JPS60194809A - Fm復調回路 - Google Patents

Fm復調回路

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JPS60194809A
JPS60194809A JP5061684A JP5061684A JPS60194809A JP S60194809 A JPS60194809 A JP S60194809A JP 5061684 A JP5061684 A JP 5061684A JP 5061684 A JP5061684 A JP 5061684A JP S60194809 A JPS60194809 A JP S60194809A
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Hisashi Yamada
尚志 山田
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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03DDEMODULATION OR TRANSFERENCE OF MODULATION FROM ONE CARRIER TO ANOTHER
    • H03D3/00Demodulation of angle-, frequency- or phase- modulated oscillations
    • H03D3/006Demodulation of angle-, frequency- or phase- modulated oscillations by sampling the oscillations and further processing the samples, e.g. by computing techniques

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)
  • Noise Elimination (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の技術分野] この発明はFM信号等の変調信号の復調回路に係り、特
にディジタル演算処理を用いて復調を行なう復調回路に
関する。
[発明の技術的背景とその問題点コ FM(周波数変調)信号を復調する場合、復調出力に入
力の変調信号が重畳されるため、従来では復調回路の後
段にフィルタを置いて変調信号成分を分離・除去してい
た。しかしながら、例えばVTRにおける画像記録方式
で採用されているような、搬送波の帯域が広く搬送波周
波数の低い、いわゆる低搬送波FM方式の場合には、第
1図に示すようにFM信号11の下側波帯と復調出力1
2(ビデオ信号)の高周波成分とが斜線のごとく重なり
合うと、FM信号成分が復調回路およびフィルタを通り
抜けてビート障害を起こすことがある。この現象を一般
に復調回路におけるフィードスルーと称している。
このようなフィードスルーを防止するために、FM信号
の周波数をあまり下げることは不可能となる。すなわち
伝送系の本来の帯域は広くとも、復調出力の帯域の分だ
けFM信号の周波数を高くせねばならず、その結果、伝
送帯域を本来の使用できる帯域の2/3程度しか利用で
きないという問題がある。
[発明の目的コ この発明の目的は、入力される変調信号と復調出力の周
波数帯域が重なり合ってもビート妨害を起こすことがな
く、安定な復調を行なうことが可能な復調回路を提供す
ることである。
[発明の概要] この発明の復調回路は、入力される変調信号を一旦A/
D変換器によりディジタル信号に変換した後、ディジタ
ル演算により復調出力に対応したディジタル信号を生成
し、このディジタル演算により得られたディジタル信号
をD/A変換器によりアナログ信号に変換することによ
って復調出力を得るようにしたことを特徴としている。
[発明の効果1 この発明によれば、変調信号の入力端子と復調出力の出
力端子とがディジタル演算回路によって完全に遮断され
てフィードスルーが防止されるため、変調信号と復調出
力の周波数スペクトルが重なり合ってもビート妨害は原
理的に起こらず、非常に安定な復調が可能となる。従っ
て変調信号の帯域を下げて、伝送帯域の有効利用を図る
ことができる。
[発明の実施例コ 第2図はこの発明の一実施例に係る復調回路の構成を示
り゛もので、入力端子21には変調信号、例えば前述し
た低搬送波FM方式によるFM信号が入力される、。こ
の変調信号はA y’ D変換器22に入力される。A
/D変換器22はクロック発生回路23から供給される
サンプリングクロックにより入力の変調信号をサンプリ
ングし、適当なビット数のディジタル信号を出力する。
クロック発生回路23は入力とは関係なく一定周期のク
ロックを発生するものでもよいが、入力の変調信号に同
期したクロックを発生するものがより好ましい。
第3図はPLt (フェーズロックループ)を用いて入
力の変調信号に同期したクロックを発生するクロック発
生回路23の構成例を示したもので、入力の変調信号3
1と1/N分周器35からの出力信号ζを乗算器32で
乗算して位相比較を行ない、その出力をローパスフィル
タ33を介して電圧制御発振器<VCO)34に制御電
圧として供給し、このVCO34の出力を1/N分周器
35を通して乗算器32に供給することによって、VC
O34から入力の変調信号31に同期し、かつ変調信号
31の搬送波周波数のN倍の周波数のクロック36を得
るように構成されている。
一方、A/D変換器22から出力されるディジタル信号
はディジタル演算回路24に供給され、ここで入力の変
調信号についての復調出力に対応したディジタル信号が
生成される。このディジタル演算回路24から出力され
るディジタル信号はD/A変換器25でアナログ信号に
変換され、出力端子26を介して復調信号として取出さ
れる。
ディジタル演算回路24は例えば入力の変調信号がFM
信号の場合、第4図(a’)に示すようにA/D変換器
22からのディジタル信号の零クロス点間の時間間隔、
すなわちPl ・12間、P2・13間・・・の時間間
隔Txを順次計測し、それらの時間間隔を表わす計数値
を上記復調出力に対応したディジタル信号として出力す
るように構成される。FM信号は情報を周波数偏移、つ
まり周期変化の形で有しているので、上記のように零ク
ロス点間の時間間隔を計測し、その時間間隔を表わすデ
ィジタル信号をD/A変換器25でアナログ信号に変換
する操作は、復調動作にほかならない。ここで、零クロ
ス点の検出は対象とするディジタル信号が時間的に離散
的なサンプリング系列であるため、A/D変換器22よ
り出力されるディジタル信号から直接行なうことはでき
ない。
そこで、この実施例では零クロス点を内挿により推定し
、それに基いて上記の時間間隔を計測する。
すなわち、第4図(b)に示すように例えば零クロス点
P1 ・12間の時間間隔をめる場合は、まずディジタ
ル信号の極性が負から正へと変化した直後のサンプル点
(零クロス点P1の次のサンプル点)Blから、次に極
性が変化する直前のサンプル点(零クロス点P2の前の
サンプル点)A2までの時間間隔Toを計測する。そし
て、零クロス点P1.P2をそれらを挟む正負2つのサ
ンプル点のディジタル信号値から内挿により推定し、サ
ンプル点B1とその直前の零クロス点P1どの時間間隔
T1、およびサンプル点A2とその直後の零クロス点P
2との時間間隔T2を計測する。これらの時間間隔T+
 、T2はそれぞれT1=81 / (AI +81 
)。
T2 =A2 / (A2 +82 >によりめること
ができる。このようにしてめられた3つの時間間隔To
 、Ts 、T2を加算すれば、零クロス点P1とP2
との間の時間間隔Txがめられることになる。
第5図はこの原理に基くディジタル演算回路24の具体
的な構成例を示すものである。第5図において、第2図
におけるA/D変換器22から出力されるディジタル信
号41は極性変化検出回路42に入力され、例えばディ
ジタル信号41の極性ビットの111Z1“O11の状
態から極性変化のタイミングが検出される。この極性変
化検出回路42の検出パルスは、一方においてカウンタ
43へのリセット信号およびラッチ44へのラッチパル
スとなる。カウンタ43は一定周期のクロックを計数し
て第4図(b)における時間間隔Toを計測する。この
Toの計数値はラッチ44に保持され、零クロス点P1
 ・12間の時間間隔Txに関する上位ビット出力45
として取出される。
一方、A/D変換器22からのディジタル信号はさらに
1サンプル遅延回路46を介してラッチ47.48に入
力される。ラッチ47は極性変化点検出回路42の検出
パルスのタイミングで、またラッチ48はこの検出出力
を1サンプル遅延回路49で遅延したパルスのタイミン
グで、それぞれラッチ動作を行なう。これによりラッチ
47゜48には例えばA1.’B1の値が保持される。
これらのラッチ47.48の出力は演算回路50゜51
に共通に与えられ、これらの演算回路50゜51でそれ
ぞれ第4図(1))における時間間隔TI 、T2が算
出される。そして、°1サンプル遅延回路49の出力パ
ルスをさらに遅延する1サンプル遅延回路52の出力パ
ルスのタイミングで演算回路51の出力がラッチ53で
保持され、これと演算回路50の出力とが力準器54で
加算されることによって、時間間隔Txに関する下位ビ
ット出力55が得られる。
こうして得られた上位および下位ビット出力45.55
が合成され、時間間隔Txを表わす計 ゛数値がディジ
タル演算回路24の出力56として取出される。この場
合、時間間隔はA/D変換器22の変換精度と同等の精
度でまるので、A/D変換器22に供給されるサンプリ
ングクロックの周波数はサンプリング定理で規定される
値、すなわち入力変調信号の最高周波数の2倍以上であ
ればよい。
このように、入力される変調信号をディジタル信号に変
換した後、ディジタル演算によって復調出力に対応した
ディジタル信号を生成し、これをアナログ信号に変換し
て復調出力を得るようにすることにより、従来のアナロ
グ処理による復調回路で見られたようなフィードスルー
がなくなるので、例えば第1図に示したように変調信号
(FM信号)11と復調出力12との周波数スペクトル
が一部で重なっても、ビート妨害等のない安定な復調が
可能となる。また、第6図(a)に示すように変調信号
11の下側波帯と復調出力12とが完全に重なったよう
な場合、さらには同図(b)に示すように変調信号11
の下側波帯を制限して単側波帯に近い形にしたものと復
調出力12とがほとんど重なっているような場合にも、
安定・良好な復調が可能である。このようにして伝送帯
域の利用効率が大幅に改善される。
第7図はこの発明の他の実施例を示すもので、入力端子
21に入力されるディジタル信号をリミッタ71により
方形波とし、さらに積分器72で積分して第8図に示す
ごとく三角波にした後、A/D変換器22に入力するよ
うにしたものである。このようにすると、第4図(b)
で説明したような零クロス点の内挿による推定をより正
確に行なうことができ、さらに良好な復調が可能となる
また、上記説明ではA/D変換器22の出力信号の零ク
ロス点を推定するのに、零クロス点近傍の波形を直線と
見なして内挿を行なったが、A/D変換器22のサンプ
リング間隔を短くして入力変調信号波形を正弦波と仮定
し、上記零クロス点を正弦波の零クロス点として計算に
よりめることも可能である。
この発明は上記実施例に限定されるものではなく、要旨
を逸説しない範囲で種々変形実施が可能である。例えば
実施例では入力の変調信号の波形をそのままA/D変換
器でディジタル信号に変換したが、変調信号がFM信号
の場合、周期を計測してディジタル信号としてもよい。
但し、その場合にはA/D変換に要求される量子化ビッ
ト数をnとしたとき、入力変調信号の周期を1/2nの
細かさで計測する必要がある。換言すれば、FM信号の
周波数偏移の2n倍の周波数のクロックが必要となる。
−例として現在一般に用いられているVTRでは、FM
搬送波周波数は8M)−12程度、周波数偏移は±IM
Hz程度であるから、周波数変化範囲7〜9MHzに対
応して周期の変化範囲は約159〜111nSとなり、
変化幅は4Bnsとなる。これを仮に8ピッ1−のディ
ジタル信号に変換するとすれば48nS/2日=0.1
87nsとなり、5.3GH2のクロック周波数が必要
である。
これに対し、先の実施例によればA/D変換のためのク
ロックの周波数は前述のように変調信号の最高周波数の
2倍以上であればよく、上記VTRの場合を例にとれば
18MHzでよいことなる。
また、この発明の復調回路はFM信号の復調のみでなく
、PM(位相変調)信号の復調あるいはAM(振幅変調
)信号の復調にも適用でき、その場合も同様な効果が得
られる。
【図面の簡単な説明】
第1図は低搬送波FM方式における変調信号および復調
出力の周波数スペクトラムを示す図、第2図はこの発明
の一実施例に係る復調回路の構成を示す図、第3図は同
実施例におけるクロック発生回路の具体的構成例を示す
図、第4図(a)(b)は同実施例におけるディジタル
演算回路の動作原理を説明するための図、第5図はディ
ジタル演算回路の具体的構成例を示す図、第6図(a)
(b)はこの発明の復調回路に適合する変調信号および
復調出力の周波数スペクトルを示す図、第7図はこの発
明の他の実施例に係る復調回路の構成を示す図、第8図
は同実施例においてA/D変換器に入力される変調信号
の波形を示す図である。 11・・・変調信号、12・・・復調出力、21・・・
変調信号入力端子、22・・・A/D変換器、23・・
・クロック発生回路、24・・・ディジタル演算回路、
25・・・D/A変換器、26・・・出力端子、71・
・・リミッタ、72・・・積分器。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 第1 図 第2図 第3図 篤4 図 (a) (b)

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (1)入力される変調信号をディジタル信号に変換する
    A/D変換器と、このA/D変換器から出力されるディ
    ジタル信号を受けて前記変調信号についての復調出力に
    対応したディジタル信号を得るディジタル演算回路と、
    このディジタル演算回路から出力されるディジタル信号
    をアナログ信号に噴換して復調出力を得るD/A変換器
    とを備えたことを特徴とする復調回路。 (2J A/D変換器に入力される変調信号は周波数変
    調信号であり、ディジタル演算回路はA/D変換器から
    出力されるディジタル信号の零クロス点間の時間間隔を
    順次計測し、その時間間隔を表わす計数値を前記復調出
    力に対応したディジタル信号として出力するものである
    ことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の復調回路
    。 (3)ディジタル演算回路はA/D変換器から出力され
    るディジタル信号の極性が変化した直後のサンプル点で
    ある第1のサンプル点から次に極性が変化する直前のサ
    ンプル点である第2のサンプル点までの時間間隔を計測
    するとともに、A/D変換器から出力されるディジタル
    信号の零クロス点を当該零クロス点を挟む正負2つのサ
    ンプル点のディジタル信号値から内挿により推定し、上
    記第1のサンプル屯とその直前の零クロス点との時間間
    隔および上記第2のサンプル点とその直後の零クロス点
    との時間間隔を計測し、これら2つの時間間隔を第1の
    サンプル点と第2のサンプル点との時間間隔と加算して
    零クロス点間の時間間隔をめるものであることを特徴と
    する特許請求の範囲第2項記載の復調回路。 (4)A/D変換器に入力される変調信号は三角波に変
    換されたものであることを特徴とする特許請求の範囲第
    2項または第3項記載の復調回路。 (5)A/D変換器に入力される変調信号は低搬送波周
    波数変調方式により変調されたものであることを特徴と
    する特許請求の範囲第1項、第2項。 第3項または第4項記載の復調回路。
JP5061684A 1984-03-16 1984-03-16 Fm復調回路 Granted JPS60194809A (ja)

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JPH0262961B2 JPH0262961B2 (ja) 1990-12-27

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1059726A1 (en) * 1999-06-11 2000-12-13 Pioneer Corporation FM demodulator

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS56140706A (en) * 1980-04-04 1981-11-04 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Fm demodulator

Patent Citations (1)

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JPH0262961B2 (ja) 1990-12-27

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