JPS6388905A - Fm signal demodulator - Google Patents
Fm signal demodulatorInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は周波数変調信号をディジタル信号処理によって
復調するFM信号復調装置に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to an FM signal demodulation device that demodulates a frequency modulated signal by digital signal processing.
従来の技術
近年、周波数変調信号をディジタル信号処理によって復
調することが求められ、三角関数の逆関数を計算する回
路を持った復調器が用いられている。以下図面を参照し
ながら、上述した従来のFM信号復調装置について説明
する。2. Description of the Related Art In recent years, there has been a demand for demodulating frequency modulated signals by digital signal processing, and demodulators having a circuit for calculating inverse trigonometric functions have been used. The above-mentioned conventional FM signal demodulation device will be described below with reference to the drawings.
第3図は従来のFM復調装置のブロック図である。第3
図において、20は入力端子、21と22はディジタル
フィルタ、23は除算器、24は逆正接を計算する逆正
接計算器、26は微分器、26は出力端子である。FIG. 3 is a block diagram of a conventional FM demodulator. Third
In the figure, 20 is an input terminal, 21 and 22 are digital filters, 23 is a divider, 24 is an arctangent calculator for calculating an arctangent, 26 is a differentiator, and 26 is an output terminal.
以上のように構成されたFM信号復調装置を利用し、周
波数変調信号を復調する場合について、以下にその動作
を説明する。The operation of demodulating a frequency modulated signal using the FM signal demodulation device configured as described above will be described below.
入力端子2oには標本化された信号が入力さね、ディジ
タルフィルタ21及び22に加えられる。A sampled signal is input to the input terminal 2o and applied to digital filters 21 and 22.
ディジタルフィルタ21の出力Er及びディジタルフィ
ルタ22の出力E、は除算器23に入力されたE、/E
rが計算される。除算器23の出力は逆正接を計算する
逆正接計算器24に加えられjan ” (E 、/
E r)が出力される。FM信号の存在する帯域内でデ
ィジタルフィルタ21及び22の振幅特性が同じで位相
等性が90°ずれていれば、li:i=A sinθ、
E r=Acosθ と聚現でき、逆正接計算器24
の出力は、FM信号の位相θとなる。逆正接計算器24
の出力は、微分器25に加えられて、位相の変動速度が
微分器25の出力端子26に得られる。つまり出力端子
26には周波数変調信号の位相変動速度の標本値、すな
わち復調信号の標本値が得られる。The output Er of the digital filter 21 and the output E of the digital filter 22 are the E, /E input to the divider 23.
r is calculated. The output of the divider 23 is added to an arctangent calculator 24 that calculates the arctangent,
E r) is output. If the amplitude characteristics of the digital filters 21 and 22 are the same and the phase equality is shifted by 90° within the band where the FM signal exists, li:i=A sinθ,
It can be expressed as E r=Acosθ, and arctangent calculator 24
The output becomes the phase θ of the FM signal. Arctangent calculator 24
The output of is applied to a differentiator 25, and the rate of change in phase is obtained at an output terminal 26 of the differentiator 25. In other words, at the output terminal 26, a sample value of the phase fluctuation rate of the frequency modulation signal, that is, a sample value of the demodulated signal is obtained.
発明が解決しようとする問題点
しかしながら前記のような装置で、周波数変調信号のレ
ベルが基準レベルよシ増大、あるいは減少した場合にも
良好な復調出力が得られるようにするためには、復調器
内部の処理語長を大きくとらなければならない。このた
め、除算器や逆正接計算器の入出力語長が大きくなシ、
復調装置の回路規模が大きくなりすぎてしまう。Problems to be Solved by the Invention However, in order to obtain a good demodulated output even when the level of the frequency modulated signal increases or decreases from the reference level in the above-mentioned device, it is necessary to use a demodulator. The internal processing word length must be increased. Therefore, when the input/output word length of the divider or arctangent calculator is large,
The circuit scale of the demodulator becomes too large.
本発明は前記問題点に鑑み、回路規模が小さくて、しか
もFM信号のレベル変動があっても良好な復調出力が得
られるFM信号復調装置を提供するものである。In view of the above-mentioned problems, the present invention provides an FM signal demodulation device which has a small circuit scale and which can provide a good demodulated output even when there are fluctuations in the level of the FM signal.
問題点を解決するための手段
前記問題点を解決するため、本発明のFM信号復調装置
は、標本化された周波数変調信号が入力され、かつ周波
数変調信号が存在する帯域で振幅特性が等しく、位相特
性が90’ずれている2つのディジタルフィルタと、2
つのディジタルフィルタの出力から信号レベルを検出す
るレベル検出回路と、レベル検出回路の出力に従ってデ
ィジタルフィルタの出力の語長を制限する語長制限回路
と、語長制限回路の出力比の逆正接値を出力する逆正接
演算回路と、逆正接演算回路の出力を微分する微分器と
を備えたものである。Means for Solving the Problems In order to solve the above problems, the FM signal demodulation device of the present invention has a frequency modulation signal that is inputted with a sampled frequency modulation signal and has equal amplitude characteristics in the band where the frequency modulation signal exists. Two digital filters whose phase characteristics are shifted by 90',
a level detection circuit that detects the signal level from the output of two digital filters, a word length limiting circuit that limits the word length of the output of the digital filter according to the output of the level detection circuit, and an arctangent value of the output ratio of the word length limiting circuit. It is equipped with an arctangent calculation circuit that outputs an output, and a differentiator that differentiates the output of the arctangent calculation circuit.
作 用
本発明は前述した構成によって、ディジタルフィルタの
出力語長をレベル検出回路の出力に応じて制限すること
によって、逆正接演算器の処理語長を小さくしている。Operation The present invention reduces the processing word length of the arctangent calculator by limiting the output word length of the digital filter according to the output of the level detection circuit with the above-described configuration.
しかも、語長制限はFM信号の信号レベルに応じて行わ
れるからFM信号のレベルが増減しても良好な復調信号
が得られる。Moreover, since word length limitation is performed according to the signal level of the FM signal, a good demodulated signal can be obtained even if the level of the FM signal increases or decreases.
実施例
以下本発明の一実施例のFM信号復調装置について、図
面を参照しながら説明する。第1図は本発明の一実施例
におけるFM信号復調装置の構成を示すものである。第
1図において、1は入力端子、2と3はディジタルフィ
ルタ、4はレベル検出回路、5と6は絶対値回路、7は
ピットごとの論理加算回路、8はゼロでない最上位ピッ
トを検出する検出回路、9はシフト信号発生回路、10
と11は語長制限回路、12と13はシフトレジスタ、
14と16は上位ピット抽出回路、16はROM等を用
いて構成された逆正接演算回路17は微分器、18は出
力端子である。Embodiment Hereinafter, an FM signal demodulator according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows the configuration of an FM signal demodulator according to an embodiment of the present invention. In Figure 1, 1 is an input terminal, 2 and 3 are digital filters, 4 is a level detection circuit, 5 and 6 are absolute value circuits, 7 is a logical addition circuit for each pit, and 8 detects the highest pit that is not zero. Detection circuit, 9 is a shift signal generation circuit, 10
and 11 are word length limiting circuits, 12 and 13 are shift registers,
14 and 16 are upper pit extraction circuits, 16 is an arctangent calculation circuit 17 constructed using a ROM, etc., is a differentiator, and 18 is an output terminal.
以上のように構成されたFM信号復調装置について、以
下第1図と第1図のレベル検出回路及び語長制限回路の
動作状態をある特定の場合を例にとって示した第2図を
用いて説明する。なお、ディジタルフィルタの出力語長
及び語長制限回路の出力語長は任意であるが、ここでは
説明を容易にするためにディジタルフィルタの出力語長
が8ビツトで、語長制限回路の出力が4ビツトである場
合を例にあげて説明する。The FM signal demodulation device configured as described above will be explained below using FIG. 1 and FIG. 2 which shows the operating states of the level detection circuit and word length limiting circuit in FIG. 1 by taking a specific case as an example. do. Note that the output word length of the digital filter and the output word length of the word length limiting circuit are arbitrary, but for ease of explanation here, it is assumed that the output word length of the digital filter is 8 bits and the output word length of the word length limiting circuit is 8 bits. An example in which the data is 4 bits will be explained.
第1図において、入力端子1に入力された周波数変調信
号は、ディジタルフィルタ2及びディジタルフィルタ3
に入力される。ディジタルフィルタ2と3は、周波数変
調信号の存在する帯域内で振幅特性が等しく、位相特性
が90’ずれているようにしておく。このときディジタ
ルフィルタ2の出力E i= As1nθ、ディジタル
フィルタ3の出力E =Acosθと表現できる。ここ
で、EiとErが第2図に示すような2進数表示の僅の
場合を想定する。Ei及びE、はそれぞれ絶対値回路で
処理されてIEil及びIE、1となる。このIEil
とl Er1について最上位ビットから最下位ビットま
でピットごとに論理加算回路Tで処理されたものをFと
する。さらに検出回路8でFの上位から数えて何ビット
目にはじめて1になるかを検出する。第2図の例ではF
の最上位ピットから4ビツト目ではじめて1になるから
、検出回路8の出力は4ビツト目だけ1になっている。In FIG. 1, a frequency modulated signal input to input terminal 1 is transmitted to digital filter 2 and digital filter 3.
is input. The digital filters 2 and 3 are made to have equal amplitude characteristics within the band where the frequency modulation signal exists, and have phase characteristics shifted by 90'. At this time, the output of the digital filter 2 can be expressed as E i=As1nθ, and the output of the digital filter 3 can be expressed as E=Acosθ. Here, assume that Ei and Er are expressed in binary numbers as shown in FIG. Ei and E are respectively processed by the absolute value circuit to become IEil and IE,1. This IEil
Let F be the result of Er1 processed by the logic adder T for each pit from the most significant bit to the least significant bit. Furthermore, the detection circuit 8 detects which bit counting from the uppermost bit of F becomes 1 for the first time. In the example in Figure 2, F
Since the fourth bit from the most significant pit becomes 1 for the first time, the output of the detection circuit 8 becomes 1 only at the 4th bit.
シフト信号発生回路9はnビット目だけ1である入力が
与えられると、シフトレジスター2及び13に対してn
−2ビツト分シフトするように信号を発生する。第2
図の例では、シフトレジスタには2ビツトシフトするよ
うに信号が与えられるので、シフトレジスター2の出力
は4EL となり、シフトレジスター3の出力は4Er
になる。さらに、シフトレジスター2及び13の出力
はそれぞれ上位ビット抽出回路16及び14によって下
位ピットが切シ捨てられる。When the shift signal generating circuit 9 receives an input in which only the nth bit is 1, the shift signal generating circuit 9 outputs n to the shift registers 2 and 13.
Generate a signal to shift by -2 bits. Second
In the example shown, the shift register is given a signal to shift by 2 bits, so the output of shift register 2 is 4EL, and the output of shift register 3 is 4Er.
become. Furthermore, the lower pits of the outputs of the shift registers 2 and 13 are truncated by upper bit extraction circuits 16 and 14, respectively.
第2図の例では語長を4ビツトに制限するために下位4
ビツトが切り捨てられている。上位ビット抽出回路15
の出カニと上位ビット抽出回路14の出力Rは、逆正接
演算回路16のアドレス指定となる。逆正接演算回路1
6は、tan”(I/R)を格納している。I :4
As1nθ、 R= 4 Acosθであるから逆正接
演算回路16の出力は、FM変調信号の位相θになる。In the example in Figure 2, the lower 4 bits are used to limit the word length to 4 bits.
Bits are truncated. Upper bit extraction circuit 15
The output R of the upper bit extraction circuit 14 and the output R of the upper bit extraction circuit 14 serve as the address specification of the arctangent calculation circuit 16. Arctangent calculation circuit 1
6 stores “tan” (I/R).I:4
Since As1nθ, R=4 Acosθ, the output of the arctangent calculation circuit 16 becomes the phase θ of the FM modulation signal.
このθが微分器17で微分されてFM変調信号の復調信
号が得られる。This θ is differentiated by a differentiator 17 to obtain a demodulated signal of the FM modulation signal.
なお、本実施例において、ディジタルフィルタの出力を
8ピツト、語長制限後出力を4ビツトとして説明を行っ
た語長の設定像は、必ずしもこの限りではない。In this embodiment, the word length setting image is explained in which the output of the digital filter is 8 bits and the output after word length limitation is 4 bits, but this is not necessarily the case.
また、レベル検出回路及び語長制限回路の構成は必ずし
も本実施例のとうりでなくてもよい。Furthermore, the configurations of the level detection circuit and word length limiting circuit do not necessarily have to be as in this embodiment.
また逆正接演算回路は、同様の計算能力をもつ計算回路
でもよい。Further, the arctangent calculation circuit may be a calculation circuit having similar calculation capability.
発明の効果
以上のように本発明のFM信号復調装置は、標本化され
た周波数変調信号が入力されかつ周波数変調信号が存在
する帯域で振幅特性が等しく、位相特性が90°ずれて
いる2つのディジタルフィルタと、2つのディジタルフ
ィルタの出力から信号レベルを検出するレベル検出回路
と、レベル検出回路の出力に従ってディジタルフィルタ
の出力の語長を制限する語長制限回路と、語長制限回路
の出力の比の逆正接値を出力する逆正接演算回路と、逆
正接演算回路の出力を微分器を設けることによって、入
力信号レベルが変動しても良好な復調信号を得ることが
できるようにしている。しかも逆正接の計算を行う以前
に語長の制限を行うため、従来非常に大きかった逆正接
計算部が小さくなり、復調器全体の回路規模が小さくな
っている。Effects of the Invention As described above, the FM signal demodulation device of the present invention has two signals having equal amplitude characteristics and a phase difference of 90° in the band where the sampled frequency modulation signal is input and where the frequency modulation signal exists. a digital filter; a level detection circuit that detects signal levels from the outputs of the two digital filters; a word length limiting circuit that limits the word length of the output of the digital filter according to the output of the level detection circuit; By providing an arctangent calculation circuit that outputs the arctangent value of the ratio and a differentiator for the output of the arctangent calculation circuit, it is possible to obtain a good demodulated signal even if the input signal level fluctuates. Furthermore, since the word length is limited before calculating the arctangent, the arctangent calculating section, which was conventionally very large, has become smaller, and the circuit scale of the entire demodulator has been reduced.
本発明のFM信号復調装置では、入力レベル変動に対し
てまったく時間遅れを生じずにレベル検出を行うことが
できるので、入力信号レベルが急激に変化しても常に追
従することができる。The FM signal demodulator of the present invention can perform level detection without any time delay in response to input level fluctuations, so it can always follow even if the input signal level changes suddenly.
第1図は本発明の一実施例におけるFM信号復調装置の
構成を示すブロック図、第2図は同各部の動作説明のた
めの要部概略ブロック図、第3図は従来のFM信号復調
装置のブロック図である。
1・・・・・・入力端子、2,3・・・・・・ディジタ
ルフィルタ、4・・・・・・レベル検出回路、5,6・
・・・・・絶対値回路、7・・・・・・論理加算回路、
8・・・・・・検出回路、9・・・・・・シフト信号発
生回路、10,11・・・・・・語長制限回路、12.
13・・・・・・シフトレジスタ、14.15・・・・
・・上位ビット抽出回路、16・・・・・・逆正接演算
回路、17・・・・・・微分器、18・・・・・・出力
端子。Fig. 1 is a block diagram showing the configuration of an FM signal demodulator according to an embodiment of the present invention, Fig. 2 is a schematic block diagram of main parts for explaining the operation of each part, and Fig. 3 is a conventional FM signal demodulator. FIG. 1... Input terminal, 2, 3... Digital filter, 4... Level detection circuit, 5, 6...
...Absolute value circuit, 7...Logic addition circuit,
8...Detection circuit, 9...Shift signal generation circuit, 10, 11...Word length limiting circuit, 12.
13...Shift register, 14.15...
... Upper bit extraction circuit, 16 ... Arctangent calculation circuit, 17 ... Differentiator, 18 ... Output terminal.
Claims (1)
タルフィルタと、上記周波数変調信号が入力され、かつ
上記周波数変調信号の存在する帯域において上記第1の
ディジタルフィルタと振幅特性が等しく位相特性が90
°ずれている第2のディジタルフィルタと、上記第1の
ディジタルフィルタの出力及び上記第2のディジタルフ
ィルタの出力が入力されるレベル検出回路と、上記第1
のディジタルフィルタの出力が入力され、上記レベル検
出回路の出力で制御されて上記第1のディジタルフィル
タの出力値の一部の語長を取り出し出力する第1の語長
制限回路と、上記第2のディジタルフィルタの出力が入
力され上記レベル検出回路の出力で制御されて上記第2
のディジタルフィルタの出力値の一部の語長を取り出し
て出力する第2の語長制限回路と、上記第1の語長制限
回路の出力を第1の入力とし、かつ上記第2の語長制限
回路の出力を第2の入力として上記第1の入力と上記第
2の入力の比の逆正接値を出力する逆正接演算回路と、
上記逆正接演算回路の出力が入力される微粉器とを備え
たことを特徴とするFM信号復調装置。a first digital filter into which the sampled frequency modulation signal is input; and a first digital filter into which the frequency modulation signal is input and which has an amplitude characteristic equal to that of the first digital filter and a phase characteristic in a band where the frequency modulation signal exists. 90
a second digital filter that is shifted by a degree, a level detection circuit to which the output of the first digital filter and the output of the second digital filter are input;
a first word length limiting circuit to which the output of the digital filter is input, and which is controlled by the output of the level detection circuit to extract and output a part of the word length of the output value of the first digital filter; The output of the second digital filter is inputted and controlled by the output of the level detection circuit.
a second word length limiting circuit that extracts and outputs a part of the word length of the output value of the digital filter; the output of the first word length limiting circuit is used as a first input; an arctangent calculation circuit that uses the output of the limiting circuit as a second input and outputs an arctangent value of the ratio of the first input and the second input;
An FM signal demodulator comprising: a pulverizer into which the output of the arctangent calculation circuit is input.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP23482786A JPH0777329B2 (en) | 1986-10-02 | 1986-10-02 | FM signal demodulator |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP23482786A JPH0777329B2 (en) | 1986-10-02 | 1986-10-02 | FM signal demodulator |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6388905A true JPS6388905A (en) | 1988-04-20 |
JPH0777329B2 JPH0777329B2 (en) | 1995-08-16 |
Family
ID=16977004
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP23482786A Expired - Fee Related JPH0777329B2 (en) | 1986-10-02 | 1986-10-02 | FM signal demodulator |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0777329B2 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63169104A (en) * | 1987-01-06 | 1988-07-13 | Mitsubishi Electric Corp | Fm demodulator |
JPH04501646A (en) * | 1989-08-31 | 1992-03-19 | モトローラ・インコーポレーテツド | Fully integrated digital FM discriminator |
-
1986
- 1986-10-02 JP JP23482786A patent/JPH0777329B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63169104A (en) * | 1987-01-06 | 1988-07-13 | Mitsubishi Electric Corp | Fm demodulator |
JPH04501646A (en) * | 1989-08-31 | 1992-03-19 | モトローラ・インコーポレーテツド | Fully integrated digital FM discriminator |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0777329B2 (en) | 1995-08-16 |
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