JPH0786835A - 周波数偶数逓倍回路並びにfm復調回路 - Google Patents

周波数偶数逓倍回路並びにfm復調回路

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JPH0786835A
JPH0786835A JP23033993A JP23033993A JPH0786835A JP H0786835 A JPH0786835 A JP H0786835A JP 23033993 A JP23033993 A JP 23033993A JP 23033993 A JP23033993 A JP 23033993A JP H0786835 A JPH0786835 A JP H0786835A
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JP
Japan
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frequency
signal
digital signal
comparator
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JP23033993A
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English (en)
Inventor
Masaya Okamura
雅也 岡村
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Hitachi Systems Ltd
Original Assignee
Hitachi Information Systems Ltd
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  • Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 回路構成簡単にして、基本周波数fc の信号
より、周波数がその周波数fc の任意偶数倍とされた信
号を状態良好にして容易に発生させること。 【構成】 コンパレータ11により周波数fc の入力信号
dをデューティ50パーセントのディジタル信号eに変
換した上、遅延線12および排他的論理和ゲート13により
その立上り・立下り変化点が検出される場合には、変化
点検出パルス列には、周波数スペクトラム上、偶数次の
高調波のみが含まれるというものである。したがって、
通過帯域幅を狭帯域に設定すること不要として、偶数次
の高調波群より所望の高調波がバンドパスフィルタ14よ
り容易に抽出され得るものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、基本周波数fc の信号
より、周波数がその周波数fc の任意偶数倍とされた信
号を状態良好にして容易に発生させ得る周波数偶数逓倍
回路、更には、中心周波数がfc とされた周波数変調
(FM)信号を容易に復調し得るFM復調回路に関する
ものである。
【0002】
【従来の技術】これまでの周波数逓倍回路としては、例
えば特開平2ー195727号公報に記載されたものが
知られている。これによる場合、入力信号はダイオード
により歪まされた状態で、バンドパスフィルタにより所
望の高調波成分が抽出されることで、周波数の逓倍が行
われるものとなっている。即ち、図5にその概要を示す
ように、周波数がfc とされた入力信号aが歪発生回路
(ダイオード)51で歪まされた場合、歪発生回路出力
bは図6に示す如くに得られるが、その歪発生回路出力
bには基本周波数fc 成分を始めとして、周波数成分が
2fc 、3fc 、4fc 、5fc … … …とされた各
種高調波成分が含まれたものとなっている。したがっ
て、出力信号cとして、例えば周波数が2fc の高調波
信号を得ようとする場合、バンドパスフィルタ52とし
て、周波数2fc とその近傍帯域を通過帯域幅とするも
のを使用することによって、そのバンドパスフィルタ5
2からは出力信号cとして、周波数が2fc の高調波信
号が抽出され得るものである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来技
術に係る周波数逓倍回路では、基本周波数fc 成分を始
めとして、周波数成分が2fc 、3fc 、4fc 、5f
c … … …とされた各種高調波成分の中から、所望の
高調波成分、例えば周波数2fc 成分がバンドパスフィ
ルタでの選択特性によって抽出されているが、その周波
数2fc 成分が隣接周波数fc ,3fc 成分と近接して
いることから、それら隣接周波数fc ,3fc 成分各々
から分離された状態として、周波数2fc 成分のみを状
態良好にして抽出しようとすれば、そのための通過帯域
幅(周波数2fc とその近傍帯域)はより狭帯域な幅と
して設定される必要があるというものである。しかしな
がら、一般に、バンドパスフィルタでの通過帯域幅を狭
帯域なものとして所望に設定するには、上記公報に示さ
れているように、バンドパスフィルタは回路構成複雑な
ものとして構成された上、各種回路定数(インダクタン
スLやキャパシタンスC、抵抗R)が所望な通過帯域幅
となるべく、可変に調整される必要があるものとなって
いる。換言すれば、基本周波数fc の信号より、周波数
がその周波数fc の任意偶数倍とされた信号を得る場合
であっても、これまでにあっては、各種回路定数は所望
な通過帯域幅となるべく、可変に調整される必要があっ
たものである。因みに、電子通信ハンドブック(昭和5
7年8月20日、株式会社 オーム社発行、頁787の
図32)には、7箇所での容量可変調整による周波数逓
倍回路が示されたものとなっている。
【0004】本発明の第1の目的は、回路構成簡単にし
て、基本周波数fc の信号より、周波数がその周波数f
c の任意偶数倍とされた信号を状態良好にして容易に発
生させ得る周波数偶数逓倍回路を供するにある。本発明
の第2の目的は、回路構成簡単にして、中心周波数がf
c とされた周波数変調信号を容易に復調し得るFM復調
回路を供するにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記第1の目的は、基本
的には、周波数fc の正弦波状アナログ入力信号をほぼ
デューティ50パーセントのディジタル信号に変換出力
するコンパレータと、該コンパレータからのディジタル
信号より、該ディジタル信号の立上り・立下り変化点を
ディジタル的に論理和された状態として検出する変化点
検出器と、該変化点検出器からの変化点検出パルス列を
入力として、かつ中心周波数2nfc と該中心周波数2
nfc の近傍とを通過帯域幅として、周波数2nfc
分の信号のみを抽出出力するバンドパスフィルタとを構
成要素として具備せしめることで達成される。
【0006】上記第2の目的は、基本的には、周波数変
調信号をほぼデューティ50パーセントのディジタル信
号に変換出力するコンパレータと、該コンパレータから
のディジタル信号より、該ディジタル信号の立上り・立
下り変化点をディジタル的に論理和された状態として検
出する変化点検出器と、該変化点検出器からの変化点検
出パルス列を入力として、かつ通過帯域幅が周波数2f
c より低周波側に設定された状態として、復調成分信号
のみを抽出出力するバンドパスフィルタとを構成要素と
して具備せしめることで達成される。
【0007】
【作用】コンパレータにより周波数fc の正弦波状アナ
ログ入力信号をほぼデューティ50パーセントのディジ
タル信号に変換した上、変化点検出器によりそのディジ
タル信号の立上り・立下り変化点がディジタル的に論理
和された状態として検出される場合には、変化点検出器
からの変化点検出パルス列には、周波数スペクトラム
上、基本周波数fc に対する奇数次の高調波は含まれな
く、偶数次の高調波、即ち、2fc 、4fc 、6fc
… …の周波数成分のみが含まれるというものであ
る。したがって、偶数次の高調波群より所望の高調波を
バンドパスフィルタより得るに際しては、奇数次の高調
波が含まれていない分、隣接偶数次高調波との間の帯域
は広く確保され得ることから、所望の高調波を抽出する
ための、バンドパスフィルタでの通過帯域幅は狭帯域な
ものとして設定されることが不要とされるものである。
【0008】一方、中心周波数がfc とされた周波数変
調信号をコンパレータによりほぼデューティ50パーセ
ントのディジタル信号に変換した上、変化点検出器によ
りそのディジタル信号の立上り・立下り変化点をディジ
タル的に論理和された状態として検出する場合には、周
波数スペクトラム上、周波数2fc より低周波側には復
調成分信号が存在したものとなっている。したがって、
バンドパスフィルタでの通過帯域幅が周波数2fc より
低周波側に所定に設定されている場合には、バンドパス
フィルタからは、復調成分信号のみが抽出され得るもの
である。
【0009】
【実施例】以下、本発明を図1から図4により説明す
る。先ず本発明による周波数偶数逓倍回路について説明
すれば、図1はその具体的構成を、また、図2はその回
路動作を示したものである。これによる場合、周波数が
c とされた入力信号dはコンパレータ11によりほぼ
デューティ50パーセントのディジタル信号(コンパレ
ータ出力)eに変換されるが、このディジタル信号eに
は、周波数スペクトラム上、基本周波数fc に対する奇
数次の高調波、即ち、3fc 、5fc 、7fc … …
…の周波数成分が含まれたものとなっている。さて、そ
のディジタル信号eは、その後、遅延線12で一定時間
τ(0<τ《1/2fc )だけ遅延された上、排他的論
理和(EOR)ゲート13に1入力として入力される一
方、排他的論理和ゲート13には他入力として、コンパ
レータ11からのディジタル信号eが直接入力されるも
のとなっている。排他的論理和ゲート13には、ディジ
タル信号eと遅延線12からの遅延ディジタル信号とが
一定時間τ分だけずれた状態として入力されることか
ら、その排他的論理和機能により遅延信号eにおける立
上り、立下りの変化が論理和された状態として検出され
得るものである。図2に示すように、EORゲート出力
fには、周波数スペクトラム上、基本周波数fc に対す
る奇数次の高調波は含まれていなく、偶数次の高調波、
即ち、2fc 、4fc 、6fc … … …の周波数成分
のみが含まれたものとなっている。したがって、バンド
パスフィルタ14に周波数2nfc とその近傍帯域とを
含む通過帯域幅が設定されている場合には、バンドパス
フィルタ14により周波数2nfc 成分の信号、即ち、
所望の偶数次高調波が出力信号gとして抽出され得るも
のである。その際、バンドパスフィルタ14での通過帯
域としては、周波数2nfc 付近には奇数次の周波数
(2n±1)fc 成分が存在しないことから、ほぼ(2
n−1)fc 〜(2n+1)fc の範囲内に通過帯域幅
が設定されればよいものであり、狭帯域幅として設定さ
れることは不要とされるものである。
【0010】次に、本発明によるFM復調回路について
説明すれば、図3はその具体的構成を、また、図4はそ
の回路動作を示したものである。これによる場合、既述
の周波数偶数逓倍回路におけるバンドパスフィルタ14
での通過帯域を周波数fc より低周波側に設定するだけ
で、その周波数偶数逓倍回路はFM復調回路として機能
し得るものとなっている。図示のように、周波数偶数逓
倍回路と同様、コンパレータ31、遅延線32、排他的
論理和ゲート33およびバンドパスフィルタ34より構
成されているが、コンパレータ31への入力信号hはf
c を中心周波数としたFM信号とされ、要部での入出力
信号波形は図4に示されているところである。図4に示
すように、コンパレータ出力iには、周波数スペクトラ
ム上、中心周波数fc に対する奇数次の高調波、即ち、
3fc 、5fc 、7fc … ……の周波数成分がベッセ
ル関数にもとづいた広がりをもったものとして含まれた
ものとなっている。また、EORゲート出力jには、周
波数スペクトラム上、中心周波数fc に対する偶数次の
高調波、即ち、2fc 、4fc 、6fc … ……の周波
数成分がベッセル関数にもとづいた広がりをもったもの
として出現するが、その際、復調信号の周波数fB 成分
も周波数2fc 成分の低周波側に、その周波数2fc
分より離れた状態として併せて出現するものとなってい
る。したがって、周波数2fc 成分の低周波側に通過帯
域が所定に設定されている場合には、バンドパスフィル
タ34からは、周波数fB 成分の復調信号が出力信号k
として得られるものである。
【0011】
【発明の効果】以上説明したように、請求項1,2によ
る場合は、回路構成簡単にして、基本周波数fc の信号
より、周波数がその周波数fc の任意偶数倍とされた信
号を状態良好にして容易に発生させ得る周波数偶数逓倍
回路が、また、請求項3,4による場合には、回路構成
簡単にして、中心周波数がfc とされた周波数変調信号
を容易に復調し得るFM復調回路がそれぞれ得られるも
のとなっている。
【図面の簡単な説明】
【図1】図は、本発明による周波数偶数逓倍回路の具体
的構成を示す図
【図2】図は、その回路動作を説明するための図
【図3】図は、本発明によるFM復調回路の具体的構成
を示す図
【図4】図は、その回路動作を説明するための図
【図5】図5は、従来技術に係る周波数逓倍回路の概要
構成を示す図
【図6】図6は、その回路動作を説明するための図
【符号の説明】
11,31…コンパレータ、12,32…遅延線、1
3,33…排他的論理和ゲート、14,34…バンドパ
スフィルタ

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 周波数がfc の正弦波状アナログ入力信
    号から、周波数が2nfc (n:1以上の整数、以下、
    同様)とされた正弦波状アナログ信号を発生せしめるた
    めの周波数偶数逓倍回路であって、周波数fc の正弦波
    状アナログ入力信号をほぼデューティ50パーセントの
    ディジタル信号に変換出力するコンパレータと、該コン
    パレータからのディジタル信号より、該ディジタル信号
    の立上り・立下り変化点をディジタル的に論理和された
    状態として検出する変化点検出器と、該変化点検出器か
    らの変化点検出パルス列を入力として、かつ中心周波数
    2nfc と該中心周波数2nfc の近傍とを通過帯域幅
    として、周波数2nfc成分の信号のみを抽出出力する
    バンドパスフィルタとからなる周波数偶数逓倍回路。
  2. 【請求項2】 周波数がfc の正弦波状アナログ入力信
    号から、周波数が2nfc とされた正弦波状アナログ信
    号を発生せしめるための周波数偶数逓倍回路であって、
    周波数fc の正弦波状アナログ入力信号をほぼデューテ
    ィ50パーセントのディジタル信号に変換出力するコン
    パレータと、該コンパレータからのディジタル信号を一
    定時間τ(0<τ《1/2fc )だけ遅延せしめる遅延
    器と、該遅延器からの遅延ディジタル信号と上記コンパ
    レータからのディジタル信号とを排他的論理和する排他
    的論理和ゲートと、排他的論理和ゲートからの変化点検
    出パルス列を入力として、かつ中心周波数2nfc と該
    中心周波数2nfc の近傍とを通過帯域幅として、周波
    数2nfc 成分の信号のみを抽出出力するバンドパスフ
    ィルタとからなる周波数偶数逓倍回路。
  3. 【請求項3】 中心周波数がfc とされた周波数変調
    (FM)信号を入力として、該周波数変調信号を復調す
    るためのFM復調回路であって、周波数変調信号をほぼ
    デューティ50パーセントのディジタル信号に変換出力
    するコンパレータと、該コンパレータからのディジタル
    信号より、該ディジタル信号の立上り・立下り変化点を
    ディジタル的に論理和された状態として検出する変化点
    検出器と、該変化点検出器からの変化点検出パルス列を
    入力として、かつ通過帯域幅が周波数2fc より低周波
    側に設定された状態として、復調成分信号のみを抽出出
    力するバンドパスフィルタとからなるFM復調回路。
  4. 【請求項4】 中心周波数がfc とされた周波数変調
    (FM)信号を入力として、該周波数変調信号を復調す
    るためのFM復調回路であって、周波数変調信号をほぼ
    デューティ50パーセントのディジタル信号に変換出力
    するコンパレータと、該コンパレータからのディジタル
    信号を一定時間τ(0<τ《1/2fc)だけ遅延せし
    める遅延器と、該遅延器からの遅延ディジタル信号と上
    記コンパレータからのディジタル信号とを排他的論理和
    する排他的論理和ゲートと、排他的論理和ゲートからの
    変化点検出パルス列を入力として、かつ通過帯域幅が周
    波数2fc より低周波側に設定された状態として、復調
    成分信号のみを抽出出力するバンドパスフィルタとから
    なるFM復調回路。
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