JPH05103025A - 位相検波器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 メモリの記憶容量を小さくして経済性、実現
性、及び物理的大きさの面で有効性の向上を図る。 【構成】 直交検波器１０に入力する位相偏移変調信号
Ｓｉｎをリミッタ５０により振幅制限し、該位相偏移変
調信号Ｓｉｎを振幅変動成分をなくして位相変動成分の
みとし、その信号を直交検波器１０へ与える。直交検波
器１０は、基準搬送波Ｓ２０を用いリミッタ５０からの
入力信号を直交検波して互いに直交した直交成分信号Ｑ
３と同相成分信号Ｉ３を出力する。この信号Ｑ３，Ｉ３
は、Ａ／Ｄ変換器３１，３２でそれぞれディジタル信号
に変換された後、アドレス信号としてメモリ４０に入力
される。これにより、メモリ４０から位相検波出力θが
読出される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、通信装置などに用いら
れ、変調された位相偏移変調信号から信号波である位相
検波出力を取り出す位相検波器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図２は、従来の位相検波器の一構成例を
示すブロック図である。この位相検波器は、変調された
位相偏移変調信号Ｓｉｎを入力する入力端子１を有し、
その入力端子１には直交検波器１０が接続されている。
直交検波器１０は、基準信号発生器２０で作られた基準
搬送波Ｓ２０を入力し、位相偏移変調信号Ｓｉｎを直交
検波して互いに直交した同相成分信号Ｉ１と直交成分信
号Ｑ１の二つの検波信号を出力する機能を有し、二つの
検波回路１１，１２と、基準搬送波Ｓ２０を９０゜位相
シフトして検波回路１１に与える９０゜移相回路１３と
で、構成されている。

【０００３】直交検波器１０の二つの出力側には、直交
成分信号Ｑ１及び同相成分信号Ｉ１をそれぞれｎビット
のディジタル信号Ｑ２，Ｉ２に変換するアナログ／ディ
ジタル変換器（以下、Ａ／Ｄ変換器という）３１，３２
が接続され、その出力側に、リード・オンリ・メモリ
（ＲＯＭ）等のメモリ４０が接続されている。メモリ４
０には、直交成分信号Ｑ１と同相成分信号Ｉ１の大きさ
に応じた基準搬送波Ｓ２０と位相偏移変調信号Ｓｉｎの
位相差が記憶されており、ディジタル信号Ｑ２，Ｉ２が
アドレスとして入力されると、それに応じた位相検波出
力θを出力端子４１へ出力する機能を有している。

【０００４】次に、図２の位相検波器の動作を、図３を
参照しつつ説明する。図３は、図２の直交検波出力波形
図であり、位相偏移変調信号Ｓｉｎの一種であるπ／４
シフトＱＰＳＫ（quadrature phase shift keying ）変
調信号を直交検波したときの同相成分信号Ｉ１を横軸
に、直交成分信号Ｑ１を縦軸にしてそのベクトルの軌跡
を描いた図である。

【０００５】変調された位相偏移変調信号Ｓｉｎを入力
端子１に入力すると、該位相偏移変調信号Ｓｉｎは直交
検波器１０内で分岐して検波回路１１，１２へ送られ
る。このとき、基準信号発生器２０から発生した基準搬
送波Ｓ２０は、検波回路１２へ与えられると共に、９０
゜移相回路１３で９０゜位相がシフトされて検波回路１
１へ与えられる。検波回路１１は、９０゜移相回路１３
の出力で位相偏移変調信号Ｓｉｎを検波して直交成分信
号Ｑ１を出力する。同時に、検波回路１２は、基準搬送
波Ｓ２０で位相偏移変調信号Ｓｉｎを検波して同相成分
信号Ｉ１を出力する。

【０００６】直交検波器１０の直交検波出力のうち、直
交成分信号Ｑ１はＡ／Ｄ変換器３１でｎビットのディジ
タル信号Ｑ２に変換されると共に、同相成分信号Ｉ１が
Ａ／Ｄ変換器３２でｎビットのディジタル信号Ｉ２に変
換される。このディジタル信号Ｉ２，Ｑ２は、メモリ４
０のアドレス信号入力端子に加えられる。そのアドレス
情報に対応するメモリ４０の内容が次式（１）のような
内容であるとすると、該メモリ４０の出力端子４１に
は、位相検波出力θが得られる。 θ＝ｔａｎ^-1｛（Ｑ２の大きさ）／（Ｉ２の大きさ）｝ ・・・（１）

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記構
成の位相検波器では、次のような課題があった。

【０００８】従来の位相検波器では、図３のベクトルの
軌跡をみて理解できるように、振幅ならびに位相が大幅
に変わっている。実際の通信装置では、更に雑音が相加
されるので、振幅変動成分が更に大きくなる。位相検波
出力θの分解精度を１゜程度にすると、ディジタル信号
Ｉ２，Ｑ２はそれぞれｎ＝１４ビットの幅が必要で、該
位相検波出力θが９ビットの大きさになる。従って、メ
モリ４０の記憶容量は次式（２）のようになる。 ２²⁸×９＝２．４×１０⁹ ビット ・・・（２） このように、位相偏移変調信号Ｓｉｎを基準搬送波Ｓ２
０で検波するメモリ４０を利用した従来の位相検波器
は、メモリ４０に予め記憶しておいたデータを読出すこ
とによって移送検波出力θを出力するようにしているの
で、動作速度が速いという利点を有する反面、該メモリ
４０の規模が非常に大きくなるので、経済性及び実現性
の面で大きな困難性がある。

【０００９】本発明は、前記従来技術が持っていた課題
として、メモリの規模が大きくなって経済性及び実現性
の面で困難性があるという点について解決した位相検波
器を提供するものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】第１の発明は前記課題を
解決するために、基準搬送波で位相偏移変調信号を直交
検波して互いに直交した同相成分信号と直交成分信号を
出力する直交検波器と、前記同相成分信号と直交成分信
号の大きさに応じた前記基準搬送波と位相偏移変調信号
の位相差を記憶するメモリとを備え、前記同相成分信号
及び直交成分信号をＡ／Ｄ変換し、そのディジタル信号
をアドレスとして前記メモリから位相検波出力を読出す
位相検波器において、前記直交検波器の入力側にリミッ
タを設けている。このリミッタは、位相偏移変調信号を
振幅制限して振幅変動成分を除去した信号を直交検波器
へ入力する機能を有している。

【００１１】第２の発明は、第１の発明において、前記
リミッタで振幅変動成分を除去した信号を入力とする前
記直交検波器の同相成分信号または直交成分信号のいず
れか一方の極性を判別してそれに応じた極性判別信号を
出力する極性判別器を設けている。更に、前記同相成分
信号または直交成分信号のいずれか他方のＡ／Ｄ変換後
のディジタル信号と、前記極性判別信号とを、アドレス
として前記メモリから位相検波出力を読出す構成にして
いる。

【００１２】

【作用】第１の発明によれば、以上のように位相検波器
を構成したので、直交検波器に入力する位相偏移変調信
号をリミッタによって振幅制限し、該位相偏移変調信号
を振幅変動成分をなくして位相変動成分のみとする。こ
れにより、メモリの記憶容量の削減化が図れる。

【００１３】第２の発明によれば、第１の発明と同様
に、直交検波器に入力する位相偏移変調信号をリミッタ
によって振幅制限し、該位相偏移変調信号を振幅変動成
分をなくして位相変動成分のみとする。更に、直交検波
出力のいずれか一方を極性判別器により極性判別し、該
極性判別信号と、他方のディジタル信号に変換された直
交検波出力とを、アドレスとしてメモリに加える。する
と、そのアドレス入力に対応した位相検波出力が、メモ
リから読出される。これにより、メモリの記憶容量をよ
り小さくすることが可能となる。従って、前記課題を解
決できるのである。

【００１４】

【実施例】第１の実施例 図１は、本発明の第１の実施例を示す位相検波器の構成
ブロック図であり、従来の図２中の要素と共通の要素に
は共通の符号が付されている。この位相検波器では、従
来の図２の位相検波器において、入力端子１と直交検波
器１０の入力側との間に、リミッタ５０が接続されてい
る点のみが異なっている。このリミッタ５０は、入力端
子１から入力される位相偏移変調信号Ｓｉｎを振幅制限
し、該位相偏移変調信号Ｓｉｎから振幅変動成分をなく
して位相変動成分のみとし、その信号を直交検波器１０
へ与える機能を有している。

【００１５】図１中のＱ３は検波回路１１から出力され
る直交成分信号、Ｉ３は検波回路１２から出力される同
相成分信号である。そして、メモリ４０には、直交成分
信号Ｑ３の大きさと同相成分信号Ｉ３の極性をアドレス
として、次式（３）に示す内容のデータが記憶されてい
る。 θ＝ｔａｎ^-1｛（Ｑ３の大きさ）／（Ｉ３の大きさ）｝ ・・・（３） このような構成の位相検波器の動作を、図４を参照しつ
つ、説明する。図４は、図３と同様な表現形式の図１の
動作説明図であり、横軸に同相成分信号Ｉ３、縦軸に直
交成分信号Ｑ３がそれぞれとられている。

【００１６】変調された位相偏移変調信号Ｓｉｎを入力
端子１に入力すると、該位相偏移変調信号Ｓｉｎはリミ
ッタ５０によって振幅制限され、その振幅制限された入
力信号が直交検波器１０内の検波回路１１，１２へ送ら
れる。検波回路１１では、基準信号発生器２０から発生
する基準搬送波Ｓ２０を９０゜移相回路１３で９０゜位
相をシフトした基準搬送波を用い、リミッタ５０からの
位相偏移変調信号を検波して直交成分信号Ｑ３を出力す
る。検波回路１２は、基準信号発生器２０からの基準搬
送波Ｓ２０を用い、リミッタ５０からの位相偏移変調信
号を検波して同相成分信号Ｉ３を出力する。

【００１７】直交成分信号Ｑ３と同相成分信号Ｉ３は、
Ａ／Ｄ変換器３１，３２でそれぞれディジタル信号に変
換された後、メモリ４０のアドレス信号入力端子に加え
られる。このメモリ４０には、予め（３）式のデータが
記憶されているため、アドレス入力に応じた位相検波出
力θを出力端子４１から出力する。

【００１８】ここで、直交検波出力である直交成分信号
Ｑ３及び同相成分信号Ｉ３は、図４に示すように、該直
交成分信号Ｑ３と同相成分信号Ｉ３のベクトルの軌跡が
半径を１とする円となる。この軌跡上の点ａは、同相成
分ｉと直交成分ｑで表現され、次式（４）の関係とな
る。 （ｉ² ＋ｑ² ）^0.5 ＝１ ・・・（４） 同相成分信号Ｉ３及び直交成分信号Ｑ３は、それぞれ位
相角が１゜の分解能で表現できるようにすると、それぞ
れ７ビットあればよい。そのため、Ａ／Ｄ変換器３１，
３２は７ビットの分解能があればよく、更にそのＡ／Ｄ
変換器出力をアドレス入力とするメモリ４０は、１４ビ
ットのアドレス空間があればよい。出力端子４１に得る
位相検波出力θを９ビットで表現すると、２¹⁴×９ビッ
ト（約１．５×１０⁵ ビット）の記憶容量があればよ
い。

【００１９】従って、本実施例では、従来の位相検波器
に比べ、メモリ４０の規模を大幅に小さくでき、それに
よって経済性、実現性、及び物理的大きさの面で有効で
ある。しかも、従来の位相検波器にリミッタ５０を付加
するのみでよいため、回路構成をそれほど複雑化及び増
大させることなく、前記のような利点が得られる。

【００２０】第２の実施例 図５は、本発明の第２の実施例を示す位相検波器の構成
ブロック図であり、第１の実施例の図１と共通の要素に
は共通の符号が付されている。この位相検波器が第１の
実施例と異なる点は、図１のＡ／Ｄ変換器３２に代えて
極性判別器５２を設けたことである。この極性判別器５
２は、基準信号を用い、検波回路１２から出力される同
相成分信号Ｉ３の正負の極性を判別し、それに応じた極
性判別信号をメモリ４０のアドレス信号入力端子へ加え
る回路であり、通常この機能はＡ／Ｄ変換器３１内にも
設けられている。

【００２１】このような位相検波器の動作を、図６を参
照しつつ説明する。図６は、図４と同様な表現形式の図
５の動作説明図であり、横軸に同相成分信号Ｉ３、縦軸
に直交成分信号Ｑ３がとられている。

【００２２】位相偏移変調信号Ｓｉｎが入力端子１に入
力されると、その位相偏移変調信号Ｓｉｎがリミッタ５
０で振幅制限された後、基準搬送波Ｓ２０を入力とする
直交検波器１０で直交検波され、検波回路１１，１２か
らそれぞれ直交成分信号Ｑ３及び同相成分信号Ｉ３が出
力される。

【００２３】直交成分信号Ｑ３は、Ａ／Ｄ変換器３１で
ディジタル信号に変換された後、メモリ４０のアドレス
信号入力端子に入力される。一方、同相成分信号Ｉ３
は、極性判別器５２で極性判別され、その極性判別信号
がメモリ４０のアドレス信号入力端子に入力される。メ
モリ４０には、（３）式のデータが記憶されているた
め、アドレス入力に応じた位相検波出力θを出力端子４
１より出力する。

【００２４】ここで、直交検波器１０の検波出力である
直交成分信号Ｑ３と同相成分信号Ｉ３は、図６に示すよ
うに、該同相成分信号Ｉ３と直交成分信号Ｑ３のベクト
ルの軌跡が半径を１とする円となる。この軌跡上の点ａ
１は図４の点ａに対応するもので、この点ａ１は同相成
分ｉと直交成分ｑで表現され、（４）式の関係となる。
この点ａ１の直交成分ｑと等しい大きさの直交成分を示
す点は点ａ２となる。この二つの点ａ１，ａ２を区別す
るためには、同相成分ｉの極性だけである。そのため、
前記（４）式の性質と同相成分を量子化し、その大きさ
と直交成分を極性判別すれば、直交検波器１０の直交検
波出力が、図６に示すベクトルの軌跡のどの位置にある
のかがディジタル的に表現できる。よって、直交成分信
号Ｑ３をＡ／Ｄ変換器３１でディジタル信号に変換し、
同相成分信号Ｉ３を極性判別器５２によって極性判別
し、該Ａ／Ｄ変換器３１及び極性判別器５２の両出力を
メモリ４０のアドレス信号として加えると、位相検波器
として動作する。

【００２５】同相成分信号Ｉ３または直交成分信号Ｑ３
で位相角が１゜の分解能で表現できるようにすると、そ
れぞれ７ビットあればよい。そのため、Ａ／Ｄ変換器３
１は７ビットの分解能があればよく、更にそのＡ／Ｄ変
換器出力をアドレス入力とするメモリ４０は、他方の同
相成分信号Ｉ３または直交成分信号Ｑ３の極性ビットの
合計８ビットのアドレス空間があればよい。出力端子４
１に得る位相検波出力θを９ビットで表現すると、２⁸
×９ビットの記憶容量があればよい。

【００２６】従って、この第２の実施例の位相検波器
は、第１の実施例のものよりもメモリ４０の記憶容量が
大幅に小さくてよく、経済性、実現性、及び物理的大き
さの面で有効性がより向上する。しかも、この第２の実
施例では、第１の実施例のＡ／Ｄ変換器３２に代えて極
性判別器５２を設けており、その極性判別器５２はＡ／
Ｄ変換器３２よりも回路構成が簡単であるため、第１の
実施例よりも回路規模を小さくできる。

【００２７】なお、本発明は上記実施例に限定されず、
種々の変形が可能である。その変形例としては、例えば
次のようなものがある。 （ａ）図５において、Ａ／Ｄ変換器３１を同相成分信号
Ｉ３側に、極性判別器５２を直交成分信号Ｑ３側に設け
ても、第２の実施例と同様の作用・効果が得られる。

【００２８】（ｂ）図２及び図５において、検波性能の
向上を図るために他の回路等を付加する等、種々の変形
が可能である。

【００２９】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、第１の発明
によれば、リミッタによって位相偏移変調信号を振幅制
限し、該位相偏移変調信号を振幅変動成分をなくして位
相変動成分のみとし、それを直交変換器で直交変換する
ようにしたので、回路構成を複雑にすることなく、経済
性、実現性、及び物理的大きさの面で有効である。

【００３０】第２の発明によれば、直交検波出力のいず
れか一方を極性判別器によって極性判別し、その極性判
別信号と他方のディジタル化された直交検波出力とをア
ドレス信号としてメモリに加え、該メモリから位相検波
出力を読出すようにしたので、第１の発明に比べてより
回路構成が簡単になり、しかもメモリの記憶容量をより
小さくでき、それによって経済性、実現性、及び物理的
大きさの面でより有効である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例を示す位相検波器の構成
ブロック図である。

【図２】従来の位相検波器の構成ブロック図である。

【図３】図２の直交検波出力波形図である。

【図４】図１の動作説明図である。

【図５】本発明の第２の実施例を示す位相検波器の構成
ブロック図である。

【図６】図５の動作説明図である。

【符号の説明】

１０ 直交検波器 １１，１２ 検波回路 １３ ９０゜移相回路 ２０ 基準信号発生器 ３１，３２ Ａ／Ｄ変換器 ４０ メモリ ５０ リミッタ ５２ 極性判別器

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基準搬送波で位相偏移変調信号を互いに
   ９０゜位相シフトした関係で直交検波して互いに直交し
   た同相成分信号と直交成分信号を出力する直交検波器
   と、前記同相成分信号と直交成分信号の大きさに応じた
   前記基準搬送波と位相偏移変調信号の位相差を記憶する
   メモリとを備え、前記同相成分信号及び直交成分信号を
   アナログ／ディジタル変換し、そのディジタル信号をア
   ドレスとして前記メモリから位相検波出力を読出す位相
   検波器において、 前記位相偏移変調信号を振幅制限して振幅変動成分を除
   去した信号を前記直交検波器へ入力するリミッタを、設
   けたことを特徴とする位相検波器。
2. 【請求項２】 請求項１記載の位相検波器において、 前記リミッタで振幅変動成分を除去した信号を入力とす
   る前記直交検波器の同相成分信号または直交成分信号の
   いずれか一方の極性を判別してそれに応じた極性判別信
   号を出力する極性判別器を設け、 前記同相成分信号または直交成分信号のいずれか他方の
   アナログ／ディジタル変換後のディジタル信号と、前記
   極性判別信号とを、アドレスとして前記メモリから位相
   検波出力を読出す構成にしたことを特徴とする位相検波
   器。