JPH02280540A

JPH02280540A - 変調回路

Info

Publication number: JPH02280540A
Application number: JP1102088A
Authority: JP
Inventors: Masakatsu Toyoshima; 豊島　雅勝
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1989-04-21
Filing date: 1989-04-21
Publication date: 1990-11-16

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。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、例えば衛星通信システムに使用して好適な変
調回路に関する。

〔発明の概要〕

本発明は、例えば衛星通信システムに使用して好適な変
調回路において、基準信号から搬送波信号を生成するＰ
ＬＬ回路と、この搬送波信号を第１の信号でＰＳＫ変調
して出力するＰＳＫ変調器と、その搬送波信号をそのＰ
ＳＫ変調器への入力前に第２の信号でＦＭ変調するため
の付加回路とを有し、その第１の信号でその搬送波信号
をＰＳＫ変調して出力するときには、その”！２の信号
を所定値に固定してそのＰＳＫ変調器の出力信号を取出
し、その第２の信号でその搬送波信号をＦＭ変調して出
力するときには、その１１の信号を所定値に固定してそ
のＰＳＫ変調器の出力信号をそのまま取出すようにした
ことにより、それらＦＭ変調信号及びＰＳＫ変調信号の
出力回路としてそのＰＳＫ変調器を共通に使用して、全
体の回路を小型化できると共にコストを低減できるよう
にしたものである。

〔従来の技術〕

様々な事業体が通信衛星を保有するようになって来たこ
とにより、衛星通信システムを使用して情報伝送を行う
装置が各種開発されつつある。

第５図は衛星通信システムの一例としての、通信衛星を
用いたニュース収集システム５ＮＧ（Ｓａｔｅｌｌｉｔ
ｅ　Ｎｅｗｓ　Ｇａｔｈｅｒｉｎｇ）を示し、この第５
図において、車載局（１）で収集されたニュースの映像
信号及び音声信号は通信衛星（２）の中継器（トランス
ポンダー）を介して放送センター（３）に伝送される。

この場合、Ｋｕバンドであれば地球局から通信衛星への
上り回線の周波数帯は例えば１４ＧＨｚ〜１４、４ＧＨ
ｚ　とされ、通信衛星から地球局への下り回線の周波数
帯は例えば１２．３５ＧＨｚ　〜１２．７５ＧＨｚとさ
れている。そして、上り回線は第６図已に示す如く水平
偏波信号では１４ＧＨｚから夫々４０ＭＨｚの周波数帯
域が各中継器に割り当てられており、第６図Ｂに対応す
る下り回線は第６図Ｃに示す如く垂直偏波信号で１２．
３５ＧＨｚから夫々４０ＭＨｚの周波数帯域が割り当て
られている。

上述のように各中継器の中心周波数間隔は４０ＭＨｚで
あるため、各中継器の帯域幅は第６図Ａに示す如＜　３
６　Ｍ　Ｈｚ程度になっている。一方、車載局（１）で
収集されるニュースの映像信号及び音声信号（ＦＭ変調
信号）のベースバンドは例えば夫々軍６図りの周波数帯
（６）（カットオフ周波数４．２ＭＨｚ程度）及び周波
数帯（７）（中心周波数４．５１）！ｚｚ程度に設定さ
れている。そして、第６図りのベースバンド信号がＦＭ
変調されて、中継器帯域幅中の主チャンネル〔８）（第
６図Ａ）の信号として１４ＧＨｚ帯の上り回線で通信衛
星（２）に送信される。

しかしながら、最初から車載局（１）より放送センター
（３）に帯域幅の広い映像信号を含む主チャンネル（８
）の信号を伝送するのは通信異常等を生じ易いため、予
め第６図Ａに示す狭帯域のオーダワイヤー回Ｉ！（９）
、（１０）　　ヲ介シテ、ＩＥ　載局（１）　及Ｃ１放
送−ｔｘ　：／ター（３）の間で打合せ用の音声信号を
交換できる如くなされている。それらオーダワイヤー回
線（９）。

（１０）の内で、例えばオーダワイヤー回線（９）はセ
ンターからローカルへのＦＭ音声信号の伝送用に割り当
てられ、オーダワイヤー回線（ｌＯ）はローカルからセ
ンターへのＦＭ音声信号の伝送用に割り当てられている
。そして、主チャンネル（８）はセンターからローカル
への情報伝送及びローカルからセンターへの情報伝送に
交互に使用される。更に、それらのオーダワイヤー回線
（９）、（１０）　　は各放送局用に夫々割り当てられ
たようなものと考えてもよく、主チャンネル（８）が開
放されているか否かの確認を行うために使用されること
もある。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述のように、従来は情報量の大きな信号を伝送する主
チャンネル（８）と情報量の小さな信号を伝送するオー
ダワイヤー回線（９）、（１０）　　とが並列に使用さ
れているために、車載局（１）において夫々独立の２種
類の変調器を用意する必要があり、変調器が大型化して
製造コストも高くなる不都合があった。これは、今後車
載局（１）をより小型化して可搬型の移動局等に発展さ
せる上で大きな障害となっている。

本発明は斯かる点に鑑み、２種類の信号から独立に変調
信号を形成できる小型な変調回路を提案することを目的
とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明による変調回路は例えば第１図に示す如く、基準
信号から搬送波信号（例えばΔｓｉｎωｔ）を生成する
Ｐ　Ｌ　Ｌ（Ｐｈａｓｅ　Ｌｏｃｋｅｄ　Ｌｏｏｐ）　
　回路（１２）　〜（１５）と、その搬送波信号を第１
の信号（例えばデジタルデータＤＤ）でＰ　Ｓ　Ｋ（Ｐ
ｈａｓｅ−３ｈｉｆｔ　Ｋｅｙｉｎｇ）変調して出力す
るＰＳＫ変調器（２４）と、その搬送波信号をそのＰＳ
Ｋ変調器（２４）への入力前に第２の信号（例えばアナ
ログ音声信号Ａｓ）でＦＭ変調するための付加回路（１
７）とを有し、その第１の信号でその搬送波信号をＰＳ
Ｋ変調して出力するときには、その第２の信号を所定値
（例えば０）に固定してそのＰＳＫ変調器（２４）の出
力信号を取出し、その第２の信号でその搬送波信号をＦ
Ｍ変調して出力するときには、その第１の信号を所定値
（例えばハイレベルｒｌＪ　又はローレベルｒＯ」）に
固定してそのＰＳＫ変調器（２４）の出力信号をそのま
ま取出すようにしたものである。

〔作用〕

斯かる本発明によれば、その第２の信号を所定値に固定
することによりその第１の信号によってＰＳＫ変調され
た信号が取出され、その第１の信号を所定値に固定する
ことによりその第２の信号によってＦＭ変調された信号
が取出される。また、出力回路としてそのＰＳＫ変調器
（２４）が兼用されているため、変調回路が全体として
小型化できる。

〔実施例〕

以下、本発明による変調回路の一実施例につき第１図〜
第４図を参照して説明しよう。本例は衛星通信システム
用の送信機に本発明を適用したものである。

第１図は本例の送信機を示し、この第１図において、（
１１）は高安定化された水晶発振器より成る基準発振器
であり、この基準発振器（１１）は安定度２．５ｐｐｍ
程度で周波数ｔｏが略１０ＭＨｚの基準クロックパルス
を生成して、位相誤差検出器（Ｐ　Ｄ）　（１２）の一
方の入力端子に供給する。この位相誤差検出器（１２）
より生成される誤差信号をローパスフィルター（ＬＰＦ
）（１３）　　にて濾波して得られる制御信号を電圧制
御発振器（Ｖ　ＣＯ）　（１４）　　に供給し、この電
圧制御発振器（１４）はその制御信号に対応して周波数
ｆ　（角周波数２πｆをωとする）の搬送波信号Ａｓ１
ｎ　ａ）ｔを生成し、この搬送波信号Ａｓ１ｎωしをＮ
分周回路（１５）にてＮ分周して成る信号を位相誤差検
出器（１２）の他方の入力端子に供給する。

これら位相誤差検出器（１２）、ローパスフィルタ（１
３）、電圧制御発振器（１４）及びＮ分周回路（１５）
よりＰ　Ｌ　Ｌ　（Ｐｈａｓｅ　Ｌｏｃｋｅｄ　Ｌｏｏ
ｐ）　　回路が構成される。

従って、そのＮの値を１４に設定すると、その電圧制御
発振器（１４）の出力信号である搬送波信号Ａｓ＋ｎω
ｔの周波数ｆはｆ　＝　Ｎ　ｘ　ｆ　ｏ　＝１４０（ＭＨｚ）となる。

また、（１６）は入力端子を示し、この入力端子（１６
）に外部からアナログ音声信号Ａｓを供給する。

このアナログ音声信号ＡＳは第６図Ａのオーダワイヤー
回線（ｌＯ）で伝送されていた音声信号と同じものであ
る。そして、そのアナログ音声信号ＡＳを第１のスイッ
チ回路（１７）の人力接点に供給し、この第１のスイッ
チ回路（１７〉の出力接点をローパスフィルタ（１３）
の出力端子及び電圧制御発振器（１４）の入力端子に共
通に接続する。この場合、そのアナログ音声信号ＡＳは
３００ｔｌｚ〜３．４ｋＨｚ程度に帯域制限すると共に
、そのローパスフィルタ（１３）の遮断周波数を３００
Ｈｚよりも充分小さい値に設定する。

従って、その第１のスイッチ回路（１７）を閉じてその
アナログ音声信号ＡＳを注入すると、そのアナログ音声
信号ＡＳはそのローパスフィルタ（１３）で遮断されて
ループ特性は変化しないため、その電圧制御発振器（１
４）の出力信号である搬送波信号Ａｓ１ｎωｔはそのア
ナログ音声信号ＡＳでＦＭ変調される。また、その第１
のスイッチ回路（１７）を開いてそのアナログ音声信号
ＡｓのそのＰＬＬ回路への流入分を０にすると、その搬
送波信号Ａｓ１ｎωｔの周波数はＮ　ｆ　ｏに固定され
る。

〈１８）は入力端子を示し、この入力端子（１８）に外
部よりデジタルデータＤＤを供給する。このデジタルデ
ータＤＤは例えばニュース用の映像信号をデジタル化し
て成る映像データ、ニュース用の音声信号のＰＣＭデー
タ及び第６図へのオーダワイヤー回ｆｉ（１０）で伝送
されていた打合せ用の音声信号のＰＣＭデータを時分割
多重（ＴＤＭ）して構成する。従って、本例では従来の
オーダワイヤー回線で伝送されていた音声信号をアナロ
グ音声信号ＡＳにすることもでき、またそのオーダワイ
ヤー回線で伝送されていた音声信号をＰＣＭデータに変
換し、このＰＣＭデータをそのヂジタ゛ルデータＤＤの
中に含ませることもできる。

本例ではそのデジタルデータＤＤは口ＰＳＫ　（ｑｕａ
ｄｒａｔｕｒｅ　Ｐｈａｓｅ−５ｈｉｆｔ　Ｋｅｙｉｎ
ｇ）　　変調信号として伝送する如くなす。このＱＰＳ
に変調においては、そのデジタルデータＤＤを先ず変換
回路（１９）に供給する。

そのデジタルデータＤＤをｔｏｏ　ｂ＋　ｂ２ｂｓ　ｂ
ｎ　ｂｓ・・・・とした場合、その変調回路（１９）は
そのデジタルデータＤＤを２ビット単位で区切り、例え
ばデータ列す。ｂｚ　ｂ４・・・・より成るＩ系列デー
タとデータ列ｂ＋　ｂｓ　ｂｓ・・・・より成るＱ系列
データとに分離する。これらＩ系列データ及びＱ系列デ
ータを夫々アントゲ−）　（２０）の一方の入力端子及
びアンドゲート（２１）の一方の入力端子に供給し、そ
れらアンドゲート（２０）及びアントゲ−）（２１）の
夫々の他方の入力端子を共通に第２のスイッチ回路（２
２）の可動接点に接続し、この第２のスイッチ回路（２
２）の一方の固定接点を接地し、この第２のスイッチ回
路（２２）の他方の固定接点をハイレベル「１」に相当
する直流電圧Ｖｃｃが供給されている電源端子（２３）
に接続する。

従って、その第２のスイッチ回路（２２）の可動接点を
接地側の固定接点に接続することにより、それらアント
ゲ−）　（２０＞及び（２１）の夫々の出力信号はロー
レベル「０」に固定される。一方、その第２のスイッチ
回路（２２）の可動接点をハイレベル「１」側の固定接
点に接続することにより、アントゲ−）　（２０）及び
（２１）からは夫々Ｉ系列データ及びＱ系列データがそ
のまま出力される。但し、アントゲ−）　（２０）及び
（２１）の出力信号はデータがハイレベル「１」のとき
は＋１となり、データがローレベル「口」のときは−ｌ
となるものとする。

また、（２４）及び（２５）は夫々搬送波抑圧型の二重
平衡型（ｄｏｕｂｌｅ　ｂａｌａｎｃｅｄ　ｔｙｐｅ）
の変調器を示し、変調器（２４）には電圧制御発振器（
１４）の出力信号である搬送波信号Ａｓ１ｎ　ｗｔを供
給し、変調器（２５）にはその搬送波信号Ａｓ１ｎωＬ
を９０°移相器り２６）にて移相させて成る搬送波信号
Ａｃｏｓ６Ｕｔを供給する。

その変調器（２４）においてその搬送波信号ＡＳＩＩＩ
　（ＩＪｔとアンドゲート（２０）の出力信号との変調
積を生成し、この変調積を加算器（２７）の一方の入力
端子に供給する。そして、変調器（２５）においてその
搬送波信号へｃｏｓａ＋ｔとアンドゲート（２１）の出
力信号との変調積を生成し、この変調積を加算器（２７
）の他方の入力端子に供給し、この加算器（２７）の出
力信号を中心周波数がＮｆｏ即ち１４０ＭＨｚのバンド
パスフィルタ（２８）に供給し、高調波成分を除去する
。

第２のスイッチ回路（２２）の可動接点をハイレベル「
ｌｊ側の固定接点に接続したものとして、ＱＰＳに変調
の動作について第３図を参照して説明する。先ず変調器
（２４）の変調積は■系列データがハイレベル「１」又
はローレベル「０」であるのに対応して夫々Ａｓ１ｎ　
ａｃｔ又は＝ＡｓｉｎωＬとなる。−方、変調器（２５
）の変調積はＱ系列データがハイレベル「ｌ」又はロー
レベル「口」であるのに対応して夫々Ａｃｏｓωを又は
−Ａｃｏｓａ＋ｔとなる。この場合、■系列データ及び
Ｑ系列データを（Ｉ、Ｑ）で表わすと、第３図より明ら
かな如く、加算器（２７）の出力信号は（１，Ｑ）が（
１，１）のときにはＡ３１ｒｌ（ωｔ＋４５°）に比例
する信号となり、（１゜Ｑ）が（０，１）のときにはＡ
ｃｏｓ（ａ＋ｔ＋４５°）ニ比例する信号となり、（１
，Ｑ）が＜０．０＞のときには−Ａｓｉｎ（ａ＋ｔ＋４
５’）に比例する信号となり、（１゜Ｑ）が（１，０＞
のときには−Ａｃｏｓ（ωｔ　＋４５°）に比例する信
号となる。従って、そのＱＰＳに変調された信号からＩ
系列データ及びＱ系列データを復調するには、入力され
た搬送波信号の位相変化を９０゜程度の分解能で識別す
ればよいことが分かる。そして、変調器（２４）及び（
２５）並びに加算器（２７）よりＱＰＳに変調器が構成
される。

また、変調器（２４）及び（２５）は夫々１ビット単位
で搬送波信号を０６及び１８０″′に位相変調すると考
えてよいため、それら変調器（２４）及び（２５）は夫
々ＢＰＳに（Ｂｉｎａｒｙ　ＰＳに）変調器を構成する
と考えてよい。一般にＰＳＫＲｊｌを用いると低いＣ／
Ｎ　（搬送波電力／雑音電力）比でも誤りなく情報を伝
送できるので、ＦＭ変調の場合に比べて人力信号のパワ
ーが８．５ｄＢ程度少なくても済むので、特に移動局等
に用いて好適である。

第１図において、バンドパスフィルタ（２８）の出力信
号を二重平衡型の変調器（２９）に供給し、この変調器
（２９）には基準クロックパルスをＰＬＬ回路（３０）
にて逓倍して成る周波数Ｉ　ＧＨｚの搬送波信号を供給
し、その変調器（２９）のｌ　ＧＨｚ帯の変調積を変調
器（３１）に供給する。この変調器（３１）には基準ク
ロックパルスをＰＬＬ回路（３２）にて逓倍して成る周
波数１４ＧＨｚの搬送波信号を供給し、その変調器（３
１）の１４６）ｌｚ帯の変調積を増幅回路（３３）に供
給する。この増幅回路（３３）の出力信号を送信アンテ
ナ（３４）を介して通信衛星に送信する如くなす。その
１４Ｇ）ｌｚ帯の上り回線の信号が通信衛星の中ａ器に
て１２６）ｌｚ帯の下り回線の信号に変換されて池の地
球局に送信される。

第１図例の動作につき説明するに、先ず打合せ用の音声
信号を伝送するために、第１のスイッチ回路（１７）を
閉じて第２のスイッチ回路（２２）の可動接点を接地側
の固定接点に切替える。そして、入力端子〈１６）に打
合せ用の音声に対応するアナログ音声信号ＡＳを供給す
る。この場合、電圧制御発振器（１４）からはそのアナ
ログ音声信号ＡＳ″′ＱＦＭ変調された搬送波信号Ａｓ
１ｎ（（ω＋δ）１）が生成され、この搬送波信号が変
調器（２４）及び（２５）に供給される。そして、アン
ドゲート（２０）及び（２１）からは夫々−１の信号が
出力されているため、第３図より明らかな如く、加算器
（２７）からは略−Ａｓ＋ｎ（（ω＋δ）　ｔ　＋４５
°）に比例する信号が生成される。

従ってこの加算器（２７）の出力信号は第２図へに示す
中心周波数１４０Ｍ１（ｚのＦＭ変調信号（３６）であ
り、このＦＭ変調信号（３６）は第６図Ａのオーダワイ
ヤー回線（１０）に相当する。

次に、デジタルデータＤＤを伝送するには、第１のスイ
ッチ回路（１７）を開いて第２のスイッチ回路（２２）
の可動接点をハイレベル「１」側の固定接点に切替える
。そして、入力端子〈１８）にデジタルデータＤＤを供
給する。この場合、このデジタルデータＤＤのベースバ
ンドは第２図Ｃに示す信号（３５）であるとする。この
信号（３５）にはニュースの映像信号のデジタルデータ
、ニュースの音声信号のＰＣＭデータ及び従来は第６図
Ａのオーダワイヤー回線（１０）で伝送されていた打合
せ等のための音声信号のＰＣＭデータが含まれている。

そして、変調器（２４）及び（２５）には夫々正規の搬
送波信号Ａｓ＋ｎω（及びＡＣＯ８ωｔが供給されてい
るため、バンドパスフィルタ（２８）からは第２図８に
示す如く、中継器帯域幅である３６ＭＨｚの中に収まり
中心周波数が１４０Ｍ）ｌｚのＱＰＳＫ変調信号（３７
）が生成される。このＱＰＳに変調信号（３７）は第６
図への主チャンネル（８］に対応する信号である。

このように本例によれば、第１のスイッチ回路（１７）
及び第２のスイッチ回路（２２）を切替えるだけで、ア
ナログ音声信号ＡＳによってＦＭ変調された信号又はデ
ジタルデータＤＤによってＱＰＳに変調された信号の何
れかを加算回路（２７）から出力することができる。こ
の場合、何れの変調信号も変調器（２４）、　（２５）
　　及び加算器（２７）より成る出力回路から出力され
るため、その出力回路が兼用されて変調回路全体が小型
化できると共に、製造コストが低減できる利益がある。

特に本例では、搬送波信号Ａｓ＋ｎ　ｔＩＪｔのアナロ
グ音声信号ＡＳによるＦＭ変調は、そのローパスフィル
タ（１３）の出力信号にそのアナログ音声信号ＡＳを加
算するだけで行われているため、付加回路としては第１
のスイッチ回路（１７）程度が必要とされるだけであり
、回路規模が一層小型化できる利益がある。

次に第１図例の他の動作例につき第４図を参照して説明
する。本例においてはアナログ音声信号へＳで搬送波信
号Ａｓ１ｎ　ａｒｔをＦＭ変調するときには、その中心
周波数を第４図Ａの信号（３８）で示す如＜　（１４０
−Δ）ＭＨｚに設定し、第６図Ａに示すオーダワイヤー
回線（１０）の中心周波数に略合致させる如くなす。こ
れは第１図において、例えばＮ分周回路（１５）の分周
数Ｎを小さく切替えることによって達成される。そして
、デジタルデータＤＤでＱＰＳに変調信号を生成すると
きにはそのＮ分周回路（１５）の分局数Ｎを１４に切替
えることにより、その第４１！ＩＢに示すＱＰＳに変調
信号（３７）は第２図Ｂに示すものと同じになる。この
第４図例によれば、第６図Ａに示した周波数配列がほぼ
再現され、従来のシステムとの互換性を維持し易い利益
がある。

尚、上述実施例は本発明をＱＰＳＫ変調器に適用したも
のであるが、そのＱＰＳＫ変調器の代わりに例えばＢＰ
Ｓに変調器を用いた場合等にも本発明は適用できる。

このように本発明は上述実施例に限定されず、本発明の
要旨を逸脱しない範囲で種々の構成を採り得ることは勿
論である。

〔発明の効果〕

本発明によれば、搬送波信号を第１の信号及び第２の信
号で夫々ＰＳＫ変調及びＦＭ変調できると共に、それら
変調信号の出力回路としてＰＳＫ変調器が兼用されてい
るので、変調回路が小型化でき製造コストも低減できる
利益がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による変調回路の一実施例を示す構成図
、第２図及び第３図は夫々実施例の動作の説明に供する
線図、第４図は実施例の他の動作の説明に供する線図、
第５図は衛星通信ンステムの例を示す構成図、第６図は
従来の衛星通信の周波数配列を示す線図である。（１２）は位相誤差検出回路、（１３）はローパスフィ
ルタ、（１４）は電圧制御発振器、（１５）はＮ分周器
、（１７）は第１のスイッチ回路、（２２）は第２のス
イッチ回路、（２４）及び（２５）は夫々二重平衡型の
変調器、（２７）は加算器であ、る。第５図ｆ　（ＧＨｚ）ヘースｌ従来のｔｈ星通信の周濾数配別第８図

Claims

【特許請求の範囲】基準信号から搬送波信号を生成するＰＬＬ回路と、上記
搬送波信号を第１の信号でＰＳＫ変調して出力するＰＳ
Ｋ変調器と、上記搬送波信号を上記ＰＳＫ変調器への入
力前に第２の信号でＦＭ変調するための付加回路とを有
し、上記第１の信号で上記搬送波信号をＰＳＫ変調して出力
するときには、上記第２の信号を所定値に固定して上記
ＰＳＫ変調器の出力信号を取出し、上記第２の信号で上
記搬送波信号をＦＭ変調して出力するときには、上記第
１の信号を所定値に固定して上記ＰＳＫ変調器の出力信
号をそのまま取出すようにしたことを特徴とする変調回
路。