JPH0799514A

JPH0799514A - Ｆｓ変復調装置

Info

Publication number: JPH0799514A
Application number: JP13217694A
Authority: JP
Inventors: Masanori Yamane; 根政憲山
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1993-06-21
Filing date: 1994-06-14
Publication date: 1995-04-11

Abstract

(57)【要約】【目的】データ変化に対応した伝送路での伝達時間変
化によるデータ誤りの発生を防止することを目的とす
る。【構成】基準周波数発生手段１と、基準周波数を分周
する分周手段２，３と、分周した周波数の中から所定の
周波数を選択する周波数切換手段４と、選択した周波数
と参照周波数との位相差を検出して電圧信号を出力する
位相比較手段５と、電圧信号が通過するフィルタ手段６
と、フィルタ手段６を通過した電圧信号が印加される電
圧制御発振手段８と、電圧制御発振手段８の発振周波数
に基づいて伝送用のＦＳ変調波を発生するＦＳ信号出力
手段９，１０とを備えていることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば遠方監視装置の
データ伝送用に使用することのできるＦＳ変復調装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術および発明が解決しようとする課題】一般
の遠方監視装置は、遠隔の被制御所と制御所とが通信回
線を介して結ばれており、双方のデータ端末装置には、
送信時には送信データを通信回線に適したアナログ信号
に変調して送出する変調装置と、受信時には通信回線か
らのアナログ信号をデジタルデータに復調する復調装置
とを有する変復調装置を備えている。

【０００３】一般的にアナログ信号は周波数，位相，振
幅といった３種のパラメータで表現することができ、送
信データを変調する一方式として搬送波の周波数を変化
させて変調する周波数偏移変調方式（ＦＳＫ：frequenc
y shift keying）がある。

【０００４】図８に周波数偏移変調方式（以下、ＦＳ変
調ともいう）を用いて変調する従来の変調装置（以下、
ＦＳ変調装置と呼ぶ）の概略的な構成を示す。このＦＳ
変調装置は、発振器１で発生した周波数を２つの分周器
２，３において１／ｍ_o，１／ｍ₁にそれぞれ分周し、
その分周した２つの周波数を周波数切換回路４に供給す
る。周波数切換回路４が“０”“１”で表された伝送デ
ータの値（０，１）に対応して一方の周波数を選択し、
その選択した周波数をバンドパスフィルタ１５に入力す
る。バンドパスフィルタ１５は伝送帯域外の不要帯域ノ
イズを除去するために高次のフィルタで構成されてお
り、そのバンドパスフィルタ５を通過した周波数Ｆ₀ま
たはＦ₁で搬送波をＦＳ変調している。

【０００５】ＦＳ変調では搬送波の周波数がデータの
０，１に対応して瞬時に切り換えられるが、バンドパス
フィルタ、伝送路は周波数が変化すると伝達時間が変化
する特性を持っている。このため、伝送時間の違いによ
りデータのビット時間が変化し、ビット時間に歪みが生
じる割合が高くなり、データ誤りが多くなる不具合が発
生する。

【０００６】またバンドパスフィルタは次数が高くなる
に応じて、個々の特性の違いが大きくなる。そのため送
信側と受信側との組み合わせによって誤り率が変化する
ことから、誤り率を低減するために送信側と受信側とで
使用するバンドパスフィルタの組み合せを選別したり、
或いは微調整を行う必要があった。

【０００７】このように、従来のＦＳ変調装置は、周波
数変化に対応した伝送路の伝達時間変化によりデータ誤
りが生じる問題、またはバンドパスフィルタの組み合わ
せを選別したり、或いは微調整を行う必要があった。

【０００８】図９にＦＳ変調によって変調された信号を
復調する従来の復調装置（以下、ＦＳ復調装置と呼ぶ）
の概略的な構成を示す。このＦＳ復調装置は、受信した
ＦＳ変調の周波数Ｆ₀またはＦ₁の信号から伝送帯域外
の不要帯域のノイズを高次のフィルタから構成されるバ
ンドパスフィルタ２２で除去し、このバンドパスフィル
タ２２の出力が位相比較器２３に送出される。すると位
相比較器２３において、バンドパスフィルタ２２の出力
と電圧制御発振器３３の出力との位相が比較され、この
位相差に応じた電圧信号が発生される。この電圧信号は
ローパスフィルタ２７に送られて平滑化され、制御電圧
として電圧制御発振器３３に送出される。そしてこの電
圧制御発振器３３から上記制御電圧に応じた周波数のパ
ルス信号が発生され、位相比較器２３に送出され、上述
のことが繰り返され、最終的に電圧制御発振器３３から
発生されるパルス信号の周波数はバンドパスフィルタ２
２の出力の周波数と同一となる。この時、ローパスフィ
ルタ２７の出力はバンドパスフィルタ２２の出力の周波
数、すなわち搬送波の周波数に応じた値となっている。
ローパスフィルタ２７の出力を基準電圧と電圧比較器３
５において比較し、データの“０”，“１“を復調して
いる。なお、ローパスフィルタの通過帯域特性は図１０
に示すように、ＦＳ変調の周波数Ｆ₀またはＦ₁をあま
り減衰させないような特性となっている。

【０００９】このような従来の復調装置においては、受
信データが“０”から“１”または“１”から“０”に
変化した場合、なすわちＦＳ変調の周波数がＦ₀からＦ
₁またはＦ₁からＦ₀に変化した場合は、周波数変化に
対応した、送信側バンドパスフィルタおよび伝送路にお
ける伝達時間の差によりバンドパスフィルタ２２の出力
信号の振幅レベルが低くなってり、バンドパスフィルタ
２２の通過帯域内に周波数を有するノイズ等の影響によ
りバンドパスフィルタ２２の出力信号の周波数が変動し
たりする可能性がある。このときに電圧制御発振器３３
がロックしようとした場合は、定常状態（例えばＦ₀か
らＦ₁に変化した場合はＦ₁ブロックされた状態）に戻
るまでに時間がかかり、電圧比較器３５で復調したデー
タが誤ったデータとなるという問題があった。

【００１０】本発明は上記事情を考慮してなされたもの
であって、その第１の目的はデータ誤りを可及的に防止
することのできるＦＳ変調装置および復調装置を提供す
るものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】第１の発明によるＦＳ変
調装置は、基準周波数を発生する基準周波数発生手段
と、前記基準周波数発生手段で発生した基準周波数を複
数の分周値で分周して周波数の異なる複数の周波数を生
成する分周手段と、前記分周手段で生成した複数の周波
数の中から伝送データの値に対応した周波数を選択する
周波数切換手段と、前記周波数切換手段で選択した周波
数と参照周波数との位相差を検出しこの位相差に応じた
電圧信号を出力する位相比較手段と、周波数に応じて伝
達時間が変化する通過過渡特性を有し前記位相比較手段
から出力された電圧信号が通過するフィルタ手段と、前
記フィルタ手段を通過した電圧信号が印加され、印加電
圧に対応して発振周波数が変化し、この発振周波数を前
記参照周波数として前記位相比較手段へ出力する電圧制
御発振手段と、前記電圧制御発振手段の発振周波数に基
づいて伝送用のＦＳ変調波を発生するＦＳ信号出力手段
と、を備えたことを特徴とする。

【００１２】また第２の発明によるＦＳ復調装置の第１
の態様は、動作クロックに応じて通過中心周波数が変化
する、単峰性の通過特性を有し、ＦＳ変調波信号を受け
る第１のフィルタ手段と、制御電圧に応じた発振周波数
のパルス信号を出力する電圧制御発振手段と、この電圧
制御発振手段の出力パルス信号を分周する分周手段と、
前記第１のフィルタ手段の出力信号と前記分周器の出力
信号との位相を比較し、位相差に応じた電圧信号を出力
する位相比較手段と、この位相比較手段の出力電圧を平
滑化し、前記電圧制御発振手段に制御電圧として出力す
る第２のフィルタ手段と、この第２のフィルタ手段の出
力電圧を基準電圧と比較することによって受信データを
復調する電圧比較手段と、を備え、前記第１のフィルタ
手段は前記電圧制御発振手段の出力パルス信号を動作ク
ロックとし、前記第２のフィルタ手段はＦＳ変調周波数
Ｆ₀，Ｆ₁の伝送路の通過時間差Ｔ₁に対応する周波数
ｆ_D以下の周波数信号を減衰させることなく通過させる
とともにデータ伝送に対応する周波数ｆ_t（＜ｆ_D）で
感度を最高にし、周波数ｆ_DからＦ₀またはＦ₁までの
周波数信号を所定レベル減衰させる通過特性を有してい
ることを特徴とする。

【００１３】また第２の発明によるＦＳ復調装置の第２
の態様は、動作クロックに応じて通過中心周波数が変化
する、単峰性の通過特性を有し、ＦＳ変調波信号を受け
る第１のフィルタ手段と、制御電圧に応じた発振周波数
のパルス信号を出力する電圧制御発振手段と、この電圧
制御発振手段の出力パルス信号を分周する分周手段と、
前記第１のフィルタ手段の出力信号と前記分周器の出力
信号との位相を比較し、位相差に応じた電圧信号を出力
する位相比較手段と、この位相比較手段の出力電圧を平
滑化し、前記電圧制御発振手段に制御電圧として出力す
る第２のフィルタ手段と、前記位相比較手段の出力電圧
を平滑化する第３のフィルタ手段と、この第３のフィル
タ手段の出力電圧を基準電圧と比較することによって受
信データを復調する電圧比較手段と、を備え、前記第１
のフィルタ手段は前記電圧制御発振手段の出力パルス信
号を動作クロックとし、前記第２のフィルタ手段はＦＳ
変調周波数Ｆ₀，Ｆ₁の伝送路の通過時間差Ｔ₁に対応
する周波数ｆ_D以下の周波数信号を減衰させることなく
通過させるとともに、周波数ｆ_DからＦ₀またはＦ₁ま
での周波数信号を所定レベル減衰させる通過特性を有
し、前記第３のフィルタはデータ伝送に対応する周波数
ｆ_tで最高感度を有するローパスフィルタであることを
特徴とする。

【００１４】

【作用】第１の発明によるＦＳ変調装置によれば、基準
周波数発生手段で発生した基準周波数が分周手段により
伝送データの値（０，１等）の数に対応した複数の周波
数に分周される。周波数切換手段により伝送データの値
に対応した周波数が選択され、その選択された周波数が
位相比較手段へ与えられる。位相比較手段では周波数切
換手段からの周波数と電圧制御発振手段からの参照周波
数との位相差を検出すると、その位相差に応じた電圧信
号を信号経路を介して電圧制御発振手段へ出力する。電
圧制御発振手段では電圧信号により発振周波数が変化
し、その結果として周波数切換手段からの周波数で電圧
制御手段の発振周波数が安定化される。

【００１５】伝送データの値に対応して周波数切換手段
で選択された周波数が変化すると、位相比較手段から再
び双方の位相差が無くなるように電圧信号が発生され、
その結果、周波数切換手段からの周波数で電圧制御発振
手段の発振周波数が安定化される。この安定化された発
振周波数がＦＳ信号出力手段でＦＳ信号に変換されてか
ら例えばバンドパスフィルタに入力される。

【００１６】このように、双方の周波数の位相差に応じ
た電圧信号を所定の通過過渡特性を有するフィルタ手段
に通してから電圧制御発振手段に入力し発振周波数を変
化させるので、ＦＳ信号出力手段から出力されるＦＳ信
号の周波数変化が緩やかになり、ビット時間の歪みが軽
減されるものとなる。

【００１７】第２の発明のＦＳ復調装置の第１の態様に
よれば、受信ＦＳ変調信号を受ける第１のフィルタが電
圧制御発振手段の出力を動作クロックとして通過中心周
波数が変化する、単峰性の通過特性を有しており、第２
のフィルタが周波数ｆ_tで最高感度を有し、周波数ｆ_D
までの周波数信号を減衰させない。これにより受信デー
タが変化しても復調時におけるデータ誤りを可及的に防
止することができる。

【００１８】また第２の発明のＦＳ復調装置の第２の態
様によれば、受信ＦＳ変調信号を受ける第１のクロック
が電圧制御発振手段の出力を動作クロックとして通過中
心周波数が変化する単峰性の通過特性を有しており、第
２のフィルタが周波数ｆ_Dまでの周波数信号を減衰させ
ることなく通過させ、第３のフィルタが周波数ｆ_tで最
高感度となっている。これにより受信データが変化した
場合でも復調時におけるデータ誤りを可及的に防止する
ことができる。

【００１９】

【実施例】第１の発明によるＦＳ変調装置の一実施例の
構成を図１に示す。この実施例のＦＳ変調装置は基準周
波数発振器１と、分周器２，３と、周波数切換回路４
と、位相比較器５と、ローパスフィルタ６と、電圧制御
発振器８と、分周器９と、バンドパスフィルタ１０とを
備えている。

【００２０】水晶発振器からなる基準周波数発振器１が
発振した基準周波数ｆｒを２つの分周器２，３で１／ｍ
₀，１／ｍ₁それぞれ分周し、その分周した２つの周波
数を周波数切換回路４に入力する。周波数切換回路４
は、“０”，“１”の伝送データが与えられ、その与え
られたデータが“０”のとき一方の分周器２の出力ｆｒ
₀を選択し、与えられたデータが“１”のとき他方の分
周器３の出力ｆｒ₁を選択する。この周波数切換回路４
の出力端子は位相比較器５の一方の入力端子に接続され
ている。位相比較器５は周波数切換回路４の選択周波数
（ｆｒ₀又はｆｒ₁）と電圧制御発振器８の発振周波数
ｆ₀またはｆ₁（電圧制御発振器８から位相比較器５へ
与えられる発振周波数のことを参照周波数と呼ぶ）とが
与えられ、選択周波数と参照周波数との位相差に応じた
電圧信号を出力する。この位相比較器５で発生させた電
圧信号は、ローパスフィルタ６を通って電圧制御発振器
８に印加される。電圧制御発振器８は印加電圧に対応し
て発振周波数が変化する発振器であり、発振周波数が前
記選択周波数の近傍に初期設定されている。電圧制御発
振器８の発振周波数は位相比較器５に対しては参照周波
数として与えられ、同発振周波数が分周器９に与えられ
る。電圧制御発振器８の発振周波数を分周器９で１／Ｎ
に分周した周波数がバンドパスフィルタ１０に入力し、
このバンドパスフィルタ１０の出力を伝送用のＦＳ変調
波とする。バンドパスフィルタ１０は、フィルタ次数の
低い単峰特性を有しており、通過帯域が動作クロックに
よって変化する。具体的には、バンドパスフィルタ１０
は、スイッチドキャパシタ方式で構成されており、電圧
制御発振器８の発振周波数が動作クロックとして与えら
れ、動作クロックの１／Ｎの周波数を通過周波数として
いる。

【００２１】次に、以上のように構成された本実施例の
動作について説明する。

【００２２】本実施例のＦＳ変調装置においては、２つ
の分周器２，３によって基準周波数発振器１からの基準
周波数ｆｒが分周されて伝送データの“０”“１”に対
応した周波数ｆｒ₀，ｆｒ₁が生成されると共に、電圧
制御発振器８から参照周波数を位相比較器５へ送出され
る。

【００２３】周波数切換回路４に伝送データが与えられ
ると、その伝送データの“０”“１”に対応した周波数
ｆｒ₀，ｆｒ₁が周波数切換回路４で選択されて位相比
較器５へ与えられる。

【００２４】伝送データ“０”の場合は、周波数ｆｒ₀
が選択周波数となる。位相比較器５において、選択周波
数ｆｒ₀と参照周波数ｆ₀との位相が比較されて位相差
が検出され、その検出された位相差に対応した電圧信号
がローパスフィルタに出力される。電圧信号はローパス
フィルタ６を通過して電圧制御発振器８に印加される。
電圧制御発振器８は位相差に対応した印加電圧に応じて
発振周波数を変化させる。選択周波数ｆｒ₀と参照周波
数ｆ₀とが一致して双方の位相差がなくなったところで
印加電圧が０となり、電圧制御発振器８の発振周波数ｆ
₀が選択周波数ｆｒ₀に安定化される。なお選択周波数
ｆｒ₀と安定化前の参照周波数ｆ₀とをある程度近い値
にしておくことにより、位相の違いが周波数の違いとな
り、位相を一致させることにより周波数も一致すること
になる。

【００２５】電圧制御発振器８の発振周波数ｆ₀が分周
器９及びバンドパスフィルタ１０に与えられる。分周器
９は発振周波数ｆ₀を１／Ｎに分周し方形波を生成す
る。この分周された周波数ｆ₁₀の方形波がバンドパスフ
ィルタ１０に与えられる。

【００２６】スイッチドキャパシタ方式のバンドパスフ
ィルタ１０は通過帯域と動作クロックとの関係が１対Ｎ
となっているため、分周器９で１／Ｎに分周された周波
数ｆ₁₀が通過する。バンドパスフィルタ１０を通過する
際に分周器９で得た方形波の高調波成分が取り除かれ、
搬送波のＦＳ変調波Ｆ₀が生成される。

【００２７】一方、周波数切換回路４に与えられる伝送
データが“０”から“１”に変化すると、周波数切換回
路４での選択周波数が即座にｆｒ₀からｆｒ₁へ切換え
られ、データ“１”に対応する選択周波数ｆｒ₁が位相
比較器５へ与えられる。このとき、電圧制御発振器８で
は、それまで選択周波数ｆｒ₀で安定化されていた参照
周波数ｆ₀が発振されている。その結果、その参照周波
数ｆ₀が入力している位相比較器５では、選択周波数ｆ
ｒ₀と参照周波数ｆ₀との位相差に応じた電圧信号が発
生される。

【００２８】そして、上記した場合と同様の動作によ
り、電圧制御発振器８の発振周波数ｆ₁が選択周波数ｆ
ｒ₁と同一周波数に安定化され、バンドパスフィルタ１
０の通過帯域が周波数ｆ₁に対応して変化し、発振周波
数ｆ₁を１／Ｎに分周した周波数が高調波を取り除いた
搬送波のＦＳ変調波に変換されて伝送路に出力される。

【００２９】ここで、伝送データが“０”から“１”に
変化した時点では、そのデータ変化に対応した電圧信号
が電圧制御発振器８に印加されていないため、バンドパ
スフィルタ１０の通過帯域及び入力する周波数はまだ変
化していない。また、伝送データ“０”“１”の変化に
対応して発生した電圧信号が電圧制御発振器８に到達す
るまでに、ローパスフィルタ６が一定の時定数を有する
ために、一定の時間遅れが生じる。

【００３０】その結果、伝送データが“０”から“１”
へ変化しても、バンドパスフィルタ１０及び伝送路での
周波数変化が緩やかになり、周波数変化に対する伝達時
間の差が極めて小さくなり、ビット時間の歪みが小さく
なる。

【００３１】本実施例では、周波数Ｆ₀，Ｆ₁の違いに
よる伝送信号の伝送経路（バンドパスフィルタ１０およ
び伝送路）における伝達時間の差をＴ₁とし、データの
伝送速度をｖ（ビット／sec ）とすると、ローパスフィ
ルタ６の時定数Ｔは、Ｔ₀＜Ｔ＜１／ｖの範囲の値に設
定されている。これにより、周波数変化に対する伝達時
間の差によるビット時間の歪みを少なくできるとともに
ＦＳ変調を行うことによるデータ誤りを可及的に防止す
ることができる。

【００３２】以上のような時定数に設定されたローパス
フィルタ６を設けた本実施例では、伝送データが“０”
から“１”へ変化したとき、電圧制御発振器８の発振周
波数が、ローパスフィルタ６の通過過渡特性に支配され
た変化で、周波数ｆ₀から周波数ｆ₁に変化する。この
ことは、上述したように選択周波数の切換えに対して、
切換え時点での過渡が少ないことを意味しており、その
ことにより伝送信号が伝送路上で発生する歪みの影響を
受けずらくなっている。

【００３３】このように本実施例によれば、伝送信号の
搬送波が周波数変化に対する伝達時間の差によるビット
時間の歪みを受けにくい搬送波を生成でき、送信信号を
受信した際のデータの誤りを少なくでき、データの信頼
性を上げることができる。しかも、基準周波数と参照周
波数とを比較しながら変調を行っていることから、搬送
波の周波数精度および安定度を高い値にすることができ
る。

【００３４】またローパスフィルタ６、電圧制御発振器
８、バンドパスフィルタ１０を除いては、論理回路で構
成することができ、また電圧制御発振器８、バンドパス
フィルタ１０は集積回路化でき、さらにローパスフィル
タ６はＣＲフィルタで機能を実現できることから、簡単
な構成で装置を実現できる。

【００３５】また基準周波数の分周比を変えることで、
搬送波の周波数を変化させ得ることから、同一回路部品
で多チャネルに対応することができる。

【００３６】高調波を取り除くためのバンドパスフィル
タ１０は、スイッチドキャパシタ方式のものを用いてい
ることから、単峰特性で次数の少ないフィルタを用いる
ことができる。その結果、高次のフィルタに比べて、個
々のフィルタ特性の差が小さいために、使用するフィル
タを送信側と受信側の組み合わせで選別したり、又は微
調整する必要がなくなった。

【００３７】次に第２の発明によるＦＳ復調器の第１の
実施例の構成を図２に示す。この実施例のＦＳ復調器は
バンドパスフィルタ２１と、位相比較器２３と、ローパ
スフィルタ２４と、電圧制御発振器３１と、分周器３２
とを備えている。バンドパスフィルタ２１はフィルタ次
数の低い単峰特性を有しており、通過帯域が動作クロッ
ク（電圧制御発振器３１の出力パルス）によって変化す
るものである。具体的にはバンドパスフィルタ２１はス
イッチドキャパシタ方式で構成されており、動作クロッ
クの１／Ｎ（分周器２５の分周比）の周波数を中心通過
周波数としている。位相比較器２３はバンドパスフィル
タ２１の出力と、電圧制御発振器３１の出力パルスを分
周器３２によって１／Ｎに分周した信号との位相を比較
し、この位相差に応じた電圧信号を発生する。ローパス
フィルタ２４は位相比較器２３の出力信号の平滑化を行
うが、その通過帯域特性は図６に示すようになってい
る。すなわちデータの伝送速度による周波数をｆ_t（＝
データ伝送速度（ビット／sec ）／２）変調周波数
Ｆ₀，Ｆ₁の伝送信号の、変調装置側のバンドパスフィ
ルタおよび伝送路を通過する際の通過時間の差による周
波数をｆ_Dとすると、周波数がｆ_D（＞ｆ_t）より小さ
な信号を減衰させることなく通過させ、更にｆ_tで感度
を良くし（例えば３ｄＢ）、ｆ_DからＦ₀又はＦ₁まで
の周波数の信号を例えば６ｄＢ減衰させたものである。
伝送データが変化するときの周波数はｆ_tであるから、
上記ローパスフィルタ２４は伝送データの変化を敏感に
検知することができる。

【００３８】電圧制御発振器３１はローパスフィルタ２
４の出力電圧に応じた周波数のパルス信号を発生する。
電圧比較器３５はローパスフィルタ２４の出力電圧を基
準電圧と比較することによって受信データを“０”，
“１”に復調する。

【００３９】次に本実施例の動作を説明する。電圧制御
発振器３１の出力パルスが分周器３２に送出され、１／
Ｎに分周されて位相比較器２３に送られる。また、電圧
制御発振器３１の出力パルスは動作クロックとしてバン
ドパスフィルタ２１にも送られる。このときバンドパス
フィルタ２１は上記動作クロックに対応した通過帯域特
性となっており、伝送データ“０”または“１”に対応
してＦＳ変調された周波数Ｆ₀またはＦ₁の信号がバン
ドパスフィルタ２１に入力すると、上記通過帯域に合っ
た周波数の信号が取出されることになる。今、伝送デー
タが“０”すなわち伝送信号の周波数がＦ₀で、電圧制
御発振器３１の出力パルスの周波数がＮ・Ｆ₀に近いも
のとする。すると、周波数Ｆ₀のデータ信号はバンドパ
スフィルタ２１を通過し、位相比較器２３に送られる。
そして、このデータ信号は分周器３２の出力パルスと位
相比較器２３において位相が比較され、位相差に応じた
電圧信号がローパスフィルタ２４に送出される。この電
圧信号はローパスフィルタ２４において平滑化され、電
圧制御信号として電圧制御発振器３１に送出される。そ
してこの電圧制御信号に対応した周波数のパルス信号が
電圧制御発振器３１から発生される。バンドパスフィル
タ２１の出力と分周器３２の出力の位相差が無くなった
ところ、すなわち電圧制御発振器３１の出力パルスの周
波数がｆ₀（＝Ｎ・Ｆ₀）になったところで電圧制御信
号も変化せず電圧制御発振器３１の出力パルスの周波数
は、Ｎ・Ｆ₀に安定化される。そしてローパスフィルタ
２４の出力が電圧比較器３５において基準電圧値と比較
され、受信した伝送データが“０”に復調される。

【００４０】このような場合にバンドパスフィルタ２１
に入力する伝送データが“０”から“１”に変化したと
する。このときバンドパスフィルタ２１に入力する伝送
データの周波数はＦ₁であるが、電圧制御発振器２４の
出力パルスの周波数はＮ・Ｆ₀であるからバンドパスフ
ィルタ２１の通過帯域はＦ₀に合ったままとなってい
る。したがって周波数Ｆ₁の伝送データはバンドパスフ
ィルタ２１によって減衰されるが位相比較器２３に送出
される。そして位相比較器２３において分周器３２の出
力パルスと位相が比較され、位相差に応じた電圧信号が
ローパスフィルタ２４に送出される。一方ローパスフィ
ルタ２４は図６に示すようにｆ_tで感度が最高となるよ
うに設定されているとともに、周波数ｆ_DからＦ₀また
はＦ₁までの信号を減衰させるから、上記伝送データの
変化および変調周波数の通過時間の差を敏感に検出し、
電圧制御発振器３１の出力パルスの周波数がｆ₀（＝Ｎ
・Ｆ₀）からｆ₁（＝Ｎ・Ｆ₁）になるような制御電圧
を発生する。するとこの制御電圧に基づいてその発振周
波数を変化させ、出力パルスをバンドパスフィルタ２１
に動作クロックとして送出するとともに、分周器３２を
介して位相比較器２３に送出する。

【００４１】上記動作クロックをバンドパスフィルタ２
１が受けると、その通過中心周波数がＦ₁となるように
変化させる。するとバンドパスフィルタ２１の出力振幅
は前よりも増大する。そして位相比較器２３において位
相が比較され、上述のことが繰返され、最後に電圧制御
発振器３１の発振周波数はＮＦ₁になる。このように伝
送データが変化した場合には、バンドパスフィルタ２１
の通過中心周波数の変化は、ローパスフィルタ２４の通
過特性によって、変調周波数Ｆ₀，Ｆ₁の通過時間の差
とほぼ同程度にすることができる。また、その際にバン
ドパスフィルタ２１の通過特性は単峰性であるので、ノ
イズを低減することができ、更にローパスフィルタ２４
によって、伝送データの変化を敏感に検出することがで
きる。これにより、復調するさいのデータ誤りを可及的
になくすことができる。

【００４２】次に第２の発明による復調装置の第２の実
施例の構成を図３に示す。この実施例の復調装置は図２
に示す第１の実施例の復調装置において、ローパスフィ
ルタ２４の代わりにローパスフィルタ２５，２６を設け
たものである。ローパスフィルタ２５は位相比較器２３
から出力される電圧信号を平滑化して制御電圧として電
圧制御発振器３１に送出する。またローパスフィルタ２
６は位相比較器２３の出力電圧を平滑化して電圧比較器
３５に送出する。

【００４３】ローパスフィルタ２５は図７（ａ）に示す
通過帯域特性を有している。すなわち、ｆ_D以下の周波
数の信号を減衰させることなく通過させ、ｆ_DからＦ₀
またはＦ₁までの周波数信号を例えば６ｄＢ減衰させて
通過させる。これにより、変調周波数Ｆ₀，Ｆ₁の通過
時間の差Ｔ₁に対応する周波数信号はあまり減衰させる
ことなく通過させるので、伝送データが変化した場合
は、バンドパスフィルタ２１の通過中心周波数の変化が
Ｔ₁程度に変化するとともに、ノイズが除去され、位相
比較器２３、ローパスフィルタ２５、電圧制御発振器３
１、および分周器３２からなるＰＬＬ回路（フェーズ・
ロックド・ループ回路）が安定に動作することになる。

【００４４】また、ローパスフィルタ２６は図７（ｂ）
に示す通過帯域特性を有している。すなわち、ｆ_tまで
の周波数信号を減衰させることなく、ｆ_tで例えば３ｄ
Ｂ感度を良くしている。これにより、伝送データの変化
を敏感に検出することができ、復調時でのデータ誤りを
可及的に無くすることができる。

【００４５】なお、上述の説明から分かるように図２に
示すローパスフィルタ２４は図３に示すローパスフィル
タ２５と２６の特性を合わせた特性を有していることに
なる。

【００４６】次に第２の発明による復調装置の第３の実
施例の構成を図４に示す。この実施例の復調装置は図２
に示す第１の実施例の復調装置において、振幅検出器２
８と、制御電圧発生器２９と、切換スイッチ３０を新た
に設けたものである。振幅検出器２８はバンドパスフィ
ルタ２１の出力の振幅を検出し、その振幅が所定値以上
になったときに切換スイッチ３０に切換指令信号を出力
する。制御電圧発生器２９は、電圧制御発振器３１の発
振周波数がｆ₀（＝Ｎ・Ｆ₀）からｆ₁（＝Ｎ・Ｆ₁）
そしてｆ₁からｆ₀に変化するような例えば三角波の制
御電圧信号を発生する。切換スイッチ３０は、通常時、
電圧制御発振器３１を制御電圧発生器２９に接続し、振
幅検出器２８からの切換指令信号を受信したときには電
圧制御発振器３１をローパスフィルタ２４に接続する。

【００４７】この実施例の復調装置は、受信信号のＦＳ
変調の周波数と、電圧制御発振器３１の周波数の１／Ｎ
の周波数が離れている場合に、制御電圧発生器２９から
制御電圧を発生して電圧制御発振器３１に送出し、その
発振周波数を変化させてバンドパスフィルタ２１の通過
周波数を変化させ、受信のＦＳ変調の周波数信号を取り
出すことで受信のＦＳ変調の周波数信号がバンドパスフ
ィルタ２１を通過できないことによって位相比較器２３
が動作しないことを防止している。そして、受信のＦＳ
変調の周波数信号がバンドパスフィルタ２１を通過でき
るようになり、位相比較動作ができるようになると、振
幅検出器２８から切換指令が切換スイッチ３０に発生さ
れて接続が切換えられ、第１の実施例で説明したように
ＰＬＬ回路が動作することになる。なお、この実施例も
第１の実施例と同様の効果を奏することは言うまでもな
い。

【００４８】次に第２の発明による復調装置の第４の実
施例の構成を図５に示す。この実施例の復調装置は図３
に示す第２の実施例の復調装置において、第３の実施例
の場合と同様に振幅検出器２８と、制御電圧発生器２９
と、切換スイッチ３０とを新たに設けたものである。な
お切換スイッチ３０は通常時は制御電圧発生器と電圧制
御発振器３１とを接続し、振幅検出器２８から切換指令
を受けた場合にローパスフィルタ２５と電圧制御発振器
３１とを接続するものである。この第４の実施例も第３
の実施例と同様の効果を奏することは言うまでもない。

【００４９】なお、上記第１乃至第４の実施例において
は、バンドパスフィルタ２１としてはスイッチドキャパ
シタ方式のフィルタが用いられているため、単峰特性で
かつ次数の低いフィルタとなり、高次のフィルタを用い
る場合に比べて、個々のフィルタの特性が小さく、使用
するフィルタを送信側と受信側の組み合せで選択した
り、微調整する必要がなくなることになる。

【００５０】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、デー
タ誤りを可及的に防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の発明による変調装置の一実施例の構成を
示すブロック図。

【図２】第２の発明による復調装置の第１の実施例の構
成を示すブロック図。

【図３】第２の発明による復調装置の第２の実施例の構
成を示すブロック図。

【図４】第２の発明による復調装置の第３の実施例の構
成を示すブロック図。

【図５】第２の発明による復調装置の第４の実施例の構
成を示すブロック図。

【図６】図２に示す第１の実施例にかかるローパスフィ
ルタの通過特性を示すグラフ。

【図７】図３に示す第２の実施例にかかるローパスフィ
ルタの通過特性を示すグラフ。

【図８】従来の変調装置の構成を示すブロック図。

【図９】従来の復調装置の構成を示すブロック図。

【図１０】従来の復調装置にかかるローパスフィルタの
通過特性を示すグラフ。

【符号の説明】

１基準周波数発振器２、３分周器４周波数切換回路５位相比較器６ローパスフィルタ８電圧制御発振器９分周器１０バンドパスフィルタ２１バンドパスフィルタ２３位相比較器２４、２５、２６ローパスフィルタ２８振幅検出器２９制御電圧発生器３０切換スイッチ３１電圧制御発振器３２分周器３５電圧比較器

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基準周波数を発生する基準周波数発生手段
と、前記基準周波数発生手段で発生した基準周波数を複数の
分周値で分周して周波数の異なる複数の周波数を生成す
る分周手段と、前記分周手段で生成した複数の周波数の中から伝送デー
タの値に対応した周波数を選択する周波数切換手段と、前記周波数切換手段で選択した周波数と参照周波数との
位相差を検出しこの位相差に応じた電圧信号を出力する
位相比較手段と、周波数に応じて伝達時間が変化する通過過渡特性を有し
前記位相比較手段から出力された電圧信号が通過するフ
ィルタ手段と、前記フィルタ手段を通過した電圧信号が印加され、印加
電圧に対応して発振周波数が変化し、この発振周波数を
前記参照周波数として前記位相比較手段へ出力する電圧
制御発振手段と、前記電圧制御発振手段の発振周波数に基づいて伝送用の
ＦＳ変調波を発生するＦＳ信号出力手段と、を備えたこ
とを特徴とするＦＳ変調装置。
【請求項２】前記ＦＳ信号出力手段は、前記電圧制御発
振手段の発振周波数を１／Ｎに分周する分周器と、前記
電圧制御発振手段の発振周波数が動作クロックとして与
えられフィルタ周波数／クロック周波数の比率が１／Ｎ
となるスイッチドキャパシタ方式のバンドパスフィルタ
とからなることを特徴とする請求項１記載のＦＳ変調装
置。
【請求項３】動作クロックに応じて通過中心周波数が変
化する、単峰性の通過特性を有し、ＦＳ変調波信号を受
ける第１のフィルタ手段と、制御電圧に応じた発振周波数のパルス信号を出力する電
圧制御発振手段と、この電圧制御発振手段の出力パルス信号を分周する分周
手段と、前記第１のフィルタ手段の出力信号と前記分周器の出力
信号との位相を比較し、位相差に応じた電圧信号を出力
する位相比較手段と、この位相比較手段の出力電圧を平滑化し、前記電圧制御
発振手段に制御電圧として出力する第２のフィルタ手段
と、この第２のフィルタ手段の出力電圧を基準電圧と比較す
ることによって受信データを復調する電圧比較手段と、を備え、前記第１のフィルタ手段は前記電圧制御発振手
段の出力パルス信号を動作クロックとし、前記第２のフ
ィルタ手段はＦＳ変調周波数Ｆ₀，Ｆ₁の伝送路の通過
時間差Ｔ₁に対応する周波数ｆ_D以下の周波数信号を減
衰させることなく通過させるとともにデータ伝送に対応
する周波数ｆ_t（＜ｆ_D）で感度を最高にし、周波数ｆ
_DからＦ₀またはＦ₁までの周波数信号を所定レベル減
衰させる通過特性を有していることを特徴とするＦＳ復
調装置。
【請求項４】動作クロックに応じて通過中心周波数が変
化する、単峰性の通過特性を有し、ＦＳ変調波信号を受
ける第１のフィルタ手段と、制御電圧に応じた発振周波数のパルス信号を出力する電
圧制御発振手段と、この電圧制御発振手段の出力パルス信号を分周する分周
手段と、前記第１のフィルタ手段の出力信号と前記分周器の出力
信号との位相を比較し、位相差に応じた電圧信号を出力
する位相比較手段と、この位相比較手段の出力電圧を平滑化し、前記電圧制御
発振手段に制御電圧として出力する第２のフィルタ手段
と、前記位相比較手段の出力電圧を平滑化する第３のフィル
タ手段と、この第３のフィルタ手段の出力電圧を基準電圧と比較す
ることによって受信データを復調する電圧比較手段と、を備え、前記第１のフィルタ手段は前記電圧制御発振手
段の出力パルス信号を動作クロックとし、前記第２のフ
ィルタ手段はＦＳ変調周波数Ｆ₀，Ｆ₁の伝送路の通過
時間差Ｔ₁に対応する周波数ｆ_D以下の周波数信号を減
衰させることなく通過させるとともに、周波数ｆ_Dから
Ｆ₀またはＦ₁までの周波数信号を所定レベル減衰させ
る通過特性を有し、前記第３のフィルタはデータ伝送に
対応する周波数ｆ_tで最高感度を有するローパスフィル
タであることを特徴とするＦＳ復調装置。
【請求項５】前記第１のフィルタ手段の出力の振幅レベ
ルを検出し、所定値以上の場合に切換指令信号を出力す
る振幅検出手段と、制御電圧信号を発生する制御電圧発生手段と、通常時は前記電圧制御発振手段の入力端子と前記制御電
圧発生手段の出力端子を接続し、前記切換指令信号を受
信した場合に接続を切換えて前記電圧制御発振手段の入
力端子を前記第２のフィルタ手段の出力端子に接続する
ことを特徴とする請求項３または４に記載のＦＳ復調装
置。