JPH0336849A - コスタスループ型復調装置 - Google Patents

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】 ［目　次］ 概要 産業上の利用分野 従来の技術［第５〜８図］ 発明が解決しようとする課題 課題を解決するための手段（第１図） 作　用（第１図） 実施例（第２〜４図） 発明の効果 ［概　要］ ベースバンドデータに基づき搬送波（キャリア）再生あ
るいはクロック再生を作り出すコスタス（Ｃｏｓｔａｓ
）ループ型復調方式に関し、周波数引き込みのための範
囲を可変にできるようにし、しかも保護回路での保護段
数をも可変にできるようにして、伝送速度が低いものの
場合でも、周波数引き込みおよびキャリア引き込み保持
を容易且つ迅速に行なえるようにして、より安定した復
調を可能にすることを目的とし、周波数引き込み補助部
で設定される電圧制御発振器制御信号へ付加すべき周波
数引き込み範囲を、スイープ状態のときは大きく設定し
、トラック状態のときは小さく設定するように構成する
とともに、保護回路で設定さ、れるスイープ状態からト
ラック状態への移行確度またはトラック状態からスイー
プ状態への移行確度を決めるための保護段数を、スイー
プ状態のときとトランク状態のときとで変更しうるよう
に構成する。

［産業上の利用分野コ 本発明は、ベースバンドデータに基づき搬送波（キャリ
ア）再生あるいはクロック再生を作り出すコスタスルー
プ型復調方式に関する。

同期検波の場合、受信側では被変調入力波の搬送波成分
と同相の搬送波を再生する回路が必要がある。このよう
な復調側における搬送波再生回路として、例えばコスタ
スループがある。

［従来の技術］ 第５図は従来のコスタスループ型復調方式を採る４相Ｐ
ＳＫ復調装置のブロック図であるが、この第５図に示す
４相ＰＳＫ復調装置では、例えば７０ＭＨｚ帯のＱＰＳ
Ｋ波が、シンセサイザー２０からの信号に応じて周波数
変換回路２１で周波数変換され、更に４８　Ｍ　Ｈｚバ
ンドパスフィルタ２２でろ波され、可変アッテネータ２
３でゲインを調整されたのち、９０’ハイブリツド１で
、９０°位相の異なる２系統の信号に分割される。

そして、各信号はミキサー２Ａ；２Ｂ、帯域制限用のロ
ーパスフィルタ３Ａ；３ＢおよびＡ／Ｄ変換器１０Ａ；
ＩＯＢを経てキャリア再生回路ＣＲＣへ入力されるよう
になっている。

キャリア再生回路ＣＲＣは１位相検波およびループフィ
ルタの機能を有するもので、そのループフィルタ部分の
出力がＤ／Ａ変換器１１を介して電圧制御発振器（ＶＣ
Ｏ）６へ入力され、電圧制御発振器６の出力が各ミキサ
ー２Ａ、２Ｂへ入力されるようになっている。

なお、２４はビットタイミングリカバリー（クロック再
生回路）で、このクロック再生回路２４からの出力はＡ
／Ｄ変換器１０Ａ、ＩＯＢへ入力される。

ところで、このキャリア再生間ｆｆ８　ＣＲＣは、第６
図に示すごとく１位相検波回路４やループフィルタを構
成するアップ／ダウンカウンタ５１．加算・減算回路５
２のほかに、スイープ／トラック制御信号発生部７．Δ
Ｆ設定回路８′を有している。

ここで、位相検波回路４はＡ／Ｄ変換器１０Ａ。

１０Ｂからの信号を受けてこれらの信号の位相偏差を検
出するもので、アップ／ダウンカウンタ５１はアップ／
ダウン制御部５０からのアップ／ダウン制御信号に基づ
き計数値をアップ（Ｕｐ）あるいはダウン（Ｄｏｗｎ）
するもので、加算・減算回路５２はアップ／ダウンカウ
ンタ５１からの計数値にΔＦ設定回路８′からのΔＦ（
周波数引き込み範囲分）を加算あるいは減算するもので
ある。

また、スイープ／トラック制御信号全生部７は、再生デ
ータの誤りを訂正する誤り訂正回路（ＦＥＣ）中の位相
不確定除去回路から出されるＩＮＩＴ信号（この信号は
位相状態が変化したときに出される位相状態変化信号で
ある）を受けたときは、スイープ（Ｓｗｅｅｐ；掃引）
を行なわせるための制御信号をアップ／ダウン制御部５
０へ入力し、ＩＮＩＴ信号が入力されていないときは、
トラック（Ｔｒａｃｋ　；掃引停止）させるための制御
信号をアップ／ダウン制御部５０へ入力するもので、ア
ップ・／ダウン制御部５０は、スイープ／トラック制御
信号全生部７からスイープ制御信号を受けると、アップ
／ダウンカウンタ５１をアップカウントあるいはダウン
カウントさせつづけ、スイープ／トラック制御信号全生
部７からトラック制御信号を受けると、位相検波回路４
からの偏差情報でアップ／ダウンカウンタ５１のアップ
／ダウン制御を行なわせるようになっている。

さらに、ΔＦ設定回路８′はアップ／ダウンカウンタ５
１からの計数値に周波数引き込みのための所要の範囲Δ
Ｆを付与するものである。

このようにΔＦを付与するのは、アップ／ダウンカウン
タ５工の計数値だけでは一点しか指定できないので、電
圧制御発振器６による周波数の引き込みができないため
である。

このような構成により、例えば同期が外れたような場合
は、ＩＮＩＴ信号がスイープ／トラック制御信号全生部
７へ入力されるため、このスイープ／トラック制御信号
全生部７からはスイープ制御信号がアップ／ダウン制御
部５０へ入力される。

これによりアップ／ダウンカウンタ５１はアップカウン
トあるいはダウンカウントをしつづけ、その結果計数値
が一方向にアップあるいはダウンする。そして、この計
数値に所要のΔＦを加算あるいは減算して、ある範囲を
もたせて電圧制御発振器６を制御する。これにより、位
相差のずれが一４５°から４５°の間をスイープする［
第７図（ａ）参照コ。ぞして、第７図（ｂ）に示すよう
に、位相差Ｏを含む範囲になると、今度はスイープ／ト
ラック制御信号全生部７からトラック制御信号が出され
るため、アップ／ダウン制御部５０は位相検波回路４か
らの位相偏差信号に基づくアップ／ダウン制御信号をア
ップ／ダウンカウンタ５１へ出す。これにより、アップ
／ダウンカウンタ５１の計数値はこのアップ／ダウン制
御信号に依存してアップ／ダウンし、位相差を完全にＯ
にする［第７図（ｃ）参照］。

［発明が解決しようとする課題］ ところで、伝送速度の低いものを取り扱う場合は、ΔＦ
を小さくしないと、サイクルスキップなどが増えて、安
定な復調を期待できない。

しかし、ΔＦが小さいと、トラック状態を検出してから
アップ／ダウンカウンタ５１のアップ／ダウンを一方向
制御から解除する間に、位相Ｏの点を過ぎてしまうおそ
れがあり、この場合は、再度スイープ状態になってしま
い、なかなかトラック状態に移行できず、ひいては周波
数の引き込みがうまくいかないという問題点がある、そ
こで、第８図に示すように、コスタスループを用いたも
のにおいて、周波数引き込みのための範囲ΔＦを可変に
できるΔＦ設定回路８を設け、且つ、スイープ状態から
トラック状態への移行確度およびトラック状態からスイ
ープ状態への移行確度を決めるための保護段数（例えば
、ＩＮＩＴ信号の入力回数や所要の遅延時間）を設定し
て、スイープ／トラック制御信号について一定の保護を
かける保護回路９′を設けることにより、伝送速度が低
いものの場合でも、周波数引き込みを容易に行なえるよ
うにすることも考えられる。

なお、この場合のスイープ／トラック制御信珍発生部７
への入出力信号のタイミングチャートを示すと、第９図
（ａ）〜（ｃ）のようになる。

また、第８図中、第６，７図と同じ符号はほぼ同様の部
分を示している。

しかし、この場合は、保護回路９′での保護段数が一定
であるため、次のような問題点がある。

すなわち、スイープ状態からトラック状態に真に移動し
た場合でも、キャリアをトラックさせることができなか
ったり、逆にトラック状態であっても、低Ｃ／Ｎ　（キ
ャリア／ノイズ）時には、キャリア引き込み保持ができ
なかったりするのである。

本発明は、このような問題点に鑑みてなされたもので、
コスタスループを用いたものにおいて、周波数引き込み
のための範囲を可変にできるようにし、しかも保護回路
での保護段数をも可変にできるようにして、伝送速度が
低いものの場合でも、周波数引き込みおよびキャリア引
き込み保持を容易且つ迅速に行なえるようにして、より
安定した復調を可能にした、コスタスループ型復調方式
を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 第１図は本発明の原理ブロック図である。

この第を図に示すように、本発明の場合も、９０°ハイ
ブリツド１で２系統に分割された入力信号ラインのそれ
ぞれに、ミキサー２Ａ；２Ｂと、このミキサー２Ａ；２
Ｂからの出力を受けるローパスフィルタ３Ａ；３Ｂとを
そなえ、各ローパスフィルタ３Ａ、３Ｂ間の偏差出力を
同期検波回路４から出し、この偏差出力をループフィル
タ５を介して電圧制御発振器６ヘフイードバツクし、且
つ、電圧制御発振器６からの出力を各ミキサー２Ａ、２
Ｂへ入力するコスタスループ型復調方式についてのもの
である。

また、７はスイープ／トラック制御信号発生部で、この
スイープ／トラック制御信号発生部７は、電圧制御発振
器６をスイープモードにするためのスイープ制御信号お
よび電圧制御発振器６をトラックモードにするためのト
ラック制御信号をそれぞれループフィルタ５へ出すもの
である。

さらに、８は周波数引き込み補助部で、この周波数引き
込み補助部８は、ループフィルタ５から出力される電圧
制御発振器制御信号に周波数引き込みのための所要の範
囲ΔＦを付与するもので、このΔＦは可変できるように
なっている。即ち、この周波数引き込み補助部８は、こ
の周波数引き込み補助部８で設定される電圧制御発振器
制御信号へ付加すべき周波数引き込み範囲ΔＦを、スイ
ープ状態のときは大きく設定し、トラック状態のときは
小さく設定するように構成されているのである。

９は保護回路で、この保護回路９は、スイープ状態から
トラック状態への移行確度またはトラック状態からスイ
ープ状態への移行確度を決めるための保護段数を設定す
るもので、更にこの保護回路９は、スイープ状態のとき
とトラック状態のときとで保護段数を変更すべく構成さ
れている。

［作　用］ このような構成により、例えば同期が外れたような場合
は、スイープ／トラック制御信号発生部７からはスイー
プ制御信号がループフィルタ５へ入力される。これによ
り電圧制御発振器６がスイープモードになって、位相差
のずれが一４５°から４５″の間をスイープする。この
ときのΔＦは大きく設定されているとともに、保護段数
はスイープ状態に適した所定値に設定されている。

そして、位相差Ｏを含む範囲になると、今度はスイープ
／トラック制御信号発生部７からトラック制御信号が出
されるため、電圧制御発振器６はスイープモードを解除
して位相検波回路４からの位相偏差信号に基づき位相差
を完全にＯにする。

そして、位相差がＯになって同期が完了すると、ΔＦは
今までよりも小さい値に変更される。また、このとき保
護回路９で設定される保護段数を前述のスイープ状態時
のものとは異なった値に設定される。

［実施例コ 以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第２図は本発明の一実施例としてのコスタスループ型復
調方式を採る４相ＰＳＫ復調装置のブロック図であるが
、この第２図に示す４相ＰＳＫ復調装置では、例えば７
０ＭＨｚ帯のＱＰＳＫ波が、シンセサイザーからの信号
に応じて周波数変換回路で周波数変換され、更に４８Ｍ
Ｈｚバンドパスフィルタでろ波され、可変アッテネータ
でゲインを調整されたのち、９０’ハイブリツド■で、
９０°位相の異なる２系統の信号に分割される。

そして、各信号はミキサー２Ａ；２Ｂ、帯域制限用のロ
ーパスフィルタ３Ａ：３ＢおよびＡ／Ｄ変換器１０Ａ；
ＩＯＢを経てキャリア再生回路ＣＲＣへ入力されるよう
になっている。

キャリア再生回路ＣＲＣは、位相検波およびループフィ
ルタの機能を有するもので、そのループフィルタ部分の
出力がＤ／Ａ変換器１１を介して電圧制御発振器（ＶＣ
○）６へ入力され、電圧制御発振器６の出力が各ミキサ
ー２Ａ、２Ｂへ入力されるようになっている。

ところで、；のキャリア再生回路ＣＲＣは、位相検波回
路４やスイープ／トラック制御信号発生部７あるいはル
ープフィルタを構成するアップ／ダウン制御部５０．ア
ップ／ダウンカウンタ５１゜加算・減算回路５２のほか
に、周波数引き込み補正部としてのΔＦ可変回路８．保
護回路としての保護段数可変回路９を有している。

ここで、位相検波回路４．スイープ／トラック制御信号
発生部７．アップ／ダウン制御部５０゜アップ／ダウン
カウンタ５↓、加算・減算回路５２は従来のものと同様
であるので、その説明は省略する。

ここで、ΔＦ可変回路８は、アップ／ダウンカウンタ５
１からの計数値に周波数引き込みのための所要の範囲Δ
Ｆを付与するものであるが、このΔＦ可変回路８は更に
ΔＦの値を変更できるようになっている。即ち、ΔＦ可
変回路８は、ΔＦ可変回路８で設定されるΔＦを、スイ
ープ状態のときは大きく設定し、トラック状態のときは
小さく設定するように構成されているのである。

また、保護段数可変回路９は、スイープ状態からトラッ
ク状態への移行確度を決めるための保護段数（この保護
段数を前方保護段数という）およびトラック状態からス
イープ状態への移行確度を決めるための保護段数（この
保護段数を後方保護段数という）を設定するもので、更
にこの保護段数可変回路９は、スイープ状態のときとト
ラック状態のときとで保護段数を変更しうるように構成
されている。例えばスイープ状態のときは、前方および
後方保護段数を小さな（少ない）値に設定し、トラック
状態のときは、スイープ状態のときよりも大きな（多い
）値（最適値）に設定する。

このようにスイープ状態のときに、前方および後方保護
段数を小さくすると、スイープ状態からトラック状態に
移行したことを早く検出することができるほか、後方保
護段数が少ないと、誤りによってトラック状態を検出し
ても、早くスイープ状態に戻ることができる。

次に、保護段数およびΔＦを変えるための構成例を第３
図に示す。この第３図において、９１は制御回路で、こ
の制御回路９１は、復調出力から検出され位相状態が変
化したときに出される位相状態変化信号（ＩＮＩＴ信号
）を受けるとともにＩＮＩＴ　ＣＡＲ（キャリア）信号
をクロックとして受けることにより、ＩＮＩＴ信号の存
在・不存在情報を出力するものである。

９２は前方保護段数設定用ダウンカウンタで、このダウ
ンカウンタ９２は、制御回路９１からのＩＮＩＴ信号の
存在・不存在情報を受けて、ＩＮＩＴ信号が存在すると
、前方保護段数の値をロードしつづけ、ＩＮＩＴ信号が
存在しなくなると、ダウンカウントを始め、トラック状
態の信号を出力するものである。

９３は後方保護段数設定用ダウンカウンタで、このダウ
ンカウンタ９３は、制御回路９１からのｌＮ４Ｔ信号の
存在・不存在情報を受けて、ＩＮＩＴ信号が存在しない
ときに、後方保護段数の値をロードしつづけ、ＩＮＩＴ
信号が存在するようになると、ダウンカウントを始め、
スイープ状態の信号を出力するものである。

９４はセット・リセット回路で、このセット・リセット
回路９４は、前方保護段数設定用ダウンカウンタ９２お
よび後方保護段数設定用ダウンカウンタ９３からの出力
で、セット・リセットされるものである。

９５はカウンタで、このカウンタ９５は、セット・リセ
ット回路９４からの出力を受けるとともに、ＩＮＩＴ　
ＣＡＲ信号をクロックとして受けることにより、スイー
プ状態になると、リセットされて、初期値を出力し、ト
ラック状態になると、計数を開始するもので、このカウ
ンタ９５の出力はアドレス情報として、後述のＲＯＭ９
６へ出力される。なお、このカウンタ９５は、キャリア
ウド信号により、スイープ／トラック制御信号発生部７
ヘトラツクモードにすべきかスイープモードにすべきか
という情報を提供している。

９６はＲＯＭで、このＲＯＭ９６には、前方保護段数の
設定値、後方保護段数の設定値およびΔＦの設定値の組
が複数組記憶されており、カウンタ９５からのアドレス
情報により、前方保護段数の設定値、後方保護段数の設
定値およびΔＦの設定値の組のいずれかが選択されて、
前方保護段数設定用ダウンカウンタ９２．後方保護段数
設定用ダウンカウンタ９３およびΔＦ設定回路８へ供給
されるようになっている。

なお、ＩＮＩＴ　ＣＡＲ信号とＩＮＩＴ信号とのタイミ
ング関係を示すと、第４図（ａ）、（ｂ）のようになる
。

上述の構成により、例えば同期が外れたような場合は、
スイープ／トラック制御信号発生部７からはスイープ制
御信号がアップ／ダウン制御部５０へ入力される。これ
によりアップ／ダウンカウンタ５１はアップカウントあ
るいはダウンカウントをしつづけ、その結果計数値が一
方向にアップあるいはダウンする。そして、この計数値
に所要のΔＦを加算あるいは減算して、ある範囲をもた
せて電圧制御発振器６を＃御する。これにより位相差の
ずれが一４５°から４５°の間をスイープする［第７図
（ａ）参照］。このときのΔＦは大きく設定されており
、しかも、前方および後方保護段数は少なく設定されて
いる。

そして、第７図（ｂ）に示すように、位相差Ｏを含む範
囲になる［第７図（ｂ）に示す状態では、依然として保
護段数は少なく設定されている］と、今度はスイープ／
トラック制御信号発生部７からトラック制御信号が出さ
れるため、アップ／ダウン制御部５０は位゛相検波回路
４からの位相偏差信号に基づくアップ／ダウン制御信号
をアップ／ダウンカウンタ５１へ出す。これによりアッ
プ／ダウンカウンタ５１の計数値はこのアップ／ダウン
制御信号に依存してアップ／ダウンし、位相差を完全に
Ｏにする［第７図（Ｃ）参照］。

その後、位相差が０になって同期が完了する［トラック
状態が検出されてすぐではなく、少しの遅延後（この遅
延時間はカウンタ９５で設定される）コと、カウンタ９
５からのアドレス指示により、ＲＯＭ９６の読み出しΔ
Ｆが変わり、これにより、ΔＦは今までよりも小さい値
に変更される。また、前方保護段数や後方保護段数の設
定値も、今までの小さい値から大きい値の最適値に変更
せしめられる。

なお、ΔＦを小さくした後に、スイープ状態に再度移行
すると、保護段数可変回路９の指示により、また元の状
態に戻される。即ち、ΔＦは再度大きく設定されるとと
もに、前方保護段数や後方保護段数の設定値も再度少な
い値に戻される。

このように、スイープ中は保護段数を少なくしながらΔ
Ｆを大きくしているので、スイープ状態からトラック状
態への移行を早く検出することができ、更にほこのよう
に早くトラック状態を検出してからアップ／ダウンカウ
ンタ５１のアップ／ダウンを一方向制御から解除する間
に、位相Ｏの点を過ぎてしまうおそれがなくなり、これ
によりトラック状態への移行、ひいては周波数の引き込
みを速やかにしかも確実に行なうことができる。

また、位相差がＯになった後はΔＦを小さくするととも
に、保護段数を大きくして最適値に戻すことが行なわれ
るので、伝送速度の低いものを取り扱う場合でも、サイ
クルスキップなどが増えることがなく、非常に安定した
復調が期待できるものである。

なお、保護段数可変回路９は、スイープ／トラック制御
信号発生部７とΔＦ可変回路８との間に設けてもよく、
更に、場合によっては、スイープ時には、保護段数を大
きくし、トラック状態になると、保護段数を小さくする
ことも考えられる。

［発明の効果］ 以上詳述したように、本発明のコスタスループ型復調方
式によれば、電圧制御発振器制御信号へ付加すべき周波
数引き込み範囲を、スイープ状態のときは大きく設定し
、トラック状態のときは小さく設定するように構成され
るとともに、スイープ状態のときとトラック状態のとき
とで保護段数を変更しうるように構成されているので、
伝送速度が低いものの場合でも、周波数引き込みおよび
キャリア引き込み保持を容易且つ迅速に行ない、且つ、
安定した復調が可能となる利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理ブロック図。 第２図は本発明の一実施例を示すブロック図、第３図は
保護段数を変えるための構成例を示すブロック図、 第４図は第３図において使用するＩＮＩＴ信号とＩＮＩ
Ｔ　ＣＡＲ信号との関係を示すタイミングチャート、 第５図は４相ＰＳＫ復調装置のブロック図、第６図は従
来例を示すブロック図、 第７図（ａ）〜（Ｑ）はスイープ／トラック制御過程を
説明する図、 第８図は本発明案出過程で創案されたもののブロック図
、 第９図はスイープ／トラック制御信号発生部の入出力波
形を示すタイミングチャートである。 図において。 上は９０’ハイブリツド、 ２Ａ、２Ａはミキサー ３Ａ、３Ｂはローパスフィルタ、 ４は位相検波回路、 ５はループフィルタ、 ６は電圧制御発振器（ＶＣ○）、 ７はスイープ／トラック制御信号発生部、８はΔＦ可変
回路（周波数引き込み補助部）９は保護段数可変回路（
保護回路）、 １０Ａ、ＩＯＢはＡ／Ｄ変換器、 １１はＤ／Ａ変換器、 ２０はシンセサイザー ２１は周波数変換回路、 ２２はバンドパスフィルタ、 ２３は可変アッテネータ、 ２４はビットタイミングリカバリー（クロック再生回路
）、 ５０はアップ／ダウン制御部、 ５１はアップ／ダウンカウンタ、 ５２は加算・減算回路、 ９１は制御回路、 ９２は前方保護段数設定用ダウンカウンタ、９３は後方
保護段数設定用ダウンカウンタ。 ９４はセット・リセット回路、 ９５はカウンタ。 ９６はＲＯＭ、 ＣＲＣはキャリア再生回路である。 １−−−９０°ハイフ刀−Ｉド ＩＮＩＴイ吉号 、オリ茫明／ｌ！、王里プロ、ｙグ呂 第１図 （０） （１）） 箪７間 （ｂ）ＩＮ［Ｔ　イ也１う （Ｃ）　　グ０フｑイき号 スィーブｙドラッグ帝神縛材吉号イ１生をγ０人出力ｊ
皮形１示すダイミン１手マ一ト第９図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ２系統に分割された入力信号ラインのそれぞれに、ミキ
   サー（２Ａ；２Ｂ）と、該ミキサー（２Ａ；２Ｂ）から
   の出力を受けるローパスフィルタ（３Ａ；３Ｂ）とをそ
   なえ、各ローパスフィルタ（３Ａ、３Ｂ）間の偏差出力
   をループフィルタ（５）を介して電圧制御発振器（６）
   へフィードバックし、且つ、該電圧制御発振器（６）か
   らの出力を各ミキサー（２Ａ、２Ｂ）へ入力するコスタ
   スループ型復調方式において、 電圧制御発振器（６）をスイープモードにするためのス
   イープ制御信号および該電圧制御発振器（６）をトラッ
   クモードにするためのトラック制御信号をそれぞれ該ル
   ープフィルタ（５）へ出すスイープ／トラック制御信号
   発生部（７）と、 該ループフィルタ（５）から出力される電圧制御発振器
   制御信号に周波数引き込みのための所要の範囲（ΔＦ）
   を付与する周波数引き込み補助部（８）と、スイープ状
   態からトラック状態への移行確度またはトラック状態か
   らスイープ状態への移行確度を決めるための保護段数を
   設定する保護回路（９）が設けられて、 該周波数引き込み補助部（８）が、該電圧制御発振器制
   御信号へ付加すべき周波数引き込み範囲（ΔＦ）を、ス
   イープ状態のときは大きく設定し、トラック状態のとき
   は小さく設定するように構成されるとともに、 該保護回路（９）が、スイープ状態のときとトラック状
   態のときとで該保護段数を変更しうるように構成されて
   いることを 特徴とする、コスタスループ型復調方式。