JPH11298253A - Ｆｍ復調回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 歪み率の良好なＦＭ復調回路を提供する。 【解決手段】 ＦＭ変調されているパルスＰ51の供給さ
れるミラー積分回路５２と、このミラー積分回路５２の
出力パルスＰ52と、パルスＰ51とが供給されるイクスク
ルーシブオア回路５３と、このイクスクルーシブオア回
路５３の出力パルスＰ53を平滑するローパスフィルタ５
４とを設ける。ローパスフィルタ５４からパルスＰ41の
ＦＭ復調出力Ｓ54を取り出す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、ＦＭ復調回路に
関する。

【０００２】

【従来の技術】オーディオ装置と、ヘッドホンとの間の
信号ライン（ヘッドホンコード）をワイヤレス化する方
法として、赤外線を使用する方法と、ＦＭ波を使用する
方法とが実用化されている。

【０００３】そして、ＦＭ波を使用する場合には、オー
ディオ装置において、 (1) 左および右チャンネルのオーディオ信号Ｌ、Ｒから
和信号（Ｌ＋Ｒ）と、差信号（Ｌ−Ｒ）とを形成する。 (2) 差信号（Ｌ−Ｒ）によりサブキャリア信号をＦＭ変
調してＦＭ信号ＳSUB を得る。 (3) 和信号（Ｌ＋Ｒ）とＦＭ信号ＳSUB との加算信号Ｓ
MPX によりメインのキャリア信号をＦＭ変調する。 (4) (3) 項により得られるＦＭ信号をヘッドホンに送信
する。という処理が実行される。

【０００４】したがって、ヘッドホンは、(4) 項による
ＦＭ信号を受信するＦＭ受信回路を利用することなる
が、そのＦＭ受信回路は、例えば図６に示すように構成
することができる。なお、この例においては、 サブキャリア周波数ｆSUB ＝ 50ｋHz メインキャリア周波数ｆFM＝ 915ＭHz の場合である。

【０００５】すなわち、オーディオ装置から(4) 項によ
るＦＭ信号が送信されると、そのＦＭ信号がアンテナ１
１により受信され、この受信ＦＭ信号が高周波アンプ１
２を通じて第１ミキサ回路１３に供給されるとともに、
第１局部発振回路１４から所定の周波数の第１局部発振
信号が第１ミキサ回路１３に供給されて受信ＦＭ信号は
第１中間周波信号（中間周波周波数は例えば46ＭHz）に
周波数変換される。

【０００６】そして、この第１中間周波信号が、中間周
波フィルタ１５および中間周波用のアンプ１６を通じて
第２ミキサ回路２１に供給されるとともに、第２局部発
振回路２２から所定の周波数の第２局部発振信号が第２
ミキサ回路２１に供給されて第１中間周波信号は第２中
間周波信号（中間周波周波数は例えば10.7ＭHz）に周波
数変換される。

【０００７】そして、この第２中間周波信号が中間周波
フィルタ２３および中間周波用のアンプ２４を通じてＦ
Ｍ復調回路２５に供給されて加算信号ＳMPX が復調され
て取り出される。そして、この信号ＳMPX がローパスフ
ィルタ３１に供給されて和信号（Ｌ＋Ｒ）が分離される
とともに、ディエンファシスされて取り出され、この信
号（Ｌ＋Ｒ）がマトリックス回路３２に供給される。

【０００８】また、復調回路２５からの加算信号ＳMPX
がバンドパスフィルタ３３に供給されて差信号のＦＭ信
号ＳSUB が取り出され、このＦＭ信号ＳSUB がＦＭ復調
回路３４に供給されて差信号（Ｌ−Ｒ）が復調されて取
り出され、この信号（Ｌ−Ｒ）がローパスフィルタ３５
によりディエンファシスされてからマトリックス回路３
２に供給される。

【０００９】そして、マトリックス回路３２において、
信号（Ｌ＋Ｒ）、（Ｌ−Ｒ）がマトリックスされて信号
Ｌ、Ｒが分離され、これら信号Ｌ、Ｒがアンプ３６Ｌ、
３６Ｒを通じてヘッドホンの音響ユニット（オーディオ
信号／音響変換素子）３７Ｌ、３７Ｒに供給される。

【００１０】したがって、オーディオ装置により再生さ
れたオーディオ信号Ｌ、Ｒをワイヤレスでヘッドホンに
より聴くことができる。

【００１１】ところで、上述の受信回路においては、Ｆ
Ｍ信号ＳSUB のサブキャリア周波数ｆSUB が例えば50ｋ
Hzと低いので、そのＦＭ信号ＳSUB を復調するＦＭ復調
回路３４は図７に示すような回路とされる。

【００１２】すなわち、バンドパスフィルタ３３からの
ＦＭ信号ＳSUB がアンプ４１に供給されて図８Ａに示す
ように（ｆO は中心周波数）、ＦＭ信号ＳSUB のゼロク
ロス点ごとに反転するパルスＰ41とされ、このパルスＰ
41が、イクスクルーシブオア回路４３に供給されるとと
もに、時定数回路４２に供給されて図８Ｂに示すよう
に、時定数回路４２の抵抗器Ｒ42およびコンデンサＣ42
の時定数で決まる期間τだけ遅延したパルスＰ42とさ
れ、このパルスＰ42がイクスクルーシブオア回路４３に
供給される。

【００１３】この場合、実際には、このパルスＰ42は、
その立ち上がりおよび立ち下がりが素子Ｒ42、Ｃ42によ
りなまるとともに、イクスクルーシブオア回路４３がス
レッショールドレベルＶTHを有しているので、結果とし
てパルスＰ42はパルスＰ41を期間τだけ遅延した信号と
みなせるものである。

【００１４】したがって、イクスクルーシブオア回路４
３からは、図８Ｃに示すように、パルスＰ41の立ち上が
りおよび立ち下がりごとに、幅τのパルスＰ43が出力さ
れることになる。そして、このパルスＰ43は、もとのＦ
Ｍ信号ＳSUB をパルス密度信号に変換した結果に他なら
ない。

【００１５】そこで、このパルスＰ43がローパスフィル
タ３５に供給されて図８Ｄに示すように平滑され、フィ
ルタ３５からはパルスＰ43の密度に対応してレベルの変
化する信号、すなわち、差信号（Ｌ−Ｒ）が取り出され
る。また、このとき、その差信号（Ｌ−Ｒ）は、フィル
タ３５によりディエンファシスも行われる。

【００１６】こうして、図７の回路は、ＦＭ信号ＳSUB
から差信号（Ｌ−Ｒ）を復調することができ、すなわ
ち、ＦＭ復調回路３４として動作する。

【００１７】そして、このＦＭ復調回路によれば、復調
されるＦＭ信号ＳSUB のサブキャリア周波数ｆSUB が例
えば50ｋHzと低くても、差信号（Ｌ−Ｒ）を復調するこ
とができる。しかも、図７からもわかるように、構成が
簡単であるとともに、調整が不要であり、また、ＩＣ化
も容易である。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】ところが、図７の復調
回路３４においては、時定数回路４２のステップ応答が
指数関数的になるので、ＦＭ信号ＳSUB の変調度が大き
いとき、その復調信号（差信号（Ｌ−Ｒ））の歪み率が
悪くなってしまう。

【００１９】すなわち、図９Ａに示すように、ＦＭ信号
ＳSUB の周波数が低い場合には、その周期Ｔは長いの
で、コンデンサＣ42の端子電圧Ｖ42（パルスＰ42）は、
パルスＰ41が立ち上がっている期間に電源電圧ＶCCまで
充分に上昇することができるとともに、パルスＰ41が立
ち下がっている期間に接地電位まで充分に低下すること
ができる。

【００２０】そして、この変化が周期Ｔで繰り返される
が、この繰り返し時、イクスクルーシブオア回路４３の
スレッショールドレベルＶTHは一定であるから、期間τ
は一定となる（パルスＰ41の立ち上がり時の期間τと、
立ち下がり時の期間τとでは、長さが異なるが場合もあ
るが、それぞれの期間τ、τは一定である）。したがっ
て、パルスＰ43のパルス幅も値τで一定である。

【００２１】しかし、図９Ｂに示すように、ＦＭ信号Ｓ
SUB の周波数が高くなると、その周期Ｔは短くなるの
で、コンデンサＣ42の端子電圧Ｖ42（パルスＰ42）は、
パルスＰ41が立ち上がっている期間に電源電圧ＶCCに達
すことができなくなり、電源電圧ＶCCに達する前にパル
スＰ41の立ち下がりにしたがって低下を開始する。そし
て、この変化が周期Ｔで繰り返される。

【００２２】したがって、ＦＭ信号ＳSUB の周波数が高
くなると（図９Ｂ）、周波数が低いとき（図９Ａ）に比
べ、期間τが短くなってしまう。そして、ＦＭ信号ＳSU
B の周波数は、その変調信号（差信号（Ｌ−Ｒ））のレ
ベルに対応しているので、結果として、変調信号のレベ
ル、すなわち、復調信号である差信号（Ｌ−Ｒ）はレベ
ルにより歪み率が変化してしまう。

【００２３】図３は、ＦＭ復調回路の変調度と全高調波
歪み率との関係の測定結果を示すもので、曲線Ａが図７
におけるＦＭ復調回路３４の歪み率特性の測定結果の一
例を示す。なお、測定条件は、 電源電圧ＶCC ＝2.0 Ｖ キャリア周波数ｆSUB ＝50ｋHz 変調周波数 ＝１ｋHz 抵抗器Ｒ42 ＝33ｋΩ コンデンサＣ42 ＝22ｐＦ である。そして、この測定結果の曲線Ａからも明かなよ
うに、周波数偏移（変調度）が大きくなると、歪み率は
次第に悪くなっていく。

【００２４】この発明は、このような問題点を解決しよ
うとするものである。

【００２５】

【課題を解決するための手段】このため、この発明にお
いては、ＦＭ変調されているパルスの供給されるミラー
積分回路と、このミラー積分回路の出力パルスと、上記
ＦＭ変調されているパルスとが供給されるイクスクルー
シブオア回路と、このイクスクルーシブオア回路の出力
パルスを平滑するローパスフィルタとを有し、上記ロー
パスフィルタから上記ＦＭ変調されているパルスのＦＭ
復調出力を取り出すようにしたＦＭ復調回路とするもの
である。したがって、ミラー積分回路がほぼ理想的な遅
延回路として作用し、イクスクルーシブオア回路からは
もとのパルスから変換されたパルス密度信号が出力され
る。

【００２６】

【発明の実施の形態】図１において、ＦＭ信号ＳSUB あ
るいは信号ＳSUB からパルス化されたパルスＰ41がイン
バータ５１に供給され、インバータ５１からは図２Ａに
示すようにＦＭ信号ＳSUB のゼロクロス点ごとに反転す
るパルスＰ51が取り出される。そして、このパルスＰ51
がミラー積分回路５２に供給される。このミラー積分回
路５２は、例えば図にも示すように、パルスＰ51が抵抗
器Ｒ52を通じて反転アンプＡ52に供給されるとともに、
反転アンプＡ52の入力端と出力端との間にコンデンサＣ
52が接続されて構成される。

【００２７】したがって、ミラー積分回路５２からは図
２Ｂに示すような波形の出力パルスＰ52、すなわち、パ
ルスＰ51が立ち上がると次第に立ち下がっていき、立ち
下がると次第に立ち上がっていくパルスＰ52が出力され
る。

【００２８】そして、このパルスＰ52がイクスクルーシ
ブオア回路５３に供給されるとともに、もとのパルスＰ
51がイクスクルーシブオア回路５３に供給され、イクス
クルーシブオア回路５３からは、図２Ｃに示すように、
パルスＰ51の反転するごとに立ち下がり、イクスクルー
シブオア回路５３のスレッショールドレベルＶTHで決ま
る期間τの後に立ち上がるパルスＰ53が取り出される。

【００２９】この場合、パルスＰ52の立ち上がり速度お
よび立ち下がり速度は、パルスＰ51の周波数にかかわら
ず一定であり、スレッショールドレベルＶTHも一定であ
るから、パルスＰ53の立ち下がっている期間τはパルス
Ｐ51の周波数にかかわらず一定である。

【００３０】そして、このパルスＰ53がローパスフィル
タ５４に供給されて平滑およびディエンファシスが実行
され、フィルタ５４からはパルスＰ53の密度に対応して
レベルの変化する信号Ｓ54が取り出される。

【００３１】この場合、パルスＰ53の立ち下がっている
期間τはパルスＰ51の周波数にかかわらず一定である
が、パルスＰ51の周波数はもとのＦＭ信号ＳSUB の周波
数に等しい。したがって、パルスＰ53は、もとのＦＭ信
号ＳSUB から変換されたパルス密度信号であり、そのパ
ルスＰ53を平滑して得た信号Ｓ54のレベルは、ＦＭ信号
ＳSUB の周波数に対応して変化するので、信号Ｓ54はＦ
Ｍ信号ＳSUB をＦＭ復調した信号である。

【００３２】こうして、図１の回路はＦＭ復調回路とし
て動作するが、この場合、ミラー積分回路５２がきわめ
て理想に近い積分動作をするので、パルスＰ53の期間τ
はＦＭ信号ＳSUB の周波数にかかわらず一定となり、し
たがって、周波数偏移にかかわらず復調信号Ｓ54におけ
る歪みを低減することができる。

【００３３】図３の測定結果において、曲線Ｂはこの発
明によるＦＭ復調回路（図１）の歪み率特性の測定結果
の一例を示す。なお、測定条件は上記のとおりである
が、さらに、 抵抗器Ｒ52 ＝33ｋΩ コンデンサＣ52＝22ｐＦ である。そして、この測定結果の曲線Ｂからも明かなよ
うに、この発明のＦＭ復調回路においては、歪みがきわ
めて少なく、しかも、周波数偏移が大きくなっても歪み
率は悪化することがない。

【００３４】図４は、ＦＭ信号ＳSUB の周波数と復調出
力電圧との関係の測定結果の一例を示し、曲線Ｃは図７
のＦＭ復調回路の特性、曲線Ｄ1 〜Ｄ3 はこの発明によ
るＦＭ復調回路の特性を示す。なお、 曲線Ｄ1 は、Ｒ52＝18ｋΩ、Ｃ52＝33ｐＦのとき 曲線Ｄ2 は、Ｒ52＝22ｋΩ、Ｃ52＝33ｐＦのとき 曲線Ｄ3 は、Ｒ52＝18ｋΩ、Ｃ52＝68ｐＦのとき である。また、破線の直線は、曲線Ｃ、Ｄ1 〜Ｄ3 の直
線性を見るためのものであり、図中の数字は、入力周波
数の50ｋHzの変化に対する出力電圧の変化量、すなわ
ち、復調感度を示す。

【００３５】そして、この測定結果によれば、この発明
のＦＭ復調回路は、図７のＦＭ復調回路と同程度の復調
感度（曲線Ｄ1 ）でよければ、直線性を広くすることが
でき、図７のＦＭ復調回路と同程度の直線性（曲線Ｄ2
、Ｄ3 ）でよければ、復調感度を高くすることができ
る。また、どの場合でも、出力電圧が大きい。

【００３６】さらに、図５は、変調周波数と全高調波歪
み率との関係の測定結果の一例を示し、曲線Ｅは図７の
ＦＭ復調回路の特性、曲線Ｆはこの発明によるＦＭ復調
回路の特性を示す。なお、上述のように、図７のＦＭ復
調回路と、この発明によるＦＭ復調回路とでは、出力電
圧の大きさが異なるので、その出力電圧（曲線Ｇにより
示す）が等しくなるように特性を正規化してある。ま
た、 周波数偏移 ＝±20ｋＨｚ キャリア周波数ｆＳＵＢ ＝50ｋHz である。

【００３７】そして、この測定結果によれば、この発明
のＦＭ復調回路は図７のＦＭ復調回路に比べ、どの変調
周波数においても歪み率特性が良好であり、特に話し声
の帯域では、数十分の１以下の低歪み率である。

【００３８】

【発明の効果】この発明によれば、復調時の歪みを大幅
に低減することができる。しかも、そのために高度な回
路を必要としない。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一形態を示す接続図である。

【図２】この発明を説明するための波形図である。

【図３】この発明の回路の測定結果の一例を示す特性図
である。

【図４】この発明の回路の測定結果の一例を示す特性図
である。

【図５】この発明の回路の測定結果の一例を示す特性図
である。

【図６】この発明を適用できる受信機の一例を示す系統
図である。

【図７】この発明を説明するための接続図である。

【図８】図７の回路を説明するための波形図である。

【図９】図７の回路を説明するための波形図である。

【符号の説明】

３４…ＦＭ復調回路、５１…インバータ、５２…ミラー
積分回路、５３…イクスクルーシブオア回路、５４…ロ
ーパスフィルタ、Ａ52…反転アンプ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 渡辺 直樹 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ＦＭ変調されているパルスの供給されるミ
   ラー積分回路と、 このミラー積分回路の出力パルスと、上記ＦＭ変調され
   ているパルスとが供給されるイクスクルーシブオア回路
   と、 このイクスクルーシブオア回路の出力パルスを平滑する
   ローパスフィルタとを有し、 上記ローパスフィルタから上記ＦＭ変調されているパル
   スのＦＭ復調出力を取り出すようにしたＦＭ復調回路。