JPH04361409A - Fm復調器 - Google Patents

Fm復調器

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JPH04361409A
JPH04361409A JP13733091A JP13733091A JPH04361409A JP H04361409 A JPH04361409 A JP H04361409A JP 13733091 A JP13733091 A JP 13733091A JP 13733091 A JP13733091 A JP 13733091A JP H04361409 A JPH04361409 A JP H04361409A
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transistor
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Bunichi Okubo
大久保 文一
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  • Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (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。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はFM復調器に関し、特に
PLL方式のFM復調器に関する。
【0002】
【従来の技術】PLL位相同期ループ(Phase−l
ocked  loop;以下PLLと記す)は、FM
復調におけるスレッショルド改善の目的で近年用いられ
ている。このPLL復調の基本動作ブロックを図6に示
す。
【0003】図6において、本ループ回路は、位相検波
器31,ループフィルタ32,電圧制御発振器(以下V
COと記す)34より構成される。ここで端子30から
入力されたFM波とVCO34の出力との位相差を位相
検波器31により検出し、位相検波器31により検出さ
れた信号は、ループフィルタ32により帯域外の雑音を
除かれたのち、VCO34に制御信号として負帰還され
、VCO34の発振周波数を制御する。
【0004】このことにより、VCO34の発振周波数
は端子30より入力されたFM波の周波数に一致する。 このことは、VCO34への制御信号を取り出すと、V
CO34の周波数は前記制御信号に比例して変化するこ
とより、端子33にFM波を復調した信号が出力される
【0005】この関係を数式を使って説明すると、端子
30のFM波Efmを次の(1)式に示す。   Efm=COS{2πfc t+2π●Vm(t)
dt}……(1)ここで、fc ;搬送周波数,Vm(
t);変調信号。
【0006】また、VCO34への制御信号をVc (
t)とすれば、VCO34の発振信号EVCO は次の
(2)式となる。
【0007】   EVCO =COS{2πfct+2πB●Vc 
(t)dt}……(2)ここで、Bは制御信号によるV
CO34制御利得。
【0008】位相検波器31の出力には端子30のFM
波とVCO34の発振波との位相差に比例した電圧ed
 が出力される。
【0009】   ed =Kd {2π●Vm (t)td−2πB
●Vc (t)dt}……(3)ここで、Kd は、位
相検波器31の検波利得。
【0010】電圧ed はループフィルタ32を通って
、VCO34の制御信号となる。
【0011】ここで、ループフィルタ32の利得を1と
すると、Vc (t)=edであり、前記(3)式に代
入し、時間で微分すると次の(4)式となる。
【0012】
【0013】前記(4)式をラプラス変換すると次の(
5)式となる。
【0014】
【0015】さらに、|S|<<2πKdBの場合を考
えれば、次の(6)式となる。
【0016】
【0017】VCO34の制御信号Vc (t)は、F
M波の変調信号Vm (t)を復調感度L/Bで復調し
たことになる。
【0018】次に、図7に従来のPLL復調の回路を示
す。
【0019】図7において、本回路は、図6で説明した
VCO34を具体化したもので、VCO34は、全帰還
増幅器で構成される発振回路35,インダクタンス37
,容量36,可変容量回路44,バッファ回路38より
構成される。
【0020】可変容量回路44は、PN接合に加える信
号により、容量成分を制御する回路である。
【0021】ここで、インダクタンス37の値をL,容
量36をC,可変容量回路44の容量値をCV とする
と、発振回路35の発振周波数fOSC は次の(7)
式となる。
【0022】
【0023】位相検波器31の出力は、ループフィルタ
32を通って、可変容量回路44の容量値CV を制御
することにより、VCO34の発振周波数を端子30よ
り入力されたFM波の周波数と同期するように動作する
。 通常、無制御時のVCO34の発振周波数は、PLL復
調検波の出力に何も出力されないように、FM波の搬送
波と同じに設定される。
【0024】
【発明が解決しようとする課題】このような従来のPL
L復調回路においては、位相検波器31からの制御信号
が無い時、VCO34の発振周波数はPLL復調検波出
力33に何も出力されないように、FM波の搬送波周波
数と同じに設定される必要がある。
【0025】しかし、従来回路においては、可変容量回
路44の容量は、PN接合に加える信号よる容量成分の
変化を使用している為、バラツキが大きく(製造バラツ
キ,電流値のバラツキ),制御信号が無い時のVCO3
4の発振周波数を、インダクタンス37や、容量36等
の値を調整する初期調整が必要であった。このバラツキ
の調整をしないと、PLLの特性上VCO34の周波数
とFM波の搬送周波数を一致させる為出力に、DCオフ
セットが出力され、波形の上下非対称となったり、PL
L動作をしない現状となる。
【0026】本発明の目的は、前記諸問題点を解決し、
制御信号が無い時のVCOの発振周波数をFM波の搬送
周波数と容易に同じに設定できるようにしたFM復調器
を提供することにある。
【0027】
【課題を解決するための手段】本発明のFM復調回路の
構成は、共振子を用いた発振回路と、制御端子の信号に
より出力リアクタンス成分が可変する可変リアクタンス
回路とを備え、前記可変リアクタンス回路の出力は前記
共振子と並列に接続され、前記発振回路の出力はさらに
位相検波器の第1の入力に接続され、前記位相検波器の
第2の入力よりFM変調された信号が入力され、前記位
相検波器にて前記第1,第2の入力の位相差を検出して
信号として出力し、前記位相検波器の出力はフィルタに
接続され、前記フィルタの出力が前記可変リアクタンス
回路の制御端子に接続され、前記位相検波器の第2の入
力を入力端とし、前記フィルタの出力を出力端とするこ
とを特徴とする。
【0028】
【実施例】図1は本発明の一実施例のPLL復調回路を
示すブロック図である。
【0029】図1において、本実施例の復調回路は、位
相検波器8と、ループフィルタ9と、発振回路1,共振
子4,可変リアクタンス回路5,バッファ回路6から成
るVCOとを含み構成される。
【0030】本回路の動作は、位相検波器8の出力が、
ループフィルタ9を通って、可変リアクタンス回路5の
等価容量値を可変することにより、共振子4と可変リア
クタンス回路5の等価容量値とで決定される発振回路1
の発振周波数を可変する。
【0031】このことにより、入力端7のFM波と発振
回路1の発振周波数とは常に同じになるように動作する
。図1のバッファ回路6は、発振回路1が安定に発振さ
せる為に接続されているもので、無くても良い。
【0032】次に、共振子4の等価回路を図2に示す。 ここで、共振子4の並列等価容量をCa ,直列等価容
量をCr ,直列インダクタンスをL,直列抵抗をrと
し、可変リアクタンス回路5の等価容量をCX とする
と、発振回路1の発振周波数つまりVCOの発振周波数
は次の(8)式となる。
【0033】
【0034】可変リアクタンス回路5の等価容量Cx 
を制御することにより、VCOの発振周波数を制御でき
る。ここで、可変リアクタンス回路5の一例を図3に示
す。
【0035】図3において、本回路は、トランジスタ1
1,トランジスタ12との差動回路と、トランジスタ1
3,トランジスタ14との差動回路と、トランジスタ1
5,トランジスタ16との差動回路により、双差動増幅
器を構成し、トランジスタ12と13のベース端と、ト
ランジスタ11と14のベース端にはそれぞれ制御端子
20,21が接続されている。
【0036】トランジスタ15,トランジスタ16のエ
ミッタ間に容量17を有し、さらにトランジスタ15,
トランジスタ16のエミッタにはそれぞれ定電流源18
,19が接続されている。
【0037】双差動増幅器の出力であるトランジスタ1
1とトランジスタ13のコレクタと、トランジスタ12
とトランジスタ14のコレクタは共通接続され、さらに
カレントミラー構成のトランジスタ22及びトランジス
タ23、カレントミラー構成のトランジスタ24及びト
ランジスタ25、カレントミラー構成のトランジスタ2
6及びトランジスタ27により、トランジスタ16のベ
ースに帰還されている。このトランジスタ16のベース
が可変リアクタンス回路5の出力端子となる。
【0038】次にこの回路動作を説明する。制御端子2
0の電位が制御端子21に比べて高い時、つまりトラン
ジスタ11,トランジスタ14に電流が流れなくなる方
向に制御した場合、出力端子からみた可変リアクタンス
回路の等価容量は正の容量成分となり、トランジスタ1
1,トランジスタ14の電流をまったく流さない時が、
最大制御量となる。
【0039】その時、図3の可変リアクタンス回路動作
は、図4の動作と等価となる。
【0040】そこで、図3の可変リアクタンス回路の正
の容量成分の最大制御量を図4により説明する。
【0041】図4において、端子OUTからみたインピ
ーダンスZ1 は次の(9)式となる(尚、Z1 は複
素数表示となる。)
【0042】
【0043】但し、V1 :端子OUTの電位i1 :
端子OUTへの流入電流 gm :トランジスタ15,16で構成される差動回路
の相互コンダクタンスC:容量17の容量値図3におい
ては、ダブルエンド出力をカレントミラー回路により合
成して出力端子OUTに帰還させている為、出力端子O
UTのインピーダンスはZ1 の半分となる。つまり次
の(10)式となる。
【0044】
【0045】前記(10)式より、図3における可変リ
アクタンス回路の正の容量成分は、回路容量17の容量
値の2倍まで可変することができる。
【0046】逆に図3において、制御端子21の電位が
制御端子20に比べて高い時、つまりトランジスタ12
,トランジスタ13に電流が流れなくなる方向に制御し
た場合、出力端子OUTからみた可変リアクタンス回路
のインピーダンスは負の容量成分となり、トランジスタ
12,トランジスタ13に電流をまったく流さない時が
最大制御量となる。
【0047】その時、図3の可変リアクタンス回路動作
は、図5の動作と等価となる。そこで、図3の可変リア
クタンス回路の負の容量成分の最大制御量を、図5によ
り説明する。
【0048】図5において、端子OUTからみたインピ
ーダンスZ2 は次の(11)式となる。
【0049】
【0050】但し、V2 :端子OUTの電位i2 :
端子OUTへの流入電流 gm :トランジスタ15,16で構成される差動の相
互コンダクタンスC  :容量17の容量値図3におい
ては、ダブルエンド出力をカレントミラー回路により合
成して、出力端子OUTに帰還させている為、出力端子
OUTのインピーダンスZはZ2 の半分となる。つま
り次の(12)式となる。
【0051】
【0052】前記(12)式より、図3における可変リ
アクタンス回路の負の容量成分は、回路容量17の容量
値の2倍まで可変することができる。
【0053】また、制御端子20と21が同電位の時、
つまり位相検波器からの制御信号が無い時は、出力端子
OUTには電流変化が無く高インピーダンスとなり、容
量成分は0となる。
【0054】以上のことより、図3において制御端子2
0,21の電位差を制御する(位相検波器の出力信号で
制御する)ことにより、出力端子OUTの容量成分を−
2C≦(出力端子OUTの容量成分)≦2Cまで可変で
きる。
【0055】図1のPLL復調回路における可変リアク
タンス回路の等価容量CX が図3の出力端子OUTの
容量成分となる。
【0056】以上説明してきたことより、図1の可変リ
アクタンス回路5を図3の一実施可変リアクタンス回路
を使用した場合、VCOの発振周波数fOSC は、次
の(13)式に示すように、制御できる。
【0057】
【0058】また、可変リアクタンス回路5の制御信号
が無い時、VCOの発振周波数fOSC は次の(14
)式となる。
【0059】
【0060】このように、共振子4のみで決定され、通
常FM波の搬送波と同じ周波数に設定されていることに
より、位相検波器8からの制御信号が無い時は、FM波
の搬送波と同じ周波数となる。
【0061】共振子4のバラツキは小さく、本実施例の
PLL復調回路は、製造上のバラツキの影響を受けない
為、調整は不要である。
【0062】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のPLL復
調回路は、従来の回路で問題であったVCOの初期調整
が不要で、セットメーカの調整工数が不要となるという
効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例のFM復調器を示すブロック
図である。
【図2】図1の共振子の等価回路を示す回路図である。
【図3】図1の可変リアクタンス回路の一例を示す回路
図である。
【図4】図3の動作の一例を示す回路図である。
【図5】図3の動作の他例を示す回路図である。
【図6】従来のPLL復調回路を示すブロック図である
【図7】図6をさらに詳しく示したブロック図である。
【符号の説明】
1,35    発振回路 2,28,39    電圧源 4    発振子 5    可変リアクタンス回路 6,38    バッファ回路 8,31    位相検波器 9,32    ループフィルタ 11,12,13,14,15,16,22,23,2
4,25,26,27 トランジスタ 18,19    定電流源 17    容量 34    VCO 36    容量 37    インダクタンス 44    可変容量回路

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  共振子を用いた発振回路と、制御端子
    の信号により出力リアクタンス成分が可変する可変リア
    クタンス回路とを備え、前記可変リアクタンス回路の出
    力は前記共振子と並列に接続され、前記発振回路の出力
    はさらに位相検波器の第1の入力に接続され、前記位相
    検波器の第2の入力よりFM変調された信号が入力され
    、前記位相検波器にて前記第1,第2の入力の位相差を
    検出して信号として出力し、前記位相検波器の出力はフ
    ィルタに接続され、前記フィルタの出力が前記可変リア
    クタンス回路の制御端子に接続され、前記位相検波器の
    第2の入力を入力端とし、前記フィルタの出力を出力端
    とすることを特徴とするFM復調器。
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5996945U (ja) * 1982-12-21 1984-06-30 アンリツ株式会社 高c/n高周波信号発生器
JPS6216607A (ja) * 1985-07-15 1987-01-24 Sanyo Electric Co Ltd 発振回路
JPS6251811U (ja) * 1985-09-19 1987-03-31
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