JPH05183343A - Fm検波回路 - Google Patents

Fm検波回路

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JPH05183343A JP3360276A JP36027691A JPH05183343A JP H05183343 A JPH05183343 A JP H05183343A JP 3360276 A JP3360276 A JP 3360276A JP 36027691 A JP36027691 A JP 36027691A JP H05183343 A JPH05183343 A JP H05183343A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 FM検波回路の移相回路が無調整であって、
半導体集積回路化が容易な移相回路からなるFM検波回
路を提供するものである。 【構成】 トランス・コンダクタンス増幅器とコンデン
サからなる積分回路で構成され、中心周波数でリミッタ
信号の位相を90度位相シフトさせる移相回路と、該リ
ミッタ回路と移相回路と該移相回路の出力が夫々供給さ
れ、リミッタ信号を位相検波する掛算回路と、該掛算回
路から検波出力を導出すると共に、該検波出力が平滑さ
れて供給される誤差増幅器とからなり、該誤差増幅器の
出力が該移相回路を構成するトランス・コンダクタンス
増幅器に供給するようになされている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体集積回路化が容
易な無調整化された移相回路が用いられたFM検波回路
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図10は、従来のクオドラチュア検波回
路からなるFM検波回路の一例を示す回路図である。リ
ミッタ信号(IF信号)の位相を中心周波数で90度シ
フトさせる移相回路20と、リミッタ信号を位相検波す
る掛算回路21とから構成されている。掛算回路21の
一方の入力端子には、リミッタ回路から直接リミッタ信
号が供給され、他方の入力端子には、移相回路20から
の信号が供給され、リミッタ信号が掛算回路21によっ
て位相検波されてFM検波出力が得られる。クオドラチ
ュア検波回路は、半導体集積回路化には比較的適したF
M検波回路であるが、移相回路20は、コンデンサとコ
イル等から構成されており、掛算回路20は、半導体集
積回路化されているが、この移相回路は、外付け部品と
なっており、プリント基板に実装されている。又、移相
回路20のコイルの磁気コアを可動させてインダクタン
ス値を変えて移相回路20の共振周波数を調整すること
よって移相特性を調整する調整作業が行われている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】図10のFM検波回路
では、掛算回路21が半導体集積回路化されているが、
移相回路20は、コンデンサとコイル等から構成されて
おり、プリント基板に実装される外付けの部品となる為
に、部品点数が多くなり、製造コストを上昇させる欠点
がある。更に、移相回路20では、コイルの磁気コアを
可動させてインダクタンス値を変えることによって、所
定の同調周波数に調整する調整作業が行われており、煩
わしいものである。本発明は、上述のごとき欠点を解消
しようとするものであって無調整であって、半導体集積
回路化が容易な移相回路からなるFM検波回路を提供す
ることを目的とするものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明のFM検波回路
は、リミッタ回路からのリミッタ信号が供給され、トラ
ンス・コンダクタンス増幅器とコンデンサからなる積分
器で構成され、リミッタ信号の位相を中心周波数で90
度シフトさせる移相回路と、該リミッタ回路と該移相回
路を介して得られる信号が夫々供給され、リミッタ信号
を位相検波する掛算回路と、該掛算回路の検波出力が平
滑されて供給される誤差増幅器とからなり、該誤差増幅
器の出力が該移相回路を構成するトランス・コンダクタ
ンス増幅器に供給されるようになされたものである。
【0005】
【作用】本発明のFM検波回路は、移相回路がトランス
・コンダクタンス増幅器とコンデンサからなる積分器で
構成されたアクティブ・フィルタによって形成されてお
り、FM検波回路の出力を平滑して誤差増幅器に供給
し、その誤差電圧を移相回路を構成するトランス・コン
ダクタンス増幅器に供給してFM検波出力が中心周波数
に対して常に一定の直流レベルを維持するように制御さ
れたものであって、移相回路の無調整化が可能となり、
半導体集積回路化が容易なものである。
【0006】
【実施例】図1は、本発明のFM検波回路の一実施例を
示すブロック図であり、図2がその具体的な一例を示す
回路図である。図1に於いて、1はリミッタ出力が供給
される入力端子であり、掛算回路3と中心周波数でリミ
ッタ信号の位相を90度シフトさせる移相回路4に供給
され、移相回路4から90度位相がシフトした信号が掛
算回路3に供給される。掛算回路3からの検波出力は、
コンデンサと抵抗からなる平滑回路5を介して基準電圧
源6から基準電圧が印加された誤差増幅器7に供給さ
れ、その誤差電圧が移相回路4に供給されて中心周波数
に対してFM検波出力の直流レベルが一定に制御されて
いる。2はFM検波出力が得られる出力端子である。
【0007】次に、図2に基づき図1のより具体的な実
施例に基づいて本発明のFM検波回路について説明す
る。図1と同一部分には、同一符号が付与されている。
移相回路4は、トランス・コンダクタンス増幅器P1
至P3 とコンデンサC1 乃至C3 からなる積分回路とバ
ンドパス・フィルタ(以下、BPFと称する。)からな
るアクティブ・フィルタで構成されている。自己負帰還
型のトランス・コンダクタンス増幅器P1 は、その出力
端子と接地間にコンデンサC1 が接続されて積分回路4
1 を形成し、その正転入力端子の一方が入力端子1に接
続され、他方の正転入力端子が接地されている。積分回
路41 の出力端子は、自己負帰還型のトランス・コンダ
クタンス増幅器P2 の一方の正転入端子に接続され、そ
の出力端子にはコンデンサC2 が接続されて積分回路4
2 を構成している。積分回路42 の出力端子は、トラン
ス・コンダクタンス増幅器P1 の反転入力端子の一つに
接続されると共に、トランス・コンダクタンス増幅器P
3 の正転入力端子に接続されている。トランス・コンダ
クタンス増幅器P3 とその出力端子には、コンデンサC
3 が接続されて積分回路43 が構成され、その出力端子
は、トランス・コンダクタンス増幅器P2 の反転入力端
子の一つに接続されている。積分回路42 ,43 は、B
PFを構成している。
【0008】入力端子1からはリミッタ信号が供給さ
れ、トランス・コンダクタンス増幅器P1 の正転入力端
子に供給されると共に、掛算回路3に供給される。移相
回路4の出力は積分回路42 の出力端子から得られて掛
算回路3の他方の入力端子に供給され、リミッタ信号は
位相検波されて出力端子から検波出力が得られる。検波
出力は平滑回路5に供給され、平滑回路5によって平滑
された検波出力は誤差増幅器7の正転入力端子に供給さ
れる。誤差増幅器7を介して検波出力に応じた誤差電流
が積分器41 〜43 に供給され、検波出力の直流レベル
が中心周波数に対して常に一定のレベルを維持するよう
に自動的に制御されている。
【0009】次に、本発明のFM検波回路の移相回路に
ついて、図3乃至図8に基づいて説明する。先ず、図3
に基づいて、従来の移相回路について説明する。入出力
端子11 ,21 間には、抵抗R1 とコイルL1 からなる
直列回路Y1 が接続され、出力端子21 ,22 間には、
抵抗R2 、コイルL2 、コンデンサC1 からなる並列回
路Z1 が接続されている。入力端子11 ,12 間には、
入力電圧V1 が印加され、出力端子21 ,22 間から
は、出力電圧V2 が出力される。この移相回路の抵抗R
1 ,R2 を正規化して1とみなし、直列回路Y1 及び並
列回路Z1 の伝達関数を求めると、以下のように表され
る。 Y1 = 1/(1+sL1 ) ………………(1) Z1 = 1/(1+sC1 +1/sL2 )…………(2) ここで、P1 =1/L1 ,P2 =1/C1 ,P3 =1/
2 とすると、次式のように表される。 Y1 = P1 /(s+P1 ) ………………(3) Z1 = sP2 /(s2 +sP2 +P2 3 )……(4) (3) 式は、積分回路の伝達関数を表し、(4) 式は、BP
Fの伝達関数を表している。
【0010】又、図3に於いて、直列回路と並列回路を
夫々アドミタンスY1 とインピーダインスZ1 とし、そ
れらに流れる電流I1 とすると、電流I1 と出力電圧V
2 との関係は、次式のように表される。 I1 =Y1 (V1 −V2 ) ………………(5) V2 =Z1 1 ………………(6) (5),(6) 式からシグナル図を作成すると、図4のように
なる。次に、電流を電圧に変換すると、(5),(6) 式は次
のような伝達関数として表される。 VI1=TY1(V1 −V2 ) ………………(7) V2 =TZ1・VI1 ………………(8) 図3と図4を対比すると、(3),(4) 式と対応付けること
ができる。即ち、TY1は、BPFの伝達関数であり、Z1
は、積分回路の伝達関数であることが分かる。この結果
から、図3の移相回路が図5のBPFと図6の積分回路
とで構成されることが分かる。
【0011】以下に、図5のBPFと図6の積分回路の
構成について説明する。図5は、BPFであって、自己
負帰還回路を構成するトランス・コンダクタンス増幅器
2 とその出力端子に接続されたコンデンサC2 からな
る積分回路と、その出力端子がトランス・コンダクタン
ス増幅器P3 の正転型入力端子に接続され、その出力端
子にコンデンサC3 が接続された積分回路とからなり、
トランス・コンダクタンス増幅器P3 の出力端子がトラ
ンス・コンダクタンス増幅器P2 の反転型入力端子に接
続されて構成されている。図2の積分回路42,3 から
なるBPFに相当する。又、図6は積分回路であって、
自己負帰還回路を構成するトランス・コンダクタンス増
幅器P1 とその出力端子に接続されたコンデンサC1
らなる積分回路で構成されており、図2の積分回路41
に相当している。図2では、多入力型のトランス・コン
ダクタンス増幅器P1 となっている。
【0012】更に説明を加えると、Y1 ,Z1 の夫々の
ブロック10,11が積分回路とBPFで構成されてい
ることから、この伝達関数を図7のブロック図で表すこ
とができる。図7のブロック10,11を縮退すると、
図8のブロック12となる。図8のブロック12の伝達
関数T(s) は、次のように表される。 T(s) =sP1 2 /〔s3 +s2 (P1 +P2 ) +s(2P1 2 +P2 3 )+P1 2 3 〕 ………………(9) 一方、図3の伝達関数T(s) は、(5),(6) 式から、次式
のように表される。 T(s) =V2 /V1 =Y1 /(1/Z1 +Y1 ) =(s/C1 1 )/〔s3 +s2 (1/L1 +1/C1 ) +s(2・1/C1 1 +1/C1 ・L2 )+1/C1 1 2 〕……(10)
【0013】又、(9) 式に於いて、P1 =1/L1 ,P
2 =1/C1 ,P3 =1/L2 とすると、(10)式が得ら
れる。このことから図3に示した従来の移相回路が、図
5のBPFと図6の積分回路から構成された移相回路と
等価であることが理解できる。この結果から、図7のブ
ロック図は、図9のようなブロック図8乃至15に示さ
れる加算器8,9と積分回路13乃至15から構成され
る。従って、図3に示す移相回路が加算器8,9が夫々
積分回路41,42 に吸収され、積分回路41 乃至43
らなる図2に示されるような移相回路4が積分回路とB
PFによって構成できることが分かる。又、移相回路4
のトランス・コンダクタンス増幅器P1,2,3 の動作
電流が誤差増幅器7を介して供給されることによって、
中心周波数でFM検波出力の直流レベルを一定に制御す
ることができる。
【0014】
【発明の効果】本発明のFM検波回路は、移相回路がト
ランス・コンダクタンス増幅器とコンデンサからなる積
分回路とBPFによって構成されており、この積分回路
でリミッタ信号の位相を90度シフトさせ、且つ、BP
Fでその中心周波数を調整して同調周波数を設定してい
る。且つ、FM検波出力を平滑して得られる誤差増幅器
からの誤差電圧(電流)によって、移相回路のトランス
・コンダクタンス増幅器の相互コンダンタンスを制御す
ることにより、その利得を調整することで同調周波数が
調整される。従って、従来のように中心周波数で位相が
略90度シフトするように移相回路を調整する必要がな
く、移相回路の無調整化が可能である極めて効果的なも
のである。更に、本発明のFM検波回路によればコイル
とコンデンサ等で構成されていた移相回路を半導体集積
回路で形成することができるので、FM検波回路の全て
を半導体集積回路化することができる。従って、部品点
数を低減することができと共に、安価なものとする効果
を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のFM検波回路の一実施例を示すブロッ
ク図である。
【図2】本発明のFM検波回路の一具体例を示す回路図
である。
【図3】従来の移相回路を説明する為の回路図である。
【図4】本発明のFM検波回路を説明する為のブロック
図である。
【図5】本発明のFM検波回路に用いられる移相回路に
用いられるバンドパス・フィルタを示す回路図である。
【図6】本発明のFM検波回路に用いられる移相回路に
用いられる積分回路を示す回路図である。
【図7】本発明のFM検波回路の移相回路を説明する為
のブロック図である。
【図8】本発明のFM検波回路の移相回路を説明する為
のブロック図である。
【図9】本発明のFM検波回路の移相回路を説明する為
のブロック図である。
【図10】従来の移相回路を説明する為の回路図であ
る。
【符号の説明】
1 入力端子 2 出力端子 3 掛算回路 4 移相回路 41 〜44 積分回路 5 平滑回路 6 基準電圧源 7 誤差増幅器 8,9 加算器 10〜15 ブロック P1 〜P3 トランス・コンダクタンス増幅器 C1 〜C3 コンデンサ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 トランス・コンダクタンス増幅器とコン
    デンサからなる積分回路で構成され、リミッタ信号を中
    心周波数で90度位相シフトさせる移相回路と、該リミ
    ッタ回路と該移相回路の出力が夫々供給され、該リミッ
    タ信号を位相検波する掛算回路と、該掛算回路から検波
    出力を導出すると共に、該検波出力が平滑されて供給さ
    れる誤差増幅器とからなり、該誤差増幅器の出力が該移
    相回路を構成するトランス・コンダクタンス増幅器に供
    給されるようになされたことを特徴とするFM検波回
    路。
  2. 【請求項2】 前記移相回路が、リミッタ信号が供給さ
    れる第1のトランス・コンダクタンス増幅器と第1のコ
    ンデンサとからなる第1の積分回路と、該第1の積分回
    路の出力が供給される第2のトランス・コンダクタンス
    増幅器と第2のコンデンサとからなる第2の積分回路
    と、該第2の積分回路に負帰還を掛ける第3のトランス
    ・コンダクタンス増幅器と第3のコンデンサからなる第
    3の積分回路とからなり、第1と第2の積分回路が自己
    負帰還型であると共に、該第2の積分回路の出力が第1
    の積分回路に負帰還されてなることを特徴とする特許請
    求の範囲第1項記載のFM検波回路。
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