JPH06350656A - Ｆｓｋ変調装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 位相が連続して周波数偏移を正確化し、さら
に隣接チャネル漏洩電力特性を向上させるとともにジッ
タの発生を阻止する。 【構成】 デジタルデータＳｄにおけるマーク信号及び
スペース信号時に可変分周器１７、位相比較器１３、ル
ープフィルタ１４、アナログスイッチ１５，１６、ＶＣ
Ｏ１２からなるＰＬＬループを形成して周波数変移が正
確なＦＳＫ変調出力信号Ｓｏを得る。マーク信号及びス
ペース信号間で信号変化が有る場合、ＶＣＯ１２をＶＣ
Ｏ１１とをアナログスイッチ１５，１６を切り替えて入
れ替える。反転増幅器１８の出力信号をＬＰＦ１９を通
じ、その制御電圧をＶＣＯ１２に印加し、直接ＦＭ変調
を行う。遅延回路２１とアナログスイッチ制御回路２０
を通じてＰＬＬループによる変調と、直接ＦＭ変調の波
形のタイミングを整合させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、無線通信装置などに利
用し、周波数偏移における位相が連続するＦＳＫ変調装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図３はこの種のＦＳＫ(Frequency Shift
Keying)変調器の構成を示すブロック図である。図３に
おいて、このＦＳＫ変調装置は、例えば、周波数２ＯＭ
Ｈｚ帯で発振する電圧制御発振器（ＶＣＯ）１と、周波
数５０ＫＨｚの基準周波数信号が入力される位相比較器
３と、不要信号成分を除去するループフィルタ４と、電
圧制御発振器１からの発振信号をデジタルデータで分周
する可変分周器７とを有している。

【０００３】次に、この従来例の構成における動作につ
いて説明する。電圧制御発振器１は、周波数２０ＭＨｚ
帯の発振信号は可変分周器７に入力される。可変分周器
７では、発振信号をデジタルデータに応じた、例えば、
４１８分周（スペース信号時）又は３８２分周（マーク
信号時）を行う。位相比較器３は、可変分周器７の分周
信号と、周波数５０ＫＨｚの基準周波数との位相比較を
行い、この位相差に応じた制御電圧を生成して、電圧制
御発振器１を制御する。すなわち、閉ループ制御によっ
て可変分周器７からの分周信号の周波数が、基準周波数
と一致するように制御する。ループフィルタ４では不要
信号成分を除去する。

【０００４】この動作では、デジタルデータがマーク信
号の場合、電圧制御発振器１の発振周波数が、５０ＫＨ
ｚ×３８２＝１９．１ＭＨｚとなり、また、１デジタル
データが、スペース信号の場合、電圧制御発振器１の発
振周波数は、５０ＫＨｚ×４１８＝２０．９ＭＨｚを出
力する。

【０００５】この場合、分周数が変更され、電圧制御発
振器１の周波数が変化している際に、基準周波数分の１
のジッタが生じる。すなわち、可変分周器７の分周数が
変更されて電圧制御発振器の周波数が変化した場合に、
基準周波数分の１のジッタが発生する。これは図４に示
すように位相比較を行なう時間が基準周波数分の１程度
必要となるためである。

【０００６】この種の改善提案として、特開昭６３ー１
９８４０６号公報に開示された「広帯域ＦＭ変調器」、
特開昭５８ー０４８５０７号公報に開示された「変調
器」、特開昭５７ー１３５５５５号公報に開示された
「位相連続ＦＳＫ変調回路」を挙げることが出来る。特
開昭６３ー１９８４０６号公報の例は、ＦＳＫ信号作成
回路、ＰＬＬループのそれぞれの可変分周器の分周比を
設定に応じて制御して、広帯域にわたる周波数安定度を
得るようにしている。

【０００７】特開昭５８ー０４８５０７号公報の例は、
一つの電圧制御発振器（ＶＣＯ）を共有し、ＦＳＫ変調
ループとＦＭ変調ループとからなる二つのＰＬＬのロー
パスフィルタの出力を切り替えて、ＦＳＫ変調とＦＭ変
調との間の干渉を無くしている。特開昭５７ー１３５５
５５号公報の例は、変調データ信号のマーク、スペース
に応じて可変分周器の分周比を変更する分周比設定回路
を設けて、簡単な構成で調整を容易にする。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来例のＦＳＫ変調装置は、いずれも基準周波数分の
１のジッタが生じ、このジッタによって復調時における
符号の誤り率を増加させてしまい、通信品位が低下する
という欠点がある。

【０００９】本発明は、上述した事情にかんがみてなさ
れたものであり、位相が連続して周波数偏移が正確化
し、隣接チャネル漏洩電力特性に優れ、かつ、ジッタの
発生を阻止できるＦＳＫ変調装置の提供を目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のＦＳＫ変調装置は、可変分周手段、位相比
較手段、ループフィルタ、第１の電圧制御発振手段を有
してＦＳＫ変調出力信号を得るＰＬＬループ回路と、分
周指示のデジタルデータを所定の電圧に反転して出力す
る反転手段と、反転増幅手段からのデータの立上り及び
立下りを滑らかなカーブに処理するためのローパスフィ
ルタと、ループフィルタとローパスフィルタとからの制
御電圧の一方を選択する第１のスイッチング手段と、第
１の電圧制御発振手段と特性が等しく、かつ、スイッチ
ング手段を通じてループフィルタとローパスフィルタと
からの制御電圧が印加される第２の電圧制御発振手段
と、第１又は第２の電圧制御発振手段からの出力信号の
一方を選択して可変分周手段に出力する第２のスイッチ
ング手段と、デジタルデータを遅延して出力する遅延手
段、遅延手段からの延在デジタルデータに従って第１及
び第２のスイッチング手段の切り替えタイミングを制御
するスイッチング制御手段とを備える構成としてある。

【００１１】この構成にあって、反転手段として、分周
を指示するためのデジタルデータにおけるマーク信号が
入力された場合に、第１の電圧制御発振器から第１の周
波数信号を発振し、スペース信号が入力された際に第２
の周波数信号を発振する制御電圧を供給する増幅度に設
定された反転増幅器を用いる構成としてある。

【００１２】また、遅延手段を、ループフィルタとロー
パスフィルタとからそれぞれ出力される制御電圧の時間
が一致する遅延量に設定する構成としてある。

【００１３】

【作用】上記構成からなる本発明のＦＳＫ変調装置は、
ＰＬＬループで周波数変移が正確なＦＳＫ変調出力信号
を得ている。さらに、マーク信号及びスペース信号間で
信号変化を有する場合、第２の電圧制御発振手段と第１
の電圧制御発振手段とを第１及び第２のスイッチング手
段で入れ替えるように切り替えている。また、反転増幅
器の出力信号をローパスフィルタを通じ、その制御電圧
を第２の電圧制御発振手段に印加し、直接ＦＭ変調を行
っている。さらに、遅延手段とスイッチング制御手段を
通じてＰＬＬループによる変調と、直接ＦＭ変調の波形
のタイミングを整合させている。したがって、電圧制御
発振手段の制御電圧が滑らかに切り替わり、ＦＳＫ変調
出力信号の位相が連続し、さらにマーク信号とスペース
信号がＰＬＬによって電圧制御発振手段の発振周波数が
ロックされ、周波数が正確に偏移する。また、ローパス
フィルタの効果により、マーク信号、スペース信号間の
変化が滑らかになり、隣接チャネル漏洩電力特性が向上
し、しかもマーク信号、スペース信号間で信号が変化す
る際に、電圧制御発振手段に直接ＦＭ変調が施されてジ
ッタが生じない。

【００１４】

【実施例】次に、本発明のＦＳＫ変調装置の実施例につ
いて図面を参照しながら説明する。図１は本発明のＦＳ
Ｋ変調装置の実施例の構成を示すブロック図である。図
１において、このＦＳＫ変調装置は、周波数１９．１Ｍ
Ｈｚ又は周波数２０．９ＭＨｚを発振する電圧制御発振
器（ＶＣＯ）１１と、電圧制御発振器１１と同一の周波
数で発振する電圧制御発振器（ＶＣＯ）１２と、入力さ
れる基準周波数信号Ｓａと電圧制御発振器１１、電圧制
御発振器１２からの発振信号の位相を比較する位相比較
器１３とを有している。

【００１５】さらに、このＦＳＫ変調装置は、制御電圧
を出力するループフィルタ１４と、このループフィルタ
１４又はローパスフィルタ（ＬＰＦ）１９からの制御電
圧を選択して電圧制御発振器１２に出力するためのアナ
ログスイッチ１５と、電圧制御発振器１１、電圧制御発
振器１２からの発振信号を選択するアナログスイッチ１
６と、電圧制御発振器１１、電圧制御発振器１２からの
発振信号を、あとで説明するように遅延したデジタルデ
ータＳｄで分周を行って、その分周信号を位相比較器１
３に出力する可変分周器１７とを有している。さらに、
このＦＳＫ変調装置は、デジタルデータＳｄを所定の電
圧に反転して出力する反転増幅器１８と、反転増幅器１
８からの出力信号を電圧制御発振器１１又は電圧制御発
振器１２用の制御電圧に生成して出力するローパスフィ
ルタ１９と、アナログスイッチ１５とアナログスイッチ
１６とにおける選択切り替えを制御するアナログスイッ
チ制御回路２０と、デジタルデータＳｄを遅延して、可
変分周器１７及びアナログスイッチ制御回路２０に供給
する遅延回路２１とを有している。

【００１６】次に、この実施例の構成における動作につ
いて説明する。反転増幅器１８は、アナログスイッチ１
５が固定接点ｂを選択している場合にデジタルデータに
おけるマーク信号が入力されると、電圧制御発振器１２
から周波数１９．１ＭＨｚを発振する制御電圧を供給す
るように予め増幅度が設定される。また、スペース信号
が入力された際に周波数２０．９ＭＨｚを発振する制御
電圧を供給するように予め増幅度が設定される。

【００１７】また、アナログスイッチ１５でループフィ
ルタ１４又はローパスフィルタ１９からの出力信号を選
択して、電圧制御発振器１２に入力する。この場合、ロ
ーパスフィルタ１９において、例えば、２００μｓ程度
の遅延が発生し、可変分周器１７、位相比較器１３、ル
ープフィルタ１４、アナログスイッチ１５、電圧制御発
振器１２から成るＰＬＬループの動作と比較して、その
タイミングがずれることになる。このため、遅延回路２
１によってＰＬＬループの動作も遅延させる。そしてル
ープフィルタ１４とローパスフィルタ１９の出力のタイ
ミングが整合するように遅延回路２１の遅延量を設定す
る。

【００１８】図２は図１中の各部の出力波形を示す波形
図である。図２において、区間１、区間２、区間３、区
間４における各動作について説明する。まず、区間１で
は、デジタルデータ入力にマーク信号が入力された際
に、アナログスイッチ１５とアナログスイッチ１６が固
定接点ａを選択している。可変分周器１７の分周数は
「３８２」である。電圧制御発振器１２からの発振信号
が可変分周器１７で分周される。

【００１９】位相比較器１３は可変分周器１７からの分
周信号と、周波数５０ＫＨｚの基準周波数との位相比較
を行い、その位相差に応じた制御電圧を生成して、電圧
制御発振器１２を制御する。この制御で可変分周器１７
の分周信号の周波数が、基準周波数信号Ｓａと一致する
ように制御する。ループフィルタ１４は不要信号成分を
除去する。この場合、電圧制御発振器１２からの発振信
号の周波数は、５０ＫＨｚ×３８２＝１９．１ＭＨｚに
ロックされ、正確かつ安定な周波数を維持している。電
圧制御発振器１１の特性は電圧制御発振器１２と同一で
あり、制御電圧も同一の電圧が印加されているため、電
圧制御発振器１１の発振周波数も１９．１ＭＨｚとな
る。

【００２０】図２中の区間２において、図２（ａ）示す
デジタルデータＳｄの信号が、マークからスペースに変
化した場合、可変分周器１７の分周数を「４１８」に切
り替える。また、アナログスイッチ１５及びアナログス
イッチ１６が固定接点ｂを選択する。これによって、可
変分周器１７、位相比較器１３、ループフィルタ１４、
電圧制御発振器１１からなるＰＬＬループが形成され
て、電圧制御発振器１１の発振周波数が５０ＫＨｚ×４
１８＝２０．９ＭＨｚに移行する。この移行の際に、図
２（ｄ）に示すように従前で説明したジッタが生じる。

【００２１】一方、電圧制御発振器１２には、反転増幅
器１８から図２（ｃ）に示すローパスフィルタ１９を通
じて周波数２０．９ＭＨｚを発振するための制御電圧が
印加されるため、ＦＳＫ変調出力信号Ｓｏは、周波数が
２０．９ＭＨｚに移行する。この場合の変化は、ローパ
スフィルタ１９の効果により滑らかとなる。また、位相
比較器１３から供給される制御電圧と異なるためジッタ
が生じない。

【００２２】図２中の区間３において、電圧制御発振器
１２の発振周波数が２０．９ＭＨｚに移行した段階でア
ナログスイッチ１５，１６が、それぞれ固定接点ａを選
択する。この場合、既に周波数２０．９ＭＨｚにロック
する図２（ｂ）に示す制御電圧が、ループフィルタ１４
から出力されており、電圧制御発振器１２の発振周波数
は、２０．９ＭＨｚに正確にロックされ、ＦＳＫ変調出
力信号Ｓｏも、この周波数２０．９ＭＨｚとなる。

【００２３】図２中の区間４において、デジタルデータ
Ｓｄがスペース信号からマーク信号に変化した場合、可
変分周器１７の分周数を「３８２」に切り替える。ま
た、アナログスイッチ１５、アナログスイッチ１６では
固定接点ｂを選択する。これによって、可変分周器１
７、位相比較器１３、ループフィルタ１４、電圧制御発
振器１１からなるＰＬＬループが形成され、電圧制御発
振器１１の発振周波数が、５０ＫＨｚ×３８２＝１９．
１ＭＨｚに移行する。この移行の際に従前の説明のよう
にジッタが生じる。

【００２４】一方、電圧制御発振器１２には、反転増幅
器１８より、ローパスフィルタ１９を通じて、周波数１
９．１ＭＨｚを発振して出力する制御電圧が印加される
ため、ＦＳＫ変調出力信号Ｓｏが周波数１９．１ＭＨｚ
に移行する。この時の変化はローパスフィルタ１９の効
果によって滑らかとなる。また、位相比較器１３から供
給される制御電圧と異なるためジッタは生じない。この
区間１〜区間４の動作を入力信号の変化によって繰返し
て、図２（ｅ）示すジッタの無いＦＳＫ変調出力信号Ｓ
ｏが得られる。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のＦＳＫ変
調装置は、電圧制御発振手段の制御電圧が滑らかに切り
替わり、ＦＳＫ変調出力信号の位相が連続し、さらに、
マーク信号とスペース信号がＰＬＬによって電圧制御発
振手段の発振周波数がロックされ、周波数が正確に偏移
するという効果を有する。

【００２６】加えてローパスフィルタの効果により、マ
ーク信号、スペース信号間の変化が滑らかになり、隣接
チャネル漏洩電力特性が向上し、また、マーク信号、ス
ペース信号間で信号が変化する際に、電圧制御発振手段
に直接ＦＭ変調が施されてジッタが生じないという効果
を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のＦＳＫ変調装置の実施例の構成を示す
ブロック図である。

【図２】図１中の各部の出力波形を示す波形図である。

【図３】従来のＦＳＫ変調器の構成を示すブロック図で
ある。

【図４】図３示す従来のＦＳＫ変調器の動作におけるジ
ッタを説明するための波形図である。

【符号の説明】

１１，１２ 電圧制御発振器 １３ 位相比較器 １４ ループフィルタ １５，１６ アナログスイッチ １６ アナログスイッチ １７ 可変分周器 １８ 反転増幅器 １９ ローパスフィルタ ２０ アナログスイッチ制御回路 ２１ 遅延回路

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 可変分周手段、位相比較手段、ループフ
   ィルタ、第１の電圧制御発振手段を有してＦＳＫ変調出
   力信号を得るＰＬＬループ回路と、 分周指示のデジタルデータを所定の電圧に反転して出力
   する反転手段と、 上記反転増幅手段からのデータの立上り及び立下りを滑
   らかなカーブに処理するためのローパスフィルタと、 上記ループフィルタとローパスフィルタとからの制御電
   圧の一方を選択する第１のスイッチング手段と、 上記第１の電圧制御発振手段と特性が等しく、かつ、上
   記スイッチング手段を通じて上記ループフィルタとロー
   パスフィルタとからの制御電圧が印加される第２の電圧
   制御発振手段と、 上記第１又は第２の電圧制御発振手段からの出力信号の
   一方を選択して上記可変分周手段に出力する第２のスイ
   ッチング手段と、 上記デジタルデータを遅延して出力する遅延手段、 上記遅延手段からの延在デジタルデータに従って第１及
   び第２のスイッチング手段の切り替えタイミングを制御
   するスイッチング制御手段と、 を備えることを特徴とするＦＳＫ変調装置。
2. 【請求項２】 反転手段として、分周を指示するための
   デジタルデータにおけるマーク信号が入力された場合
   に、第１の電圧制御発振器から第１の周波数信号を発振
   し、スペース信号が入力された際に第２の周波数信号を
   発振する制御電圧を供給する増幅度に設定された反転増
   幅器を用いることを特徴とする請求項１記載のＦＳＫ変
   調装置。
3. 【請求項３】 遅延手段を、ループフィルタとローパス
   フィルタとからそれぞれ出力される制御電圧の時間が一
   致する遅延量に設定することを特徴とする請求項１記載
   のＦＳＫ変調装置。