JPH0758548A - 情報の伝送方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】周波数変調方式による通信において搬送波成分
を抑圧し、しかし周波数変調の良さを保存する。 【構成】１つのクロック発生源１と２つの位相同期発振
器ＰＬＬ−１，ＰＬＬ−２を用い、互いに位相同期発振
器は１８０度の位相差で制御発振し、また変調信号の印
加も双方互いに１８０度の位相差を設けて周波数変調を
行う、そしてこの２つの位相同期発振器出力を同レベル
で加厚装置１１で加算して搬送波及び偶数次側帯波成分
を除去する。したがって奇数次側帯波成分のみが伝送さ
れ、また受信機では伝送信号から逓倍型位相同期発振器
等により復調が可能となる。 【効果】周波数変調における搬送波抑圧変調に相当し、
変調指数の小さい場合など送信電力の節約になる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はコードレス電話の親機と
小機の間の無線通信方式や衛星を経由する無線通信等に
有効な無線通信の変調方式に関する発明であって、変調
信号の発生装置、及び変調信号の受信装置の分野に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】周波数変調方式による情報の伝送方式は
振幅が一定で有り、種々の優れた特徴を示し、広く通信
の分野で利用されている。しかし送信電力の損失が大き
い等の欠点があるため、搬送波抑圧通信方式等他の通信
方式も実用化されているがこれらは送信電力の節約には
なるが別の欠点が存在する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】周波数変調信号におい
て搬送波を抑圧すれば搬送電力成分だけ送信電力を減少
できる。ただし周波数変調信号の場合多くの上、下側帯
波が発生し必要な側帯信号のみを抽出することは事実上
不可能であった。本発明は周波数変調方式の優れた特徴
を残し、余分な信号成分を除去し送信電力の節約を計る
変調方式にかかるものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】課題を解決するための一
例を図１に示す。図１において二つの位相同期発振装置
（ＰＬＬ−１，ＰＬＬ−２）は変調信号入力（１８）か
ら同位相出力及び逆位相出力（１７）、をそれぞれフィ
ルタ（１６）および（１５）に入力し、周波数変調機能
を有する位相同期発振器（ＰＬＬ−１），及び（ＰＬＬ
−２）に入力され、それぞれ電圧制御発振器（４），及
び（９）の出力Ｓ１（ｔ）とＳ２（ｔ）を出力し、（１
１）の加算器により加減算される。図１の場合は位相反
転増幅器（６）により位相同期発振器（ＰＬＬ−１）と
（ＰＬＬ−２）の入力クロックの位相がお互いに１８０
度の位相差が存在するため、（１１）の加算器は位相同
期発振器（ＰＬＬ−１）と（ＰＬＬ−２）の出力、Ｓ１
（ｔ）及びＳ２（ｔ）を加算すればよい。なお位相同期
発振器（ＰＬＬ−１）および（ＰＬＬ−２）の変調波振
輻にレベル差がある時は加算器においてレベル調整は可
能である。また意図的に搬送波を一部残すこともこの装
置によりかのうである。図１の周波数変調器（ＰＬＬ−
１）または（ＰＬＬ−２）の一方の変調信号入力のみを
零にした場合（たとえばフィルタ１５，の出力を零のと
き）は周波数変調の搬送波のみを除去する事が可能であ
る。図３は図１の２つの周波数変調器出力を加算した場
合のスペクトル図を示す、この図で（ｈ１）および（ｈ
２）がそれぞれ（ＰＬＬ−１）および（ＰＬＬ−２）の
出力であり、（ｈ３）は加算器（１１）の出力である。
この例示は変調指数が小さい場合に相当するが変調指数
が大きくなると搬送波及び側帯波のの偶数次成分が除去
されることになる。図２は図１による送信装置からの変
調信号受信機の一例を示す。図２において（１）はアン
テナ受信部、（２）は高周波選択増幅器、（３）は周波
数混合器、（４）は第一局部発振器であり、この場合
（５）の第一中間周波数は高周波受信周波数と第一局部
発振周波数の差の２倍周波数に同調させる。このとき変
調信号の上側波と下側波の積の信号により、周波数変調
の搬送波成分が発生するため、図２の第２中間周波段は
従来と同様の周波数変調波の受信部と同じ機能で良いこ
とのなる。図２の例について説明すると（６）が第２周
波数混合器、（７）が第２局部発振器で（８）の第２中
間周波数は第一中間周波数と第２局部発振周波数の差に
なる。（８）は第２中間周波数を選択増幅し、次段の位
相同期発振装置（ＰＬＬ−３）は周波数変調波の検波器
として動作する。又、図２は（５）の第一中間周波数を
従来通り高周波入力周波数と第一局部発振周波数の差に
選び、さらに第２局部発振周波数と第一中間周波数の差
による第二中間周波数（８）で増幅して次段の位相同期
発振器（ＰＬＬ−３）に入力し、周波数検波して（１
３）の低域フィルタより検波出力（１４）を取り出すこ
とが可能である。この場合の位相同期発振器（ＰＬＬ−
３）の動作は位相比較器（９）は非線形混合器として動
作し、（１０）は増幅機能を有する低域フィルタ、（１
１）は第二中間周波数の二倍の高調波に同期発振する電
圧（または電流）制御発振器であり、この位相同期発振
装置（ＰＬＬ−３）により搬送波再生と周波数検波が可
能である。つまりこのような位相同期発振器を使用する
と図１の送信装置による搬送波を除去した周波数変調波
にたいし搬送波の再生と検波を同時に行うことができ
る。（２倍の搬送波に位相同期発振する） 図４は図１の変調器の構成方法の逆構成に当たる受信装
置である。図４の（１）から図１の送信機からの変調信
号が入力され、（２）の高周波増幅器を経由して（３）
の混合器 （４）の局部発振器からの出力と混合して
（１）の入力信号周波数と局部発振周波数の差周波によ
る中間周波数で周波数選択増幅と位相反転とを行う。従
って互いに逆位相の中間周波出力として位相同期発振器
（ＰＬＬ−１）及び（ＰＬＬ−２）に入力される。次に
位相同期発振器（ＰＬＬ−１）の動作を説明する、
（８）は位相比較器でありエクスクルジブオア型または
リング変調器型が好ましい、理由は（１０）の電圧（電
流）制御発振器の同期発振周波数を（８）の入力中間周
波数の２倍に同期発振するため、入力波を全波整流する
タイプが同期制御上優れている。（９）は増幅機能を有
する制御フィルタでその出力より変調波の検波信号を取
り出すことができる。同様に位相同期発振器（ＰＬＬ−
２）の制御フィルタ（１３）の出力より逆位相の検波出
力が取り出せる為、これらを（１６）の加算器に入力し
その出力（１９）として送信時の変調信号の再生が可能
となる。図４の電圧制御発振器（１０）または（１４）
の出力は搬送波の挿入された周波数変調波に復元してい
る為、受信信号にパルス性の雑音を含む場合、（１７）
の振幅制限器を経由して一搬の周波数復調器（プロダク
ト検波）により信号検出する事も可能である。

【０００５】

【作用】周波波数変調波はその振幅が一定のため変調信
号入力がない場合も一定の送信電力を必要とする。本発
明は周波数変調方式の良さを残して送信電力を節約し、
情報を伝送する通信方式である。図１の実施例に示すよ
うに２つの位相同期発振器（ＰＬＬ−１）、と（ＰＬＬ
−２）を同一のクロック発生源（１）により駆動し、
（この場合ＰＬＬ−２のクロック入力位相は１８０度ず
れた反転位相になっている）電圧制御発振器（４）と
（９）の発振周波数のみならず位相をも制御された出力
を得る事により加算器（１１）の出力として周波数変調
波の搬送波成分を除去しようとするものである。ここで
重要なことは２つの周波数変調器（位相同期発振器であ
るＰＬＬ−１とＰＬＬ−２）の変調信号入力は各々他と
逆位相で電圧レベルが等しいことが望ましい。（図１の
フィルタ１５と１６の出力）

【０００６】この場合双方の周波数変調波は図３の例に
示す様に搬送波成分は除去され奇数次の側帯波が加算さ
れる。この例は変調指数が小さい場合であるが変調指数
を大きくとった場合には多数の偶数次側帯波と奇数次側
帯波が発生するが偶数次側帯波成分は図１の加算器（１
１）で除去される、そして奇数次側帯波成分は加算され
る。なお奇数次側帯波成分は周波数変調波において位相
情報成分に相当し、搬送波及び偶数次側帯波分は振幅情
報成分を伝送する。説明のように周波数変調器を使用す
る関係から本発明の変調信号も一定振幅以下に抑えられ
る。なお搬送波成分及び偶数次側帯成分を除去するため
送信電力は抑圧されることになる、あたかも搬送波抑圧
振幅変調方式のように。しかし側帯波の発生がことなり
周波数変調の特徴を保持しているため、受信機ではリミ
ッタ効果等の特性を使用し、雑音の抑制が可能である。
音声の伝送の場合音声入力がゼロの時は図２または図４
の受信機において位相同期発振装置（ＰＬＬ−３，また
はＰＬＬ−１，ＰＬＬ−２）は位相同期状態でなくなる
為、位相同期保持用の変調信号として一定レベルのパイ
ロット信号またはコードレスデンワなどでは３０ｈｚ−
２００ｈｚの範囲の識別信号を挿入した伝送信号として
請求項３で示す変調信号とすることが好ましい。なおこ
の場合のパイロット信号または識別信号による変調レベ
ルは主変調信号レベルの１／１０−１／３のレベルに選
定される。

【０００７】

【実施例】図１は本発明による伝送信号の発生装置の一
例である。この図について説明すると２つの等しい回路
定数を有する位相同期発振装置（ＰＬＬ−１，ＰＬＬ−
２）に対し１つのクロック発生源（１）、より一方の比
較器（２）と他方の比較器（７）の比較信号入力を位相
反転器（６）によって逆（１８０度の位相差）にする事
により、２つの位相同期発振装置の出力を等レベルで加
算する装置（１１）により位相同期発振装置双方の搬送
波成分を抑圧しようとするものである。なお（１８）は
変調信号（一例として音声電圧入力）であり（１７）の
増幅器により同相信号と逆相信号に分割し低域フィルタ
（１５）及び（１６）を経由して各々位相同期発振器の
電圧制御発振器（４）と（９）に供給されてそれぞれ周
波数変調波を発生する。図１に示す様にクッロクの位相
反転と変調信号の位相反転とを同時に行った場合の２つ
の周波数変調器（位相同期発振器））の出力の和は奇数
次側帯波のみの和から構成される。つまり搬送波成分と
偶数次側帯波成分は除去される。なお搬送波成分と偶数
次側帯波成分に対し奇数次側帯波成分の位相差は９０度
（余弦波と正弦波）である。図３は周波数変調波の周波
数偏椅の小さい場合の例であって（ｈ１）と（ｈ２）は
各々２つの位相同期発振器（ＰＬＬ−１，ＰＬＬ−２）
の周波数スペクトルを示したもので加算した出力が（ｈ
３）になることをしめす。

【０００８】図２は図１の変調信号を受信する受信機に
関する系統図であり、（１）は受信アンテナ部、（２）
は高周波増幅部、（３）は第１周波数混合器、（４）は
第１局部発振器、（５）は第１中間周波選択増幅器、
（６）は第２周波数混合器、（７）は第２局部発振器、
（８）は第２中間周波選択増幅器、であり（ＰＬＬ−
３）は搬送周波の再生と変調の復調を同時に行い（１
３）の低域フィルタを経由して出力（１４）が取り出さ
れる。図２の一搬的な動作について説明する。まずアン
テナ入力周波数と第１局部発振周波数で第１周波数混合
器により周波数混合が行われ、その差周波数による第１
中間周波数で選択増幅され、同様に第２周波数混合器で
も第２中間周波数を出力し（８）で周波数選択増幅され
次段の周波数復調器（ＰＬＬ−３）に入力される。
（９）はエクスクルージブオア型の動作をする位相比較
器を使用し、（１０）は増幅機能を有する低域フィルタ
である、そして（１１）は電圧制御発振器で第２中間周
波数の２倍の周波数で位相同期発振することによって搬
送波（２倍の搬送波）を発生し、しかも位相同期発振器
の積分特性により搬送波の位相は９０度遅れるため、位
相比較器（９）による搬送波挿入により、（１０）のフ
ィルタを経由して変調信号の復調が可能となる。

【０００９】別の受信方式としての動作を図２により説
明する。この場合第１中間周波数の選定を（１）のアン
テナ入力信号周波数と（４）の局部発振周波数の差の２
倍とし、これによって搬送波成分を再生し、以後普通の
周波数変調波と同様の増幅及び振幅制限を行い、周波数
復調する方式である。図４は２つの位相同期発振器を使
用した本発明の変調信号の受信装置に関するもので位相
同期発振装置の構成と動作は図２の位相同期発振器（Ｐ
ＬＬ−３）と同様であるが図４の場合、（５）の第１中
間周波数増幅器出力として同相と逆相の双方により各々
次の位相同期発振器（ＰＬＬ−１，ＰＬＬ−２）を駆動
し、低域フィルタ（９）と（１３）の出力を加算器（１
６）により加算して復調信号（１９）を得る。なお図４
の受信機の系統図について説明を追加しておくと（１）
は受信信号入力アンテナ部、（２）は高周波増幅部、
（３）は混合器、（４）は局部発振器、（５）は入力信
号周波数と局部発振周波数の差周波数を選択増幅し、同
相と逆相出力を次段に供給する。（８，１２）は位相比
較器、（９，１３）は増幅機能を有する低域フィルタ、
（１０，１４）は第１中間周波数の２倍の周波数で発振
する電圧制御発振器である。図４における（１７），
（１８）は説明上付加した装置で（１０）の電圧制御発
振器出力は搬送波の挿入された周波数変調波で有るため
（１７）の振幅制限器、（１８）の周波数検器を用いて
（２０）より復調信号が取り出せる。この場合ノイズの
抑圧効果が十分とれる。

【００１０】

【発明の効果】図１の実施例に示す様に同一のクロック
源（発振源）を利用したばあい、周波数変調波における
搬送波及び偶数次側帯波を除くことができ、電気通信に
おける送信電力の節約が可能になる。特に周波数偏椅の
小さい場合や衛星放送による映像信号伝送には有益であ
る。又図２の受信機において信号の混合器において入力
信号周波数と局部発振周波数の差の２倍の周波数を検出
するときは搬送波成分が再生され通常の周波数変調波に
なり簡単に復調できることも特長である。つまり周波数
変調の良さを保持した搬送波抑圧伝送方式を実現してい
る。

【００１１】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による変調信号の発生方式の１例を示す
系統図である。

【図２】本発明による変調信号の受信装置の１例を示す
系統図である。

【図３】本発明の変調信号の説明の為の周波数スペクト
ル図である。

【図４】本発明による変調信号の受信装置の１例を示す
系統図である。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 周波数変調信号において搬送波及び偶数
   次側帯波を除去（または１部残留）して構成される信号
   により情報を伝送する通信方式。
2. 【請求項２】 図１に示す様に１つの基準クロック発生
   装置（１）、クロックの位相反転装置（６）、２つの位
   相同期発振装置（ＰＬＬ−１）及び（ＰＬＬ−２）、位
   相同期発振装置を駆動する変調信号源（１５、１６、１
   ７、１８）、双方の位相同期発振装置出力を加算（また
   は減算）する装置（１１）によって構成される請求項１
   の変調信号の発生方式。
3. 【請求項３】 最小搬送波情報を保持するために一定レ
   ベルの識別信号またはパイロット搬送波を挿入して構成
   される請求項１の通信方式。
4. 【請求項４】 図２に示すように位相比較器（９）、低
   域フイルタ（１０）、及び位相同期発振装置（ＰＬＬ−
   ３）の入力信号周波数の二倍の周波数で電圧（または電
   流）制御発振する発振装置（１１）、によって構成され
   る位相同期発振装置（ＰＬＬ−３）による請求項１，
   ２，３の変調信号の復調装置。
5. 【請求項５】 請求項１または請求項３の変調信号受信
   方式として図２に示すように周波数混合器（３）、局部
   発振器（４）、二倍の中間周波数を選択増幅と振幅制限
   増幅する装置、を経由して周波数検波する請求項１また
   は請求項３の変調信号受信方式。
6. 【請求項６】 図４に示す様に同相信号と位相反転信号
   を発生する装置（５）、及びその出力を各々入力とする
   ２つの位相同期発振装置（ＰＬＬ−１，ＰＬＬ−２）を
   備え、各位相同期発振装置は位相比較器（８，１２）、
   低域フィルタ（９，１３）、位相同期発振装置入力信号
   周波数の２倍周波数に同期発振する電圧（または電流）
   制御発振器（１０，１４）、及び各低域フィルタ（９，
   １３）の出力を加算する装置（１６）により構成される
   請求項１，２，３ の変調信号受信方式。