〕 また、同期検波器30の出力は E2=AO cos(ωit+θ1)×A′cos(ωit−π/2
)×KD=KDAOA′/2{sin(2ωit+θ1)−sinθ1
}……(4) となり、したがつて、(3)、(4)式より、 E4=E1+E2=KDAOA′/2{cos(2ωit+θ1)+c
osθ1+sin(2ωit+θ1)−sinθ1} =KDApA′/2{cos(2ωit+θ1)+sin(2ωi
t+θ1)+cosθ1−sinθ1}……(5) となる。
(5)式の{ }内の前2項は切換スイツチ12を
通した後の低減フイルタ4により除去され、E1
+E2=KDApA′/2(cosθ1−sinθ1)となる。
また、同様に電圧加算器17の出力 E5=E1+E3=KDApA′/2{cos(2ωit+θ
1)−sin(2ωit+θ1)+cosθ1+sinθ1}……(6) となり、低域フイルタ通過後はE1+E3
KDApA′/2(cosθ1+sinθ1)となる。
いま、位相比較器5がπ/2<θ1<πの範囲
(第3図のθ1)にシフトした状態で同期制御され
ているものとすると、第3図a、第3図bのよう
に、位相比較器5および同期検波器30,90の
出力電圧はe11,e21,e31となる、したがつて、第
4図aに示されるように、電圧加算器16の出力
信号電圧E4=e11+e21が得られる。
次に、位相比較器5が0<θ2<π/2の範囲
(第3図のθ2)にシフトした状態で同期制御され
ていると、第3図a、第3図cのように、位相比
較器5および同期検波器30,90の出力信号電
圧E1,E2,E3はそれぞれe12,e22,e32となる。し
たがつて、電圧加算器17の出力信号電圧E5
第4図(b)に示すように、E5=e12+e32となる。
電圧加算器16,17の出力信号電圧E4,E5
の絶対値の大きい信号が切換スイツチ12により
選択的にLPF4に伝達される。この切換スイツ
チ12の制御信号はLPF7の直流出力電圧cが
利用される。
第3図において、AM信号aが位相比較器5の
出力信号電圧E1よりも遅れていれば、電圧加算
器16から正の出力信号電圧E1が切換スイツチ
12を介したLPF4に伝達され、また、逆に
π/2進んでいれば、電圧加算器17から負の出
力信号電圧E5が切換スイツチ12を介してLPF
4に伝達される。したがつて、AM信号aの復調
信号が信号出力端子15に得られる。
また、第4図より明らかなように、AM信号a
とVCO6の出力信号電圧の位相差が0<θ<
π/2の範囲で変動しても、常に位相比較器5の
最大出力信号電圧以上の出力信号が得られる。し
たがつて、入力されるAM信号aの周波数が広範
囲に変化しても、高感度を維持することが可能と
なる。
第5図はこの発明のAM信号復調回路の第2の
実施例を示すブロツク図である。この第5図にお
いて、第2図と同一の機能を有する部分には第2
図と同一符号が付されている。
すなわち、第5図では、第2図における電圧加
算器16,17を省略して、同期検波器30,9
0の各出力信号圧E2,E3は直接切換スイツチ1
2に入力されるようになつており、また、切換ス
イツチ12の出力は電圧加算器200を介して
LPF4に伝達されるようになつている。その他
の構成は第2図と同様である。
この第5図においても、第2図の場合と同様に
して、切換スイツチ12はLPF7の直流出力電
圧cにより制御され、電圧加算器200は位相比
較器5の出力信号電圧E1が入力される。これに
より、電圧加算器200はこの位相比較器5の出
力信号電圧E1と、切換スイツチ12で選択され
た同期検波器30の出力信号電圧E2との加算、
あるいは位相比較器5の出力信号電圧E1と同期
検波器90の出力信号電圧E3との加算を行う。
したがつて、AM信号aが位相比較器5の出力
信号電圧E1よりπ/2遅れていれば、電圧加算
器200から同期検波器30の出力信号電圧E2
の正の出力電圧がLPF4に送られる。また、逆
に、AM信号aが位相比較器5の出力信号電圧E1
よりもπ/2進んでいれば、電圧加算器200か
ら同期検波器90の出力信号電圧E3の負の出力
電圧がLPF4に送られる。これにより、AM信号
の復調信号が信号出力端子15より取り出され
る。
この第5図の実施例では、上記からも明らかな
ように、同期検波器30,90の出力信号電圧
E2,E3切換スイツチ12により選択されて電圧
加算器200に入力されるため、第2図で示した
第1の実施例に比べて、電圧加算器が一つ削減で
きる利点を有している。
なお、第2図および第5図の実施例は(−)90
度移相器20および(+)90度移相器80以外は
すべてIC化され、特に、MOSトランジスタによ
るワンチツプIC化に適するものである。
以上のように、この発明のAM信号復調回路に
よれば、PLL回路によりAM信号の位相に同期し
た出力信号を取り出し、この出力信号によりAM
信号をそれぞれ(−)90度および(+)90度移相
したAM信号を二つの同期検波器で同期検波し、
この両同期検波器の出力信号電圧とPLL回路の
出力信号とAM信号との位相差に相当する信号と
を電圧加算器で加算し、この位相差に相当する信
号の直流スイツチを切り換えて選択的に電圧加算
器の出力電圧を取り出すか、あるいは切換スイツ
チで両同期検波器の出力信号電圧を抽出した後に
上記位相差に相当する信号と同期検波器の出力信
号電圧とを加算するようにしたので、広帯域、高
感度受信が可能となる。
これにともない、入力の搬送波周波数を広帯域
に受信するAM検波器として有効であり、広帯域
AM受信機、測定用AM検波器に利用することが
できるものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来のAM信号復調回路の構成を示す
ブロツク図、第2図はこの発明のAM信号復調回
路の一実施例の構成を示すブロツク図、第3図a
ないし第3図cおよび第4図a、第4図bはそれ
ぞれこの発明のAM信号復調回路の動作を説明す
るための各部の信号波形図、第5図はこの発明の
AM信号復調回路の他の実施例の構成を示すブロ
ツク図である。 1……信号入力端子、4,7…低域フイルタ、
5……位相比較器、6……電圧制御発振器、12
……切換スイツチ、15……信号出力端子、1
6,17,200……電圧加算器、20……
(−)90度移相器、30,90……同期検波器、
80……(+)90度移相器、100……位相同期
ループ。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 振幅変調信号の位相を(+)90度シフトさせ
    る第1の移相器と、前記振幅変調信号の位相を
    (−)90度シフトさせる第2の移相器と、前記振
    幅変調信号の位相に同期した信号を出力する位相
    同期ループ回路と、前記第1の移相器の出力信号
    を前記位相同期ループ回路の出力信号により同期
    検波する第1の同期検波器と、前記第2の移相器
    の出力信号を前記位相同期ループ回路の出力信号
    により同期検波する第2の同期検波器と、前記振
    幅変調信号の位相と前記位相同期ループ回路の出
    力信号との位相差に相当する信号電圧と前記第1
    の同期検波器の出力信号電圧とを加算する第1の
    電圧加算器と、前記位相差に相当する信号電圧と
    前記第2の同期検波器の出力信号電圧とを加算す
    る第2の電圧加算器と、前記位相差に相当する信
    号電圧の直流成分電圧により前記第1または第2
    の電圧加算器の出力信号電圧を選択的に切り換え
    て取り出す切換スイツチと、この切換スイツチの
    出力信号電圧を前記振幅変調信号の復調信号に変
    換する低域フイルタとよりなるAM信号復調回
    路。 2 振幅変調信号の位相を(+)90度シフトさせ
    る第1の移相器と、前記振幅変調信号の位相を
    (−)90度シフトさせる第2の移相器と、前記振
    幅変調信号の位相に同期した信号を出力する位相
    同期ループ回路と、前記第1の移相器の出力信号
    を前記位相同期ループ回路の出力信号により同期
    検波する第1の同期検波器と、前記第2の移相器
    の出力信号を前記位相同期ループ回路の出力信号
    により同期検波する第2の同期検波器と、前記振
    幅変調信号の位相と前記位相同期ループ回路の出
    力信号との位相差に相当する信号電圧の直流成分
    電圧により前記第1または第2の同期検波器の出
    力信号電圧を選択的に切り換えて取り出す切換ス
    イツチと、この切換スイツチの出力信号電圧と前
    記位相差に相当する信号電圧とを加算する電圧加
    算器と、この電圧加算器の出力信号電圧を前記振
    幅変調信号に変換する低域フイルタとよりなる
    AM信号復調回路。
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US5628602A (en) * 1996-01-18 1997-05-13 Kyo-Ei Sangyo Kabushiki Kaisha Anti-theft hub nut for vehicle wheels

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