JPH02276351A - Fsk復調回路 - Google Patents
Fsk復調回路Info
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- JPH02276351A JPH02276351A JP2076353A JP7635390A JPH02276351A JP H02276351 A JPH02276351 A JP H02276351A JP 2076353 A JP2076353 A JP 2076353A JP 7635390 A JP7635390 A JP 7635390A JP H02276351 A JPH02276351 A JP H02276351A
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- JP
- Japan
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- scf
- frequency
- clock
- filter
- demodulation circuit
- Prior art date
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- Granted
Links
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- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 5
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- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 10
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Landscapes
- Filters That Use Time-Delay Elements (AREA)
- Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (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】
本発明は、前記帯域フィルタとして、スイッチト・キャ
パシタ・フィルタ(以下SCFとする)を用いたFSK
復調回路に関する。FSK復調回路は安価な低速用モデ
ムとして用いられ特にカップラ・モデムは簡便に利用で
きる事から広く用いられている。FSX復調回路は低速
であるが簡単に周波数分割して全二重通信を2線で可能
としているが、それだけにフィルタの重要度は高い。特
にカップラモデムに於ては、電話器のハンドセットを通
して送信信号が受信側へ戻ってくるため、これから受信
信号を分離するので高精度のフィルタが要求される。従
来に於ては高価なLCフィルダな使用したり高次のアク
ティブフィルタの実現に高度な部品選別、調整を余儀な
くされ、高価、且つ大形なものとなっていた。しかし近
年オペアンプ、容量とスイッチング素子で抵抗を置き換
えたIC化フィルタが開発され、スイッチト・キャパシ
タ・フィルタと呼ばれている。精度はコンデンサの比と
クロック周波数によって定まり、容量はICのパターン
面積、クロック周波数は水晶発振器により高精度化され
無調整で高精度高次のフィルタを構成する事ができる。
パシタ・フィルタ(以下SCFとする)を用いたFSK
復調回路に関する。FSK復調回路は安価な低速用モデ
ムとして用いられ特にカップラ・モデムは簡便に利用で
きる事から広く用いられている。FSX復調回路は低速
であるが簡単に周波数分割して全二重通信を2線で可能
としているが、それだけにフィルタの重要度は高い。特
にカップラモデムに於ては、電話器のハンドセットを通
して送信信号が受信側へ戻ってくるため、これから受信
信号を分離するので高精度のフィルタが要求される。従
来に於ては高価なLCフィルダな使用したり高次のアク
ティブフィルタの実現に高度な部品選別、調整を余儀な
くされ、高価、且つ大形なものとなっていた。しかし近
年オペアンプ、容量とスイッチング素子で抵抗を置き換
えたIC化フィルタが開発され、スイッチト・キャパシ
タ・フィルタと呼ばれている。精度はコンデンサの比と
クロック周波数によって定まり、容量はICのパターン
面積、クロック周波数は水晶発振器により高精度化され
無調整で高精度高次のフィルタを構成する事ができる。
尚適用する周波数領域に対しクロック周波数の比は通常
数十倍で、標本化される標本化フィルタである。よって
scFはクロック周波数により通過帯域が移動する性質
があり、バンドパスフィルタの周波数を2倍にすれば通
過帯域も2倍に上昇する。
数十倍で、標本化される標本化フィルタである。よって
scFはクロック周波数により通過帯域が移動する性質
があり、バンドパスフィルタの周波数を2倍にすれば通
過帯域も2倍に上昇する。
本発明はFSK復調回路のフィルタとして高精度でIC
化可能であり、モデムの低コスト化・小形化に適するS
CFの応用方法を提供するものである。
化可能であり、モデムの低コスト化・小形化に適するS
CFの応用方法を提供するものである。
本発明の目的は、クロック切り換えによりscFのフィ
ルタ数を減少させる事にある。又本発明の他の目的はS
CFのクロック切り換えにより異なる仕様のFSK復調
回路の実現を図る事にある。
ルタ数を減少させる事にある。又本発明の他の目的はS
CFのクロック切り換えにより異なる仕様のFSK復調
回路の実現を図る事にある。
以下図面により本発明の詳細な説明を行なう。
第1図はFSXモデムとして代表的なカップラモデムの
FSX信号の流れを表わしたものである。
FSX信号の流れを表わしたものである。
スピーカ1の送信信号が電話器のハンドセット3のスピ
ーカを通し音響信号に変換され、カップラのマイクロホ
ン2によりモデムで受信復調される。
ーカを通し音響信号に変換され、カップラのマイクロホ
ン2によりモデムで受信復調される。
問題なのはハンドセットではマイクロホンに入った音響
信号が自己のスピーカに戻ってくる様設計されており、
通話の時は発声者は自分の声も耳に入れる事ができるの
で便利であるが、データ通信に於ては受信信号と自己の
送信信号が混合されてしまい、バンドパスフィルタによ
り分離する事が不可欠となる。受信信号は回線の減衰を
受は低レベルになるのに対し、戻ってくる送信信号は自
己送信レベルと同等で高レベルであってフィルタの重要
度は非常に大きい。又直結モデムの場合ハイブリットト
ランス等を利用して送信信号の帰還をキャンセルする事
ができるが、インピーダンス不整合等の影響で零にはで
きない。その他復調S/N能力向上のためにもフィルタ
の性能は直接動いてくる。第2図はFSK信号の周波数
分割を図示したものである。CCITTによる規格等各
種の周波数割り当てがされており、代表的なものとして
点線にCCITT規格、ベル規格を実線で表わす。黒丸
はCCITT規格、白丸はベル規格のマーク又はスペー
スを表わし、我国で用いらているCCITT規格による
ものは低群のマークが98QHz、スペースが1180
Hz、高群のマークが1650Hz、スペースが185
0Hzである。
信号が自己のスピーカに戻ってくる様設計されており、
通話の時は発声者は自分の声も耳に入れる事ができるの
で便利であるが、データ通信に於ては受信信号と自己の
送信信号が混合されてしまい、バンドパスフィルタによ
り分離する事が不可欠となる。受信信号は回線の減衰を
受は低レベルになるのに対し、戻ってくる送信信号は自
己送信レベルと同等で高レベルであってフィルタの重要
度は非常に大きい。又直結モデムの場合ハイブリットト
ランス等を利用して送信信号の帰還をキャンセルする事
ができるが、インピーダンス不整合等の影響で零にはで
きない。その他復調S/N能力向上のためにもフィルタ
の性能は直接動いてくる。第2図はFSK信号の周波数
分割を図示したものである。CCITTによる規格等各
種の周波数割り当てがされており、代表的なものとして
点線にCCITT規格、ベル規格を実線で表わす。黒丸
はCCITT規格、白丸はベル規格のマーク又はスペー
スを表わし、我国で用いらているCCITT規格による
ものは低群のマークが98QHz、スペースが1180
Hz、高群のマークが1650Hz、スペースが185
0Hzである。
高群と低群を分離するためにバンドパスフィルタが必要
になると共にモデムに予め設定するか、モデムのスイッ
チ切り換えで低群送信モードか、高群送信モードに切り
換え相手側のモデムの送信帯域と逆にする必要がある。
になると共にモデムに予め設定するか、モデムのスイッ
チ切り換えで低群送信モードか、高群送信モードに切り
換え相手側のモデムの送信帯域と逆にする必要がある。
第3図は従来のFSK復調回路のブロック図である。マ
イクロホン4、バイパスフィルタ5、アンプ6、バンド
パスフィルタ8、リミッタ8、復調回路9より構成され
る。5は低域にある衝撃、振動雑音を除去し、復調回路
の方式としてはマーク、スペースに対応したバンドパス
フィルタのレベル等を取る方式、PLLを用いVCO出
力を復調出力として利用する方式、カウンタにより周期
を測定する方式などがある。7のバンドパスフィルタに
関しては前述した様に高群を受信するか、低群を受信す
るかで通過帯域を切り換える必要があり、送信する帯域
と逆になる事は言うまでも無い。その為LCフィルタを
2系列用意し入出力を切り換える為非常に高価になる。
イクロホン4、バイパスフィルタ5、アンプ6、バンド
パスフィルタ8、リミッタ8、復調回路9より構成され
る。5は低域にある衝撃、振動雑音を除去し、復調回路
の方式としてはマーク、スペースに対応したバンドパス
フィルタのレベル等を取る方式、PLLを用いVCO出
力を復調出力として利用する方式、カウンタにより周期
を測定する方式などがある。7のバンドパスフィルタに
関しては前述した様に高群を受信するか、低群を受信す
るかで通過帯域を切り換える必要があり、送信する帯域
と逆になる事は言うまでも無い。その為LCフィルタを
2系列用意し入出力を切り換える為非常に高価になる。
又アクティブフィルタの定数を切り換える方式もあり第
4図にそれを示す。第4図は2次のRCアクティブバン
ドパスフィルタであって、6次のフィルタを実現するた
めに3段カスケードに接続される。特性は、抵抗11.
12とトランジスタ13により抵抗を11のみか11と
12の並列値かで切り換える事ができる。14はベース
抵抗、H/Lは切り換え信号で高域受信でHレベルにな
って13をオン、低域受信でLレベルとなる。しかしこ
の切り換え回路は、6次なら3段分必要であり、又RC
アクティブフィルタの性質として高精度を得るには、R
,Cの選別及び調整が困難であり長期信頼性、温度特性
も劣る。言い換えればこうした誤差分を見込んで設計す
る事になり、急峻なカットオフ特性を得にくい。
4図にそれを示す。第4図は2次のRCアクティブバン
ドパスフィルタであって、6次のフィルタを実現するた
めに3段カスケードに接続される。特性は、抵抗11.
12とトランジスタ13により抵抗を11のみか11と
12の並列値かで切り換える事ができる。14はベース
抵抗、H/Lは切り換え信号で高域受信でHレベルにな
って13をオン、低域受信でLレベルとなる。しかしこ
の切り換え回路は、6次なら3段分必要であり、又RC
アクティブフィルタの性質として高精度を得るには、R
,Cの選別及び調整が困難であり長期信頼性、温度特性
も劣る。言い換えればこうした誤差分を見込んで設計す
る事になり、急峻なカットオフ特性を得にくい。
第5図は本発明のSCFを用いた復調回路のブロック図
であり、IC化により無調整での高精度化、信頼性、小
形化、低コスト化が図れる。マイクロホン15、コンデ
ンサ16と抵抗17によるバイパスフィルタ、アンプ1
8を通し受信信号は5CF19に入力される。SCFは
出力にクロック周波数が階段状に重畳されているので抵
抗20、コンデンサ21による、ローパスフィルタを通
した後バッファ22とコンデンサ23、抵抗24でSC
Fのオペアンプの影響によるオフセットを除去する。S
CFの折り返し雑音防止フィルタは入力がマイクロホン
を通した音響信号であり、高域の折り返し領域のエネル
ギーはほとんど存在せず省略できる。25はアンプ、2
6はリミッタ、27はコンパレータ、28は復調回路で
ある。復調回路はコンパレータの出力である方形波をカ
ウンタでマークかスペースか周期測定しデジタル信号を
得る。カウンタ方式はロジックのみで構成できIC化が
非常に容易であるが、ノイズレベルの低い入力を必要と
する。この欠点は高次SCFの採用により解消される。
であり、IC化により無調整での高精度化、信頼性、小
形化、低コスト化が図れる。マイクロホン15、コンデ
ンサ16と抵抗17によるバイパスフィルタ、アンプ1
8を通し受信信号は5CF19に入力される。SCFは
出力にクロック周波数が階段状に重畳されているので抵
抗20、コンデンサ21による、ローパスフィルタを通
した後バッファ22とコンデンサ23、抵抗24でSC
Fのオペアンプの影響によるオフセットを除去する。S
CFの折り返し雑音防止フィルタは入力がマイクロホン
を通した音響信号であり、高域の折り返し領域のエネル
ギーはほとんど存在せず省略できる。25はアンプ、2
6はリミッタ、27はコンパレータ、28は復調回路で
ある。復調回路はコンパレータの出力である方形波をカ
ウンタでマークかスペースか周期測定しデジタル信号を
得る。カウンタ方式はロジックのみで構成できIC化が
非常に容易であるが、ノイズレベルの低い入力を必要と
する。この欠点は高次SCFの採用により解消される。
又アンプを18.25とSCFの前後に分散しているの
は比較的SCFはノイズが大きくレベルの大きい位置で
用いたいのと、SCFの入力に、雑音等によりクリップ
、歪んだ波形を入力しない様できるだけ小さなレベルで
用いたといった2つの相反する要求を満足させる事にあ
る。その他22.23.24のバイパスフィルタは波形
の+側−側に偏ってリミッタが動作するのを防止すると
共に、リミッタ・コンパレータ間も交流結合として正確
なゼロ、クロスコンパレータを形成し復調能力が低下し
ないようにする。SCFのクロックは2つの分周比を有
する発振分周回路30と水晶発振器29によって得られ
、分周比はH/L人力により高群又は低群に適した分周
周波数を与える。例として、バンドパスの中心周波数と
SCFのクロック周波数の比を58とすればCCITT
規格では1080Hzの58倍である62.64KHz
と1750Hzの58倍である101.5KHzとなり
水晶周波数をIMHz各々の分周比を16.10とすれ
ばほぼ目的のクロック周波数を得る事ができる。可変分
周回路の動作モードは切り換えであって高速動作を必要
としないで、回路構成は容易である。本発明によりSC
Fは1組で良く、簡単なロジック回路のみで高群、低群
共に使用できる。その結果比較的IC上面積を占有する
オペアンプ部分を減少させると共に、消費電力を低下で
きる。
は比較的SCFはノイズが大きくレベルの大きい位置で
用いたいのと、SCFの入力に、雑音等によりクリップ
、歪んだ波形を入力しない様できるだけ小さなレベルで
用いたといった2つの相反する要求を満足させる事にあ
る。その他22.23.24のバイパスフィルタは波形
の+側−側に偏ってリミッタが動作するのを防止すると
共に、リミッタ・コンパレータ間も交流結合として正確
なゼロ、クロスコンパレータを形成し復調能力が低下し
ないようにする。SCFのクロックは2つの分周比を有
する発振分周回路30と水晶発振器29によって得られ
、分周比はH/L人力により高群又は低群に適した分周
周波数を与える。例として、バンドパスの中心周波数と
SCFのクロック周波数の比を58とすればCCITT
規格では1080Hzの58倍である62.64KHz
と1750Hzの58倍である101.5KHzとなり
水晶周波数をIMHz各々の分周比を16.10とすれ
ばほぼ目的のクロック周波数を得る事ができる。可変分
周回路の動作モードは切り換えであって高速動作を必要
としないで、回路構成は容易である。本発明によりSC
Fは1組で良く、簡単なロジック回路のみで高群、低群
共に使用できる。その結果比較的IC上面積を占有する
オペアンプ部分を減少させると共に、消費電力を低下で
きる。
第6図は本発明の可変分周回路の実施例であって第5図
の30に相当する。水晶振動子31.6MO3等による
インバータ33、帰還抵抗32により発振されたIMH
zが分周段に入力される。
の30に相当する。水晶振動子31.6MO3等による
インバータ33、帰還抵抗32により発振されたIMH
zが分周段に入力される。
DタイプFF34〜37の内34〜36はL/8又は1
15で動作する分周段であり、H/LがHレベルであれ
ばアンドゲート38により34〜36をLSBとした2
進出力101で検出し、FFをリセットして000に戻
す。H/LがLレベルであれば全くリセット動作を行わ
ず1/8分周回路として働く。出力は36のQ出力より
取り出し115分周の時デユーティが1;1でなく、出
力が2進100の間と101のリセットが終了するまで
の遅延時間分のみがHレベルとなる。故に最終段FF3
7で対称なりロック出力φとTである。62゜5KHz
又は100KHzを得ている。第7図は本発明の他の実
施例であってSCFとSCFクロック制御回路を表わす
。第6図の方法の場合SCFクロック周波数の増加によ
りバンドパスフィルタのバンド巾も変化し、高群では多
少広くなってしまうのを改善するものである。併せて2
種類の周波数仕様にも対応できる様切り換え端子B/C
を有する。39は高群のバンドパスフィルタ、40は低
群のバンドパスフィルタを各々SCFで構成し、アナロ
グスイッチ4L42で選択しバッファ43で出力する。
15で動作する分周段であり、H/LがHレベルであれ
ばアンドゲート38により34〜36をLSBとした2
進出力101で検出し、FFをリセットして000に戻
す。H/LがLレベルであれば全くリセット動作を行わ
ず1/8分周回路として働く。出力は36のQ出力より
取り出し115分周の時デユーティが1;1でなく、出
力が2進100の間と101のリセットが終了するまで
の遅延時間分のみがHレベルとなる。故に最終段FF3
7で対称なりロック出力φとTである。62゜5KHz
又は100KHzを得ている。第7図は本発明の他の実
施例であってSCFとSCFクロック制御回路を表わす
。第6図の方法の場合SCFクロック周波数の増加によ
りバンドパスフィルタのバンド巾も変化し、高群では多
少広くなってしまうのを改善するものである。併せて2
種類の周波数仕様にも対応できる様切り換え端子B/C
を有する。39は高群のバンドパスフィルタ、40は低
群のバンドパスフィルタを各々SCFで構成し、アナロ
グスイッチ4L42で選択しバッファ43で出力する。
F!はフィルタ入力、FOはフィルタ出力である。第7
図の方法では高群、低P1別々のフィルタで最適なバン
ド巾を得ることが可能なため、個々のフィルタ毎に異な
る仕様、例えばCCITT規格、ベル規格に切り換えて
いる。例えば低群受信モードの場合H/L入力、インバ
ータ46によりアンドゲート44を非選択、45を選択
し40のみクロックを入力し39はクロック停止でSC
Fよりの雑音の発生とクロストークを防止する。同時に
アナログスイッチも42の方を選択とする。
図の方法では高群、低P1別々のフィルタで最適なバン
ド巾を得ることが可能なため、個々のフィルタ毎に異な
る仕様、例えばCCITT規格、ベル規格に切り換えて
いる。例えば低群受信モードの場合H/L入力、インバ
ータ46によりアンドゲート44を非選択、45を選択
し40のみクロックを入力し39はクロック停止でSC
Fよりの雑音の発生とクロストークを防止する。同時に
アナログスイッチも42の方を選択とする。
可変分周回路47の出力は4種類のクロック周波数の発
生が可能で、H/LSB/Cにより選択される。これに
より同一モデムで種々の用途に対応でき利用範囲が非常
に拡がる。又個別用途毎にモデムを生産する場合も同一
のICを用いる事ができスケールメリットによるコスト
低下を可能にする。第8図は本発明の実施例のSCFの
基本回路である。オペアンプ48とコンデンサC1〜C
4、MOSによるアナログスイッチ49〜51により構
成される。vlは積分入力で 5 L、4 ツク周波数fsとコンデンサC,、C4の比のみで時定
数の大きな積分器を構成できる。v2は正相の積分入力
でスイッチ50.51により逆向きにオペアンプに入力
される事で、 v2は負の加算器として働き、フィルタ構成上必要とな
る帰還グループとの加算などを
生が可能で、H/LSB/Cにより選択される。これに
より同一モデムで種々の用途に対応でき利用範囲が非常
に拡がる。又個別用途毎にモデムを生産する場合も同一
のICを用いる事ができスケールメリットによるコスト
低下を可能にする。第8図は本発明の実施例のSCFの
基本回路である。オペアンプ48とコンデンサC1〜C
4、MOSによるアナログスイッチ49〜51により構
成される。vlは積分入力で 5 L、4 ツク周波数fsとコンデンサC,、C4の比のみで時定
数の大きな積分器を構成できる。v2は正相の積分入力
でスイッチ50.51により逆向きにオペアンプに入力
される事で、 v2は負の加算器として働き、フィルタ構成上必要とな
る帰還グループとの加算などを
第1図は一般的なカップラモデムでのデータの流れを示
す図。第2図は一般に用いられているFSKモデムの周
波数帯域を示す図、第3図は従来のFSK復調回路のブ
ロック図である。第4図は従来のFSK復調回路のRC
アクティブフィルタの基本回路図である。第5図は本発
明の実施例になるFSX復調回路のブロック図である。 第6図は本発明の実施例で第5図30の回路図である。 第7図は本発明の他の実施例のSCFのクロック回路図
である。第8図は本発明の実施例のSCFに用いる基本
回路図である。 1・φ・・・・争・φスピーカ 2.4.5・・・φ・マイクロホン 3・・・・・・・・争ハンドセ・ソト 5・・Φ・φ・・・−バイパスフィルタ6.18.25
・・・アンプ 7.19・・・・・・バンドパスフィルタ8.26・φ
Φ・・・リミッタ 9.28・・・・・・復調回路 27・Φ・・・@φ・コンパレータ 39.40・・会・・5CF 30・・・・・・・・可変分周回路 以上 第1図 出願人 セイコーエプソン株式会社 代理人 弁理士 鈴 木 喜三部(他1名)第2図 手続補正書 (自発) 2゜ 発明の名称 SK復調回路 3゜ 補正する者 5゜ 補正の対象 明細書 (特許請求の範囲) 補正の内容 特許請求の範囲 回 を えることを ′IとするFSK復調回路。
す図。第2図は一般に用いられているFSKモデムの周
波数帯域を示す図、第3図は従来のFSK復調回路のブ
ロック図である。第4図は従来のFSK復調回路のRC
アクティブフィルタの基本回路図である。第5図は本発
明の実施例になるFSX復調回路のブロック図である。 第6図は本発明の実施例で第5図30の回路図である。 第7図は本発明の他の実施例のSCFのクロック回路図
である。第8図は本発明の実施例のSCFに用いる基本
回路図である。 1・φ・・・・争・φスピーカ 2.4.5・・・φ・マイクロホン 3・・・・・・・・争ハンドセ・ソト 5・・Φ・φ・・・−バイパスフィルタ6.18.25
・・・アンプ 7.19・・・・・・バンドパスフィルタ8.26・φ
Φ・・・リミッタ 9.28・・・・・・復調回路 27・Φ・・・@φ・コンパレータ 39.40・・会・・5CF 30・・・・・・・・可変分周回路 以上 第1図 出願人 セイコーエプソン株式会社 代理人 弁理士 鈴 木 喜三部(他1名)第2図 手続補正書 (自発) 2゜ 発明の名称 SK復調回路 3゜ 補正する者 5゜ 補正の対象 明細書 (特許請求の範囲) 補正の内容 特許請求の範囲 回 を えることを ′IとするFSK復調回路。
Claims (3)
- (1)マーク、スペースに対応した異なる周波数により
Z値信号を受信復調するFSK復調回路に於て、対にな
るマーク、スペース周波数を通過させる帯域フィルタに
SCF(スイッチト・キャパシタ・フィルタ)を用い、
該フィルタにクロックを供給するクロック回路が2種類
以上の周波数から1つを選択して発生する手段を有した
事を特徴とするFSK復調回路。 - (2)前記クロック回路の周波数が全二重通信方式の2
つの周波数帯域の受信周波数帯域側に対応したSCFク
ロック周波数を選択発生し、SCFの通過帯域を切り換
える特許請求の範囲第1項記載のFSK復調回路。 - (3)前記SCFが全二重通信方式の2つの周波数帯域
のフィルタとして別個に構成され、前記クロック回路は
周波数規格の異なる全二重通信方式に応じて受信周波数
帯域側のSCFクロック周波数を選択発生する、特許請
求の範囲第1項に記載のFSK復調回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2076353A JPH02276351A (ja) | 1990-03-26 | 1990-03-26 | Fsk復調回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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