JPS6027208A - 周波数変調信号の復調方式 - Google Patents

周波数変調信号の復調方式

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JPS6027208A
JPS6027208A JP13498383A JP13498383A JPS6027208A JP S6027208 A JPS6027208 A JP S6027208A JP 13498383 A JP13498383 A JP 13498383A JP 13498383 A JP13498383 A JP 13498383A JP S6027208 A JPS6027208 A JP S6027208A
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signal
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variable
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智三 太田
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    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03D—DEMODULATION OR TRANSFERENCE OF MODULATION FROM ONE CARRIER TO ANOTHER
    • H03D3/00—Demodulation of angle-, frequency- or phase- modulated oscillations
    • H03D3/001—Details of arrangements applicable to more than one type of frequency demodulator
    • H03D3/003—Arrangements for reducing frequency deviation, e.g. by negative frequency feedback
    • H03D3/005—Arrangements for reducing frequency deviation, e.g. by negative frequency feedback wherein the demodulated signal is used for controlling a bandpass filter

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Noise Elimination (AREA)
  • Color Television Systems (AREA)
  • Processing Of Color Television Signals (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】 技術分野 本発明は、簡単な構成で受信入力における広帯域なTV
=FM(テレビジョン周波数変調)変調波の復調信号の
雑音特性全改善する高感度FM信号復調方式に関するも
のである。
背景技術 従来より、周波数変調された信号を復調する最も簡単な
方法として、LC回路又は遅延線を用いたディスクリミ
ネータによる方式がよく用いられる0 と(7) 場合、FM信号のC/N (キャリア1R力
対雑音電力比)に対するFM復調(検波)された信号の
S/N (信号対雑音比)は、S/N = C/N・K
(K:定数)として表され、S/NはC/Nに比例する
。
C/Nは、FM波の信号及び雑音帯域幅を決める帯域通
過p波器の帯域幅Bで決定され、通常、帯域幅はカーソ
ンルールよすB”;2 (Δf+fh)(ただしΔfは
FM変調波の周波数偏移幅、fhは変調波の最高変調周
波数)とされる。
上記のC/N対S/Hの関係は、C/Nが約10db程
度1で直線的に変化するが、C/Nがそれ以下に々ると
、S/NはFM復調特有のインパルス雑音により急激に
劣化する。との点がスレッシュホールド点と呼ばれる。
一般にTV(映像)信号全伝達する通信、特に衛星通信
においては、しばしばその伝達にF M変調方式が用い
られる。衛星通信回線は、衛星の送信電力の制限、衛星
通信伝搬路の安定性、地上受信設備の経済性から、受信
に際する電力マージンは極力制限され、受信動作点はス
レッシュホールド付近に設定される場合が多い。
従って、環境状況の変動、受信設備の種々の劣化により
、ときには、受信点はスレッシュホールド以下になり、
TVモニタ上の復調画質は著しく劣化する場合がある。
この問題は、特に小型アンテナを使う放送衛星受信機に
とっては重要で、簡易な方法でスレッシュホールド特性
が改善できれば極めて効果的である0 ところで復調器のスレッシュホールド特性全改善するに
は、先の説明の如く、通常、復調用帯域通過p波器の帯
域幅Inできるだけ狭くし、C/Ni高くとる方法がと
られる。
しかるに、FM変調波のスペクトルの広がり、すなわち
変調度の度合により、ただ単に復調帯域幅Bi狭くする
ことはできず、逆効果金まねく場合がある。特にF M
変調指数が大きい場合、変調信号のスペクトルが広がシ
、復調帯域’Kljの狭帯域化は、雑音成分を減少させ
る以上に変調信号成分を減少させ、結果的に1l−1:
C/N ’c劣化させ、スレッシュホールド特性を悪化
させることにもなる。
また、TV(映像)FM信号の周波数偏移の大きい場合
(画質)において、トランケンジョンクイc音全発生さ
せ、好ましくない結呆をまねく。
目 的 本発明は、C/N比を改善し、スレッシュホールド特性
を改善した高感度のFM信号の復調方式全提供すること
を目的とする。
本発明の要約 本発明では、通常利用されるプリエンファシスを適用し
たカラー映像信号などでFM変調された信号の特質に着
眼し、復調の動作機構を工夫している。すなわち、最も
大きな周波数偏移を与えるカラーサブキャリアによる変
調成分に対し、可変移相器により逆変調を与え、該成分
の周波数個°移を圧縮し、カーソン帯域幅より狭い狭帯
域通過p波器全通すことにより、キャリア電力対雑音電
力比(C/N )k改善し、スレッシュホールド特性全
改善する方式を実現する。
特に、特定の周波数成分に注目した回路設計及び受動可
変移相器の適用により、安定でかつ設計容易な復調回路
が簡単に実現される。
今、エンファスを適用した映像信号を考えてみる。通常
、カラー映像信号としては、輝度信号とカラー信号から
なり、NTSC方式の場合、約4.2MHz までの周
波数成分を含んでいる。その内、主に輝度信号は水平走
査周波数(15,75KHz )の倍数の低周波領域に
集中し、カラー成分は3.58MHz近傍に集中してい
る。この種の映像信号が、たとえば、CCIR,REC
405−If決められたプリエンファシス回路の適用を
受けると信号の低域部分は、約−tociBの高域周波
数成分に対しては、約+3dBの電力の重み付けが与え
られる。
映像信号として、最も飽和度の高い代表的な標準カラー
パー信号をみると、信号の最大振幅140 IREに対
して、輝度信号の最大振幅、77IRE。
3.58 MHzのカラーサブキャリア成分の振幅は8
8IREとなっている。従って、この信号全前記のプリ
エンファシス回路による重み付けを行なうと、カラーサ
ブキャリア成分の振幅は127IREとなり、源信号の
最大振幅140IREに近い振幅となる。従って、プリ
エンファシスが適用された映像信号で変調されたFM信
号の瞬時周波数変化(偏移)が最も大きくなり、通過帯
域幅の狭帯域化に伴うC/N変化に関し、問題になるの
はこのカラーサブキャリア成分によるものとみなしても
よい。
実施例 第1図に本発明の一実施例の基本構成例を示す。
FM信号の入力端子1は、外部よシの電気信号により制
御される可変移相器2、狭帯域通過沖波器3、リミッタ
や増幅器などより成る周波数ディスクリミネータ4、F
M信号の復調(検波)出力端子5、カラーサブキャリア
(NTSC方式の場合3゜58MHz)近傍の成分全通
過させる帯域通過F波器6、該周波数成分に対する増幅
器7、該成分に対する位相調整器8などから成る。ここ
で、FM信号は、入力端子1よシ入り、可変移相器2、
狭帯域通過P波器3を通った後、ディスクリミネータ4
で周波数復調される。復調されたベースバンド(映像)
信号の一部は、特定周波数成分(カラーサブキャリア近
傍の成分)全通過させる帯域通過P波器6、増幅器7な
どを通り、位相変調器8で位相調整された後、可変移相
器2に加えられる。この制御信号によシ、可変移相器2
の位相が変化し、入力端子1より入るFM信号の位相が
変化される。この状態においてFM信号の復調(検波)
信号は復調出力端子5より取り出される。なお、第1図
の帯域通過P波器6、増幅器7、位相調整器8から成る
サブキャリア成分の帰還回路及び可変位相器2を取り除
いた構成は、従来のディスクリミネータによる周波数(
M i=1器と全く同じである。
次に、TV(映像)信号でFM変調された信号の内、前
述の如く、大きな周波数偏移を与えるカラーサブキャリ
ア成分のみに着目し、第1図の動作を説明する。
今、入力FM信号を位相に注目し、 5i=Asin(c++t+asinpt〕 −fil
とし、可変位相器0の出力信号音 5o=Asin(a+t+bsinpt) −121と
する。ωはFM信号の中心角周波数、pは変調角周波数
(この場合、カラーサブキャリア成分に相当する)であ
る。入力Siの角周波数偏移は、ΔΩ= a p 、可
変移相器出力Soの角周波数偏移は、Δω=l)pであ
る。
ディスクリミネータの感度q K O、カラーサブキャ
リア通過P波器及び増幅器の利得f K 1 、位相調
整器の位相をθとすれは、可変位相器に対する制御電圧
eOil″j:、 eo−Ko−に1・Δa+ cos (p t−θ)−
13)である。一方、可変位相器の位相量0と制御電圧
eOとの間の関・系ヲΦ= e o K zとすれば、
Φ=KO−Kl・Kl・Δωcos (p t−θ)・
・・(4)となる。
今、カラーサブキャリア成分に対する位相調整器8の位
相セ十を調整し、(たとえば、θ−/2とする。) I) =KO−Kl −に2 ・Δωsin p t=
に一Δωs i n p t −(5)Ko −Kl 
−に2 =K −(5a)とする。このとき、移相器Φ
の入力信号% S 1 tSOの位相関係は、 b 5inpt = a 5inpt −(1) −(
6)b s in p t = (a −K ψΔa+
)sinpt −(7)b = a −K・Δω ・・
・(8)となる。従って、入力Siの角周波数偏移ΔΩ
=apに対(7て、可変移相器出力SOの角周波数偏移
は、 Δω=ΔΩ−に−pΔω ・・・(9)となり、 となる。
すなわち、このような条件下において、可変移相器の出
力信号SOの角周波数偏移は、入力信号のそれに比べて
、1/(1+に−p) に圧縮される0 次に、ディスクリミネータ4における信号のスレッシュ
ホールド特性は、復調に伴う通過1?域vj波器の帯域
幅で決まる。カラーサブキャリア成分の帰還回路がない
通常の復調器の場合、復RLilに必要な通過帯域p波
器の帯域幅Boはカーソン帯域幅を用いるものとして、 Bo=2(p +ΔΩ ) ・・・(川となる。これに
対し、帰還をI丘とこした本発明では、 トナリ、本発明によるスレッシュホールドレベルの改善
度ηば、 となる。保磁量Ki大きくとることにより、η〉1とな
9、スレンシュホールド特性の改善が図られる。
本発明で重要なことは、映像FM信号の伐調に対し、最
も周波数偏移の太きく、シかも変調周波数の高いカラー
サブキャリア信号成分に着目し、可変移相器と帰還回路
を用いて、当成分による周波数偏移を圧縮し、後調帯域
幅の狭帯域化によってスレッシュホールド特性の改善全
組っている。
しかるに、映像ベースバンド信号(0〜4.2 M H
z)の内、カラーサブキャリア信号近傍以外の信号成分
に対しては、それらによるF’M信号の周波数偏移の圧
縮を行なっていない。従って、FM信号を復調したベー
スバンド信号の周波数特性には、通常方式に比べて異な
った特性を示す0すなわち、周波数偏移を圧縮したカラ
ーサブキャリア周波数成分の復調出力は、他の周波数成
分に比べて低下する。
第2図は、第1図の方式によシ復調されたベースバンド
信号の周波数特性を示す。位相調整器8の位相量が適当
で々いと、可変移相器2の出力FM信号の周波数偏移幅
は、人力信号のそれに比べて増大し、スレッシュホール
ド特性全劣化させる場合がある。この場合、復調ベース
バンド信号の周波数特性は、第2図とは異なり帰還周波
数近傍で振幅が他の周波数に比べて持ち上がることもあ
る。
第1図において重要な役割を果たす可変移相器2は、種
々の形態が考えられるが、その−例全第3図に示す。こ
れは、ブリッジ法としてよく知られた回路で、n 、 
n’は信号入力家・男子、rn 、 mは信号出力端子
である。rは抵抗、Rは可変抵抗、Cは可変容量である
。
ここで、可変抵抗R又は、可変容1Ct−変化させるこ
とにより、出力信号位相は変化する。RまたはCは可変
抵抗または可変容量ダイオード全周いて実現される。
第4図は、可変移相器2として、直列共振系を用いた一
44成例である。n 、 n’は信号入力端子、m 、
 m’は信号用力昂11子である。Cは可変容量、Lは
インダクタンス、Rは負荷抵抗である。
今、第4図において入力端子e in e in = E sin to t −−−(+4+
とすれば、出力電圧e outは  −R e o u t = −s i n (ωを一ψ) −
(+5)ZI となる。
すなわち、可変容量Cを変えることによシ、出力電圧の
位相が変化する。
可変容量Cと可変移相器2の移相量の関係を第5図に示
す。
従って、先の説明の如き位相制御によシ、カラーサブキ
ャリア成分によるFM波の周波数iii+i移が圧縮さ
れ、先の効果が得られる。
しかし、この場合、第15式より、可変容量の変化、す
なわち、位相の変化により出力信号に対して振幅の変化
(振幅変調)が発生される。そのため、当位相器の後段
に用いるリミッタは、十分な振幅抑圧効果を必要とする
。
一方、当回路方式では、自己の持つ共振特性(狭帯域通
過特性)が有効に利用でき、カーソン帯域幅よシ狭い通
過帯域特性をもたせることにより、第1図の狭帯域通過
Pe、器3を省略することができ、回路栴成の簡略化に
有効である。ここでは、直列共振系による一例を示した
か、並列共振系によっても類似の可変移相器が容易に実
現される。
注目すべきは、可変移相器によりFM信号の!1!r戸
変調周波数成分の周波数偏移全圧縮し、狭帯域通過特性
金持つ回路によりC,/N−2改善し、スレッシュホー
ルド特性全改善するものである。
また、特に受動可変移相器の使用、及び特定周波数成分
の帰還により、安定で実現性の容易な回路方式金与える
。
しかし、特定変調周波数偏移の圧縮により、FM検波信
号の周波数特性上、圧縮された周波数成分の振幅が低下
する。従って、よりよい特性を望むならば、その周波数
成分に対して、特性補償全行なう必要がある。
第6図は、特性補償回路9の一例で、周波数ディスクリ
ミネータの出力1則に、L t Ct rより成る並列
共振系全接続し、特定周波数の負荷インピーダンス全高
め、振幅特性を増加させ補償する。
共振系の共振周波数は、その特定周波数近傍に設定され
る。
効果 以上、説明したように本発明は、簡単な構成で実現簡易
な高感度FM信号復調方式が提供される。
従って、特に放送衛星受信装置など、スレッシュホール
ドマージンが少なく、址だ、簡易、低コスト性全重視さ
れるシステムにおいては、当方式は極めて有効ガ手段を
与える。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例の基本構成を示すブロック図
、第2図は第1図の方式により復調されたベースバンド
信号の周波数特性を示す図、第3図は可変移相器2の一
例全油す電気回路図、第4図は可変移相器2として直列
共振千金用いた電気回路図、第5図は可変容量Cと可変
移相器2の移相量の関係を示す図、第6図は特性補償回
路9の一例を示す電気回路図で−ある。 1・・・FM信号の人力端子、2・・・可変移相器、3
・・・狭帯域通過P波器、4・・・周波数ディスクリミ
ネータ、5・・・復調出力端子、6・・・帯域通過I1
5波器、7・・・増幅器、訃・・位相調整器、9・・・
特性補偵回路代理人 弁理士 西教用壬一部 第1回 第2図 第4図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 入力されるFM信号が与えられる可変移相器とFM信号
    のカーソン帯域の幅より狭い帯域幅をもつ狭帯域通過p
    波器と、周波数ディスクリミネータと、周波数ディスク
    リミネータによりFM検波された信号のうち特定の周波
    数成分を通過させる泥波器と、該周波数成分に対する位
    相調整器とを備え、入力されるFM信号を可変移相器及
    び狭帯域通過F波器全通し、周波数ディスクリミネータ
    によりFM@波し該検波出力信号の一部全上記の特定周
    波数成分を通過させる泥波器及び位相調整器全通した後
    膣信号により可変移相器を制御し、F IVI信号の特
    定の変調周波数成分による周波数偏移全圧縮する方向に
    可変移相器で位相制御し、周波数ディスクリミネータか
    ゛らの検波信号を取り出すことを特徴とする周波数変調
    信号の復調方式。
JP13498383A 1983-07-22 1983-07-22 周波数変調信号の復調方式 Granted JPS6027208A (ja)

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US06/632,105 US4594556A (en) 1983-07-22 1984-07-18 Demodulation circuit from FM signals and demodulation system therefor
CA000459235A CA1223926A (en) 1983-07-22 1984-07-19 Demodulation circuit from fm signal and demodulation system therefor
AU30888/84A AU552117B2 (en) 1983-07-22 1984-07-20 Fm demodulation
EP84304965A EP0135301B1 (en) 1983-07-22 1984-07-20 Demodulation circuit from fm signals and demodulation system therefor
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012013251A (ja) * 2010-06-29 2012-01-19 Sakurai Gijutsu Kenkyusho:Kk 煙突構造、及び廃熱回収システム

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012013251A (ja) * 2010-06-29 2012-01-19 Sakurai Gijutsu Kenkyusho:Kk 煙突構造、及び廃熱回収システム

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