JPS643083B2 - - Google Patents

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JPS643083B2
JPS643083B2 JP54110570A JP11057079A JPS643083B2 JP S643083 B2 JPS643083 B2 JP S643083B2 JP 54110570 A JP54110570 A JP 54110570A JP 11057079 A JP11057079 A JP 11057079A JP S643083 B2 JPS643083 B2 JP S643083B2
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JP54110570A
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Masami Miura
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NEC Corp
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Nippon Electric Co Ltd
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Publication date
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Priority to DE3050934A priority patent/DE3050934C2/de
Priority to DE3032660A priority patent/DE3032660C2/de
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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03DDEMODULATION OR TRANSFERENCE OF MODULATION FROM ONE CARRIER TO ANOTHER
    • H03D3/00Demodulation of angle-, frequency- or phase- modulated oscillations
    • H03D3/02Demodulation of angle-, frequency- or phase- modulated oscillations by detecting phase difference between two signals obtained from input signal
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03BGENERATION OF OSCILLATIONS, DIRECTLY OR BY FREQUENCY-CHANGING, BY CIRCUITS EMPLOYING ACTIVE ELEMENTS WHICH OPERATE IN A NON-SWITCHING MANNER; GENERATION OF NOISE BY SUCH CIRCUITS
    • H03B2200/00Indexing scheme relating to details of oscillators covered by H03B
    • H03B2200/006Functional aspects of oscillators
    • H03B2200/0082Lowering the supply voltage and saving power
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03DDEMODULATION OR TRANSFERENCE OF MODULATION FROM ONE CARRIER TO ANOTHER
    • H03D13/00Circuits for comparing the phase or frequency of two mutually-independent oscillations
    • H03D13/003Circuits for comparing the phase or frequency of two mutually-independent oscillations in which both oscillations are converted by logic means into pulses which are applied to filtering or integrating means
    • H03D13/004Circuits for comparing the phase or frequency of two mutually-independent oscillations in which both oscillations are converted by logic means into pulses which are applied to filtering or integrating means the logic means delivering pulses at more than one terminal, e.g. up and down pulses
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    • H03D2200/0001Circuit elements of demodulators
    • H03D2200/0009Emitter or source coupled transistor pairs or long tail pairs
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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Circuits Of Receivers In General (AREA)
  • Superheterodyne Receivers (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、低電圧電源使用のFM受信機に対し
ても、優れた性能を発揮するFM検波器を提供す
るものである。
従来、半導体集積回路(以下、ICという)で
FM検波器を組み込む場合の検波方式としては第
1図に示すクオドラチヤ検波方式が知られてい
る。第1図でA,Bは検波器入力端子、C,D,
Eはインダクタ101と共振回路102とバイパ
スコンデンサ103とから構成される位相シフト
回路の接続端子、Hは電源電圧印加端子、Gは接
地端子FはFM復調出力端子である。
かかるクオドラチヤ検波方式では、定電流源3
とトランジスタ1,2とで構成される差動増幅器
のベースに加わる基準位相を有するFM中間周波
信号と位相回路によつて、FM中間周波信号の基
準位相に対し、周波数の値に応じて位相シフトさ
れたFM中間周波信号とがトランジスタ5,6で
構成される掛算器によつて合成されてFM検波さ
れる。掛算器の出力であるFM検波出力は負荷抵
抗7を介して端子Fより取り出される。電源電圧
印加端子Hに加えられる電圧から抵抗8と直列接
続されたダイオード9,10,11とでバイアス
電圧が作られ、抵抗8と前記直列接続との交点に
得るバイアス電圧をトランジスタ6のベースに加
えるとともに、抵抗4を介してトランジスタ1の
コレクタに動作電圧を与えている。
この第1図で示すクオドラチヤ検波方式は、家
庭用ステレオ用等のように、電源電圧が12V程度
と十分に高い場合には、優れた性能を発揮する
が、携帯用ラジオまたはラジオ付カセツトテープ
レコーダ等の様に、電源電圧の低い値(2〜6V)
で、使用される場合、性能が劣化する欠点があ
る。なぜなら、トランジスタ5,6で構成される
掛算器やトランジスタ1,2等で構成される差動
増幅器が正常にバイアスされる為には、電源電圧
印加端子Hには、少なくとも3V程度の電圧が必
要である。従つて、従来FM検波方式であるクオ
ドラチヤ検波方式は、低電圧電源で使用される場
合(特に電源電圧が3V以下の場合)、性能が著し
く劣化し、使用に耐えないものであつた。
本発明の目的は、低電圧電源(3V以下)でも
性能がほとんど劣化しない極めて、電源電圧特性
の優れたFM検波方式を提供することにある。
本発明によるFM復調回路は、FM中間周波信
号を増幅して互いに反対位相の第1および第2の
信号を出力する第1の振幅制限増幅器と、前記
FM中間周波信号を受けこの信号の位相を中心の
FM中間周波数に対する該信号の周波数の偏移に
相当する量だけシフトして位相シフト信号を出力
する位相シフト回路と、前記位相シフト信号を増
幅して出力する第2の振幅制限増幅器と、前記第
1の振幅制限増幅器からの前記第1の信号および
前記第2の振幅制限増幅器からの出力信号を受け
これらのうちの優位な電圧に追従する出力を発生
する第1のOR回路と、前記第1の振幅制限増幅
器からの前記第2の信号および前記第2の振幅制
限増幅器からの前記出力信号と同一の信号を受け
これらのうちの優位な電圧に追従する出力を発生
する第2のOR回路と、前記第1のOR回路の出
力を積分する第1の低域波回路と、前記第2の
OR回路の出力を積分する第2の低域波回路
と、これら第1および第2の低域波回路の出力
の差をとりFM復調信号を発生する回路手段とを
備えることを特徴とする。
まず第2図に示す本発明の原理図によつて本発
明の原理を説明する。
第2図において端子TはFM中間周波信号入力
端子、端子U,Vは位相シフト回路22の接続端
子、端子Oは復調出力端子である。端子Tに入力
されたFM中間周波信号は中間周波増幅器(以下
IF増幅器と略す)21で増幅された後、その出
力信号は直接に振幅制限増幅器(以下、リミツタ
増幅器という)23によつて互いに反転した二つ
の出力を得、一方IF増幅器21の出力は位相シ
フト回路22で位相シフトされた後リミツタ増幅
器24に加えられる。リミツタ増幅器23の2つ
の出力はそれぞれOR回路25,26に回路点
M,Nを介して加えられる。リミツタ増幅器24
の出力もまたOR回路25,26に回路点Lを介
して入力される。ここで、OR回路25,26は
出力信号が二入力信号のうち、より優位な電位を
有する、入力信号に追従する動作をおこなうもの
とする。OR回路25,26の出力はそれぞれ回
路点P,Qを介して次段のローパスフイルタ2
7,28加えられそれらの出力は低周波増幅器2
9の正相、逆相入力端子(R点、S点)に加えら
れる。低周波増幅器29では実質的に両入力信号
の減算がおこなわれる加算回路を構成している。
端子OよりFM復調出力が取り出される。
ここで、位相シフト回路22について、説明す
る。第3図に位相シフト回路22の位相特性を示
すが、縦軸の位相シフト量φは、第2図における
端子Uの中間周波信号の位相を基準としたときの
端子Vにおける位相の位相シフト量を示し、横軸
の△fは端子Uの中間周波信号の周波数偏移値を
示す。第3図より、判る様に位相シフト量φは、
中心周波数cのときの−90度を中心として0度か
ら180度までほぼ対称に変化する。
次に、L,M,N点の電圧波形l,m,nが、
それぞれ正弦波と考えると、その位相関係は第4
図の如く仮定することができる。但し、各々の電
圧波形l,m,nの振幅は1〔V〕で、規格化し
てある。又、M点の電圧をV1、N点の電圧をV2
L点の電圧をV3とするV1,V2,V3は(1)、(2)、(3)
式で与えられる。
V1=sinθ ……(1) V2=−sinθ ……(2) V3=sin(θ−π+φ) ……(3) 一方、OR回路25,26の出力(P,Q点の
電圧)は、入力信号電圧のうちの優位な電圧に追
従する為、それぞれ第5図、第6図に示す様な電
圧波形となる。このP,Q点の電圧波形をローバ
スフイルタ27,28を通して平均値化し、それ
らの直流電圧をR点、S点にそれぞれ得る。この
ときR点、S点の直流電圧をX,Yとすれば、
X,Yは(4)、(5)式になる。
X=1/2π〔∫a pV1dθ+∫b aV3dθ+∫c=2bV1dθ〕
=2/πcos φ/2 ……(4) Y=1/2π〔∫d p(−V1)dθ+∫e dV3dθ+∫c e(−V
1)dθ〕 =2/πsinφ/2 ……(5) (4)、(5)式で示すX,Yの直流電圧は、それぞれ
低周波増幅器29の正相入力端子(R点)、逆相
入力端子(S点)に加わり、増幅されFM復調出
力端子Oに導びかれる。復調出力端子Oにおける
復調出力電圧V0は(4)、(5)式より(6)式の様に導出
できる。但し、低周波増幅器29の電圧利得を
Avとする。
△φ=φ−π/2とおくと(6)式は(7)式になる。
第2図の端子U,Vに接続される位相シフト回
路22には、例えば第7図に示すインダクタL1
L2、コンデンサC2、抵抗R2より構成される位相
シフト回路等が使用される。端子U,Vにおける
端子電圧の位相差のπ/2からのずれは上記△φと 一致するわけであるが、このとき、△φは(8)式で
表わされる。
△φ=±tan-12QL△/c ……(8) cは第3図における中心周波数 △はcからの周波数偏移値 QLは第7図L2、C2からなる共振回路の負荷Q さて、(7)式で△φ≪1と考えると(7)式は(9)式に
なる。
(9)式に(8)式を代入して(10)式が得られる。
又、位相回路(第7図)の振幅特性を考えると
(10)式は(11)式の近似をとることができる。
但し、x=2QL・△/c ……(12) (11)式は、FM復調器のS字特性を示すが、これ
を図示すると、第8図の様になる。即ち、中心周
波数cを中心として周波数が、△だけ偏移した
とき復調出力端子Oの直流レベルは、第8図の様
にS字状の曲線を描き、従つて、FM復調が、可
能となる。
次に本発明のFM復調回路の具体的な実施例を
第9図に示す。端子T,U,V,Oはそれぞれ本
発明の原理を示した第2図の端子T,U,V,O
に対応する。端子はFM中間周波増幅器21の
反転入力端子で、端子Iは電源供給端子、端子
G′は接地端子を示す。
抵抗33、トランジスタ31,32、抵抗34
によつて形成される差動増幅器は第2図のFM中
間周波増幅器21を構成し、トランジスタ35、
抵抗36,37,38,41,43、トランジス
タ39,40およびダイオード42で形成される
差動増幅器は第2図におけるリミツタ増幅器23
を構成し、インダクタ201,205、コンデン
サ202、抵抗203は位相シフト回路22を構
成し、トランジスタ44,48,49、抵抗4
5,46,47,50はリミツタ増幅器24を構
成し、トランジスタ51,52、抵抗53はOR
回路25を構成し、トランジスタ54,55、抵
抗56はOR回路26を構成し、抵抗57,58
及びトランジスタ60,61のベース・エミツタ
間容量はローパスフイルタ27,28を構成し、
トランジスタ60,61、抵抗59,62は低周
波増幅器29を構成している。又、コンデンサ2
04は、電源供給端子Iを交流的に接地するため
のものである。
本実施例では、トランジスタ60,61のベー
スから見た容量性インピーダンスと抵抗57,5
8とによりローパスフイルタが構成され、第2図
に示すローパスフイルタ27,28の役割をはた
している。通常ローパスフイルタとしては、抵抗
とコンデンサからなるフイルタを一段、又は二段
縦続接続したものが一般的であるが、トランジス
タのベース・エミツタ間又はベース・コレクタ間
に寄生する容量成分によるローパスフイルタ効果
を利用することでもよく、このようにすることに
よつてIC化に適したローパスフイルタを得るこ
とができる。
又ダイオード42と抵抗43はトランジスタ4
0,49のベースバイアスを与える為のバイアス
回路を構成している。
このように、本発明によるFM復調回路では、
従来のクオドラチヤ検波に於いて掛算器を使用し
ていたのに対して、OR回路を採用している。し
かも、第9図より明らかに、わかる様に、トラン
ジスタ39,40,48,49,51,52,5
4,55及びトランジスタ60,61のバイアス
が、正常に掛かる為に必要な電源供給端子Iでの
電圧は1.8V程度で充分であり、低電圧動作の極
めて優れた性能を有するFM復調回路を提供する
ことができる。
以上、本発明の一実施例を説明したが、特に具
体的回路構成等に於いては適宜変更できることは
明らかである。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来のFM検波器の回路図である。第
2図は本発明の一実施例を示すブロツク図、第
3,4,5,6および8図はいづれも本発明の一
実施例の動作を説明した図で、それぞれ位相シフ
ト回路の位相特性図、L,M,Nの各点での電圧
波形図、P点の電圧波形図、Q点の電圧波形図、
および入出力特性図、第7図は位相シフト回路の
一例を示す回路図である。第9図は本発明の一実
施例にかかるFM検波器の具体的回路を示した図
である。 1,2,5,6,31,32,35,39,4
0,44,48,49,51,52,54,5
5,60,61……トランジスタ、3……定電流
源、4,7,8,33,34,36,37,3
8,41,43,45,46,47,50,5
3,56,57,58,59,62,203……
抵抗、9,10,11,42……ダイオード、2
04……コンデンサ、21……中間周波増幅器、
22……位相シフト回路、23,24……振幅制
限増幅器、25,26……OR回路、27,28
……ローパスフイルタ、29……低周波増幅器。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 FM中間周波信号を増幅して互いに反対位相
    の第1および第2の信号を出力する第1の振幅制
    限増幅器と、前記FM中間周波信号を受けこの信
    号の位相を中心のFM中間周波数に対する該信号
    の周波数の偏移に相当する量だけシフトして位相
    シフト信号を出力する位相シフト回路と、前記位
    相シフト信号を増幅して出力する第2の振幅制限
    増幅器と、前記第1の振幅制限増幅器からの前記
    第1の信号および前記第2の振幅制限増幅器から
    の出力信号を受けこれらのうちの優位な電圧に追
    従する出力を発生する第1のOR回路と、前記第
    1の振幅制限増幅器からの前記第2の信号および
    前記第2の振幅制限増幅器からの前記出力信号と
    同一の信号を受けこれらのうちの優位な電圧に追
    従する出力を発生する第2のOR回路と、前記第
    1のOR回路の出力を積分する第1の低域波回
    路と、前記第2のOR回路の出力を積分する第2
    の低域波回路と、これら第1および第2の低域
    波回路の出力の差をとりFM復調信号を発生す
    る回路手段とを備えることを特徴とするFM復調
    回路。
JP11057079A 1979-08-29 1979-08-29 Fm demodulating circuit Granted JPS5634202A (en)

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DE3050934A DE3050934C2 (de) 1979-08-29 1980-08-29 Demodulatorschaltung zum Demodulieren eines winkelmodulierten Eingangssignals
DE3032660A DE3032660C2 (de) 1979-08-29 1980-08-29 Demodulatorschaltung zum Demodulieren eines winkelmodulierten Eingangssignals

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JP2820511B2 (ja) * 1990-07-18 1998-11-05 富士通株式会社 コヒーレント光通信用偏波ダイバーシティ受信装置

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