JP2001237646A - Ｆｍ復調装置及びｆｍ復調方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 温度変化や温度ドリフト等によって出力信号
の振幅が変化しないようにし、広い周波数帯域において
波形歪の少ない復調信号が出力できるようにする。 【解決手段】 復調部１０から出力される復調信号か
ら、バンドパスフィルタ１１によってある特定の歪成分
を抽出し、検波手段１２によって、この歪成分の電圧レ
ベルを検出して判定電圧制御手段１３に送信する。判定
電圧制御手段１３は、歪成分の電圧レベルを最小となる
ようにＨｉｇｈ−Ｌｏｗ判定電圧を制御し、この判定電
圧を復調部１０に印加する。これによって、復調部１０
に入力される正弦波の変調信号に対する判定電圧レベル
は、復調信号の歪成分を最小にするように一定値に制御
されるので、出力振幅は一定の値を保持し、復調信号の
周波数―出力電圧特性は、広い周波数範囲に亘って線形
性を維持する。よって、回路部品が温度ドリフトして
も、広い周波数範囲で復調信号の波形歪を防止できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明に属する技術分野】本発明は、歪成分を低減させ
て復調信号を出力する遅延検波型などのＦＭ復調装置、
及びＦＭ復調方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】図２は、従来の遅延検波型のＦＭ復調器
の構成を示すブロック図の一例である。このＦＭ変調器
は、入力されたＦＭ変調信号を矩形波に変換する入力段
識別部２２と、矩形波に変換された信号を増幅するアン
プ２３と、アンプ２３の出力信号の位相を遅らせる遅延
回路２４と、アンプ２３の出力信号と遅延回路２４で遅
延された信号とのＡＮＤ信号を出力するＡＮＤゲート２
５と、ＡＮＤゲート２５の出力信号を積分するＬＰＦ２
６とによって構成されている。

【０００３】図３は、図２のブロック図における各ブロ
ックごとの波形の推移であり、（ａ）は入力端２１より
入力されるＦＭ変調信号の波形、（ｂ）は入力段識別部
２２から出力される矩形波の波形、（ｃ）はＬＰＦ２６
から出力端２７に出力される復調信号のスペクトルであ
る。

【０００４】図２に示すＦＭ復調器は、先ず、入力端１
より入力された図３（ａ）のような正弦波のＦＭ変調信
号が、入力段識別部２２において図３（b）のような矩
形波に変換される。さらに、矩形波に変換された信号
は、アンプ２３で増幅された後に２つに分岐されて、一
方の信号はそのままＡＮＤゲート２５に入力され、もう
一方の信号はＮＯＴをとった後に、遅延回路２４で位相
を遅らせてＡＮＤゲート２５に入力される。そして、２
つの信号のＡＮＤをとった信号はＬＰＦ２６により積分
されて、図３（c）のような電圧レベルの復調信号とな
って出力端２７より出力される。

【０００５】図４は、ＦＭ復調器内部における入力段識
別部の回路図の一例である。すなわち、図２におけるＦ
Ｍ復調器の入力段識別部２２を、ＦＥＴと抵抗による差
動増幅回路で構成した場合の回路図である。

【０００６】従来の入力段識別部２２は、図４に示す差
動増幅回路において、一方のＦＥＴ４１に図３（ａ）に
示すような正弦波の変調信号が入力された場合、他方の
ＦＥＴ４２に入力された予め固定されているＨｉｇｈ−
Ｌｏｗ判定電圧と比較される。そして、ＦＥＴ４１の変
調信号の電位がＦＥＴ４２の判定電圧よりも高いときに
はＨｉｇｈレベルの信号を出力し、低いときにはＬｏｗ
レベルの信号を出力するように差動増幅され、結果とし
て、図３（ｂ）に示すような矩形波の出力信号が差動増
幅回路（すなわち入力段識別部２２）より出力される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ＦＭ復調器においては、周囲温度変化や温度ドリフトな
どによるＦＥＴ及び抵抗などの特性変化によって、ＦＥ
Ｔ４１とＦＥＴ４２の閾値及び抵抗４３と抵抗４４の特
性にばらつきが生じることがある。このため、Ｈｉｇｈ
−Ｌｏｗ判定電圧にずれが生じ、良好なレベル判定が出
来なくなることがある。

【０００８】図５は、復調手段における復調器への入力
信号に対する、Ｈｏｇｈ−Ｌｏｗ判定電圧と出力振幅と
の関係を示す説明図である。すなわち、この図は、図４
の差動増幅回路において、ＦＥＴ４１に正弦波の入力信
号（変調信号）が印加されたとき、ＦＥＴ４２の判定電
圧レベルが変化した場合の出力信号の振幅の変化を示し
ている。

【０００９】例えば、図４の差動増幅回路が温度変化し
たとき、図５に示すように、Ｈｉｇｈ−Ｌｏｗ判定電圧
が判定電圧Ａから判定電圧Ｂに変化した場合、出力振幅
Ａは出力振幅Ｂのように変化する。すなわち、判定電圧
Ｂによる出力電圧の振幅は、判定電圧Ａによる出力電圧
の振幅より小さくなる。このように振幅が小さくなった
場合には、復調器の出力信号の高周波帯域における線形
性が悪くなり、結果的に復調信号の歪が大きくなる。

【００１０】図６は、ＦＭ復調器における復調器出力の
振幅の違いによる、周波数と復調器の出力電圧の関係を
示す特性図である。すなわち、この図は、図５に示すよ
うに出力振幅が変化した場合の、帯域周波数と復調器の
出力電圧との関係を示す特性図である。

【００１１】図６に示すように、低周波帯域では、出力
振幅Ａの場合も出力振幅Ｂの場合も、周波数と出力電圧
との関係は良好なリニアリティ特性を示しているが、高
周波帯域では、出力振幅Ｂのように振幅が小さくなる
と、そのリニアリティ特性は悪くなってくる。このよう
に、温度変化などによって出力振幅が小さくなると、高
い線形性が保持できなくなり、結果的に、復調器の出力
信号の歪の劣化につながる。

【００１２】特に、入力信号の振幅が小さい状態で差動
増幅器を駆動するような場合は、温度変化などによる線
形性の変化が顕著に現れるので、復調器の出力信号の歪
の劣化も著しい。

【００１３】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
ものであり、その目的は、温度変化や温度ドリフトなど
によって出力信号の振幅が変化しないようにし、もっ
て、広い周波数帯域において波形歪の少ない復調信号を
出力できるＦＭ復調装置を提供することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明のＦＭ復調装置は、変調信号を入力して所
定のレベルの復調信号を出力する復調手段を備えたＦＭ
復調装置であって、復調手段から出力される復調信号の
うち、特定の歪成分を抽出するバンドパスフィルタと、
抽出された歪成分の電圧レベルを検出する検波手段と、
検波手段から歪成分に相当する電圧レベルを受信して、
復調信号に含まれる歪成分が最小となるように、復調手
段に印加するＨｉｇｈ−Ｌｏｗ判定電圧を制御する判定
電圧制御手段とを備え、復調手段は、常に、一定且つ最
小の歪成分を含む復調信号を出力するように構成したこ
とを特徴とする。

【００１５】このような構成により、バンドパスフィル
タが復調信号からある特定の歪成分を抽出し、検波手段
が特定の歪成分の電圧レベルを検出して判定電圧制御手
段に送信する。すると、判定電圧制御手段が、この電圧
レベルに基づいて、復調信号に含まれる歪成分が最小と
なるように、復調手段に構成された復調信号生成回路、
例えば、差動増幅回路の判定電圧を制御する。

【００１６】これによって、差動増幅回路などの部品が
温度変化などによって特性変化しても、変調入力信号に
対する判定電圧、すなわち閾値電圧は一定となるので、
結果的に、復調信号の歪成分は常に最小値になってい
る。

【００１７】また、本発明に係るＦＭ復調方法は、変調
信号を入力して所定のレベルの復調信号を出力するＦＭ
復調の方法であって、出力する復調信号から特定の歪成
分を抽出する手順と、抽出された歪成分の電圧レベルを
検出する手順と、歪成分に相当する電圧レベルを受信し
て、復調信号に含まれる歪成分が最小となるように、変
調信号に対応して印加するＨｉｇｈ−Ｌｏｗ判定電圧を
制御する手順と、変調信号と制御されたＨｉｇｈ−Ｌｏ
ｗ判定電圧とに基づいて、復調信号を生成する手順とを
含み、入力された変調信号から、常に、一定且つ最小の
歪成分を含む復調信号を出力することを特徴とするＦＭ
復調方法である。

【００１８】すなわち、このようなＦＭ変調の方法によ
って、復調された信号の歪成分が最小となるように、復
調器のＨｉｇｈ−Ｌｏｗ判定電圧を制御するので、周囲
温度変化や温度ドリフトなどによって、復調器を構成す
る回路部品に特性のばらつきが生じても、復調信号の歪
劣化を防ぐことができる。よって、環境変化によって変
動しない安定した復調信号を出力することができる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、図面を用いて、本発明にお
けるＦＭ復調装置の実施の形態について詳細に説明す
る。

【００２０】図1は、本発明の一実施の形態におけるＦ
Ｍ復調装置の構成を示すブロック図である。同図におい
て、このＦＭ復調装置は、変調信号を入力して復調信号
に変換する復調部１０と、復調部１０から出力された復
調信号より特定の歪成分を抽出するためのバンドパスフ
ィルタ１１と、バンドパスフィルタ１１によって抽出さ
れた歪成分の電圧レベルを検出する検波手段１２と、検
波手段１２が検出した電圧レベルに基づいて最適なＨｉ
ｇｈ−Ｌｏｗ判定電圧を決定し、復調部１０に印加する
Ｈｉｇｈ−Ｌｏｗ判定電圧を制御する判定電圧制御手段
１３とによって構成されている。

【００２１】次に、図１を用いて、本発明におけるＦＭ
復調装置の動作について説明するが、波形図及び特性図
などついては、前述の従来技術で用いた図面を適宜使用
する。

【００２２】すなわち、この実施の形態の場合、ある特
定の正弦波の変調信号が復調器１０に入力され、Ｈｉｇ
ｈ−Ｌｏｗ判定電圧に基づいて矩形波を生成するための
回路は図４の差動増幅回路を用い、判定電圧レベルと出
力振幅との関係は図５を用い、さらに、復調器１０の周
波数と復調信号の出力電圧のと関係は図６の特性図を用
いて説明する。

【００２３】図１において、復調器１０により出力され
た復調信号は、図示しない受信機などへ送信されるが、
２分岐された一部の復調信号は、バンドパスフィルタ１
１によってある特性の歪成分（たとえば、パイロット信
号の高調波信号など）として抽出される。そして、抽出
された歪成分は検波手段１３により検波され、そこで検
波された歪成分の電圧レベルは判定電圧制御手段１３に
送信される。

【００２４】判定電圧制御手段１３においては、復調部
１０に印加するＨｉｇｈ−Ｌｏｗ判定電圧を変化させな
がら、検波手段１２より得られた歪成分が最小となる点
を見つけ、Ｈｉｇｈ−Ｌｏｗ判定電圧を制御する。

【００２５】さらに詳しく説明すると、復調部１０に
は、例えば、図４に示すような差動増幅回路が構成され
ており、一方のＦＥＴ４１に、図３（ａ）に示すような
正弦波の変調信号が入力され、他方のＦＥＴ４２には、
判定電圧制御手段１３からＨｉｇｈ−Ｌｏｗ判定電圧が
入力される。

【００２６】そして、正弦波の変調信号は、予め固定さ
れているＨｉｇｈ−Ｌｏｗ判定電圧と比較され、ＦＥＴ
４１の変調信号の電位がＦＥＴ４２の判定電圧よりも高
いときにはＨｉｇｈレベルの信号を出力し、低いときに
はＬｏｗレベルの信号を出力するように差動増幅され、
結果として、図３（ｂ）に示すような矩形波の出力信号
が差動増幅回路より出力される。

【００２７】さらに、復調部１０の内部には、矩形波の
出力信号を積分する積分回路が構成されており、この積
分回路によって図３（ｃ）のような復調信号が生成され
て復調部１０より出力される。

【００２８】そして、バンドパスフィルタ１１が、図３
（ｃ）のような復調信号より、パイロット信号の高調波
信号などのような、ある特性の歪成分を抽出する。さら
に、抽出された歪成分は検波手段１３により検波され、
そこで検波された歪成分の電圧レベルは判定電圧制御手
段１３に送信される。

【００２９】そして、判定電圧制御手段１３では、検出
された歪成分の電圧レベルに基づいて、復調部１０に印
加するＨｉｇｈ−Ｌｏｗ判定電圧を変化させながら、検
波手段１２より得られた歪成分の電圧レベルが最小とな
る点を見つけてＨｉｇｈ−Ｌｏｗ判定電圧を制御し、こ
のＨｉｇｈ−Ｌｏｗ判定電圧を、復調部１０の内部に構
成されている差動増幅回路のＦＥＴ４２に入力する。

【００３０】すなわち、復調信号の歪成分を検出して、
この歪成分が最小になるようにＨｉｇｈ−Ｌｏｗ判定電
圧を制御するようなフィードバック系を構成している。

【００３１】これによって、図４に示す差動増幅回路の
ＦＥＴ４１、４２や抵抗４３，４４などの部品が、周囲
温度の変化や温度ドリフトなどによって特性変化を起こ
しても、図５の判定電圧レベルは、常に歪成分が最小と
なるように制御される。すなわち、判定電圧は判定電圧
Ａの付近に固定されるため、出力信号の振幅は常に出力
振幅Ａの値を保持されている。

【００３２】この結果、復調部１０の出力における復調
信号の周波数一出力電圧は、図６の出力振幅Ａのように
広い周波数範囲において線形性を保っているので、復調
信号の歪劣化は抑えられ、ＦＭ復調装置は安定した復調
信号を出力することができる。

【００３３】従来の復調器においては温度変化などによ
り、図４の差動増幅回路のＦＥＴ４１、４２や抵抗４
３、４４などの部品の特性にばらつきが生じた場合に
は、図５のように、予め調整されている判定電圧Ａがド
リフトして、例えば、判定電圧Ｂのように変化してしま
い、出力振幅Ａが出力振幅Ｂのように小さくなってしま
う。このため、出力信号の周波数一出力電圧は、図６の
出力振幅Ｂのように、高周波になると線形性が保持でき
なくなり、この周波数帯域においては復調信号の歪劣化
が生じる。

【００３４】しかし、図１に示す本発明のようにＦＭ復
調装置を構成にすることにより、温度変化などによっ
て、図４の差動増幅回路のＦＥＴ４１、４２や抵抗４
３、４４などの回路部品が特性変化しても、図５の判定
電圧は歪成分を最小にするように制御されるので、結果
的には、判定電圧レベルは予め設定した一定の判定電圧
Ａに固定されるため、出力信号の振幅は常に出力振幅Ａ
を保持している。これによって、復調信号の歪劣化は抑
えられて、安定した復調信号を出力することが可能とな
る。

【００３５】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、復調さ
れた信号の歪成分が最小となるように、復調器のＨｉｇ
ｈ−Ｌｏｗ判定電圧を制御するので、周囲温度変化や温
度ドリフトなどによって、復調器を構成する回路部品に
特性のばらつきが生じても、復調信号の歪劣化を防ぐこ
とができる。よって、環境変化によって変動しない、安
定した復調信号を出力することのできるＦＭ復調装置お
よびＦＭ復調方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態におけるＦＭ復調装置の
構成を示すブロック図

【図２】従来の遅延検波型のＦＭ復調器の構成を示すブ
ロック図

【図３】図１又は図２のブロック図における各ブロック
ごとの波形の推移であり、（ａ）は復調器に入力される
ＦＭ変調信号の波形、（ｂ）は復調器の内部で生成され
る矩形波の波形、（ｃ）は復調器から出力される復調信
号のスペクトル

【図４】ＦＭ復調器内部における入力段識別部の回路図

【図５】復調手段における復調器への入力信号に対す
る、Ｈｏｇｈ−Ｌｏｗ判定電圧と出力振幅との関係を示
す説明図

【図６】ＦＭ変調器における復調器出力の振幅の違いに
よる、周波数と復調器の出力電圧の関係を示す特性図

【符号の説明】

１０ 復調部 １１ バンドパスフィルタ １２ 検波手段 １３ 判定電圧制御手段 ２１ 変調信号入力端 ２２ 入力段識別部 ２３ アンプ ２４ 遅延回路 ２５ ＡＮＤゲート ２６ ＬＰＦ ２７ 復調信号出力端 ４１，４２ ＦＥＴ ４３，４３ 抵抗 ４５ 定電流源

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 変調信号を入力して所定のレベルの復調
   信号を出力する復調手段を備えたＦＭ復調装置であっ
   て、 前記復調手段から出力される復調信号のうち、特定の歪
   成分を抽出するバンドパスフィルタと、 抽出された歪成分の電圧レベルを検出する検波手段と、 前記検波手段から歪成分に相当する電圧レベルを受信し
   て、復調信号に含まれる歪成分が最小となるように、前
   記復調手段に印加するＨｉｇｈ−Ｌｏｗ判定電圧を制御
   する判定電圧制御手段とを備え、 前記復調手段は、常に、一定且つ最小の歪成分を含む復
   調信号を出力することを特徴とするＦＭ復調装置。
2. 【請求項２】 変調信号を入力して所定のレベルの復調
   信号を出力するＦＭ復調方法であって、 出力する復調信号から、特定の歪成分を抽出する手順
   と、 抽出された歪成分の電圧レベルを検出する手順と、 歪成分に相当する電圧レベルを受信して、復調信号に含
   まれる歪成分が最小となるように、変調信号に対応して
   印加するＨｉｇｈ−Ｌｏｗ判定電圧を制御する手順と、 変調信号と制御されたＨｉｇｈ−Ｌｏｗ判定電圧とに基
   づいて、復調信号を生成する手順とを含み、 入力された変調信号から、常に、一定且つ最小の歪成分
   を含む復調信号を出力することを特徴とするＦＭ復調方
   法。