JPS6135016A - Fm検波回路 - Google Patents

Fm検波回路

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JPS6135016A
JPS6135016A JP14909985A JP14909985A JPS6135016A JP S6135016 A JPS6135016 A JP S6135016A JP 14909985 A JP14909985 A JP 14909985A JP 14909985 A JP14909985 A JP 14909985A JP S6135016 A JPS6135016 A JP S6135016A
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signal
delay
circuit
output
input
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JP14909985A
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English (en)
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Enu Deyuukusu Jiyon
ジヨン・エヌ・デユークス
Ei Baumugaatona Richiyaado
リチヤード・エイ・バウムガートナ
Ei Shiyuupu Toomasu
トーマス・エイ・シユープ
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Hewlett Packard Japan Inc
Original Assignee
Yokogawa Hewlett Packard Ltd
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Publication of JPS6135016A publication Critical patent/JPS6135016A/ja
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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
    • H03D3/02Demodulation of angle-, frequency- or phase- modulated oscillations by detecting phase difference between two signals obtained from input signal

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Pulse Circuits (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〕 本発明は改良された遅延回路を用いたFM検波回路に関
する。
〔従来技術の説明〕
アナログ信号を処理する場合には信号遅延線路を使用し
なければならないことが多い。このような遅延線路は一
般にその性質によりアナログかディジタルかに分類する
ことができる。アナログ遅延線路の典型的な例は197
3年8月3日に発行されたPuckette、他になる
米国特許3,973.138号に開示されている。ここ
では、所定の時間おくれを発生ずるのに直列に接続した
コンデンサから成るパケット・ブリゲート(backe
t brigade)を使用している。このようなアナ
ログ遅延線路は残念なことに比較的高価であり、アナロ
グスイッチを使用しなければならず、しかもクロストー
クの問題を受けやすい。加えて、単独で使用するかある
いはカスケードにして使用するとき、このようなアナロ
グ装置は処理される信号の帯域幅が狭められるのを避け
られない。
典型的なディジタル遅延線路は1973年9月18日に
発行されたCovingtonになる米国特許3.76
0.280号に開示されている。ここでは一つのアナロ
グ信号チャネルが周波数変調(FM)信号に変換されこ
れがクロックで制御されているディジタル・シフト・レ
ジスタによって遅延を受ける。得られた遅延ディジタル
信号は復調されて遅延アナログ信号となる。このような
ディジタル遅延装置はアナログ遅延線路に関する多くの
問題を克服してはいるが、帯域幅の問題はやはり残って
いる。ディジタル信号はシフト・レジスタを介してクロ
ック信号により伝わるので、系全体の帯域幅を確保する
には非常に高速なシフト・レジスタとクロックとを使用
する必要がある。したがって、従来の信号サンプリング
の理論によれば、遅延出力信号が0.1%のパルス幅分
解能で5メガヘルツ(MIlz)の情報帯域帯を備えて
いるためには、シフト・レジスタは10ギガヘルツ(G
Hz) (すなわぢ、5M1lzx1000X2)以上
のクロックで制御されなげればならない。
他の方式として、たとえば1978年11月7日発行の
Arn5teinになる米国特許4,124,820号
に開示された、クロックで制御されるシフト・1/ジス
タを使用しない遅延線路がある。これはFM信号をカス
ケードに配列した多数の従来型ディジタル・ゲートと論
理ゲートに接続されたランチとに加えて遅延回路を通過
するFMパルスを再構成することにより所望の遅延機能
を得ている。そして、伝播おくれは外部のタイミング容
量または抵抗を加えて調節し、装置ごとの変動を補償し
ている。このような非同期遅延線路は前掲の米国特許3
,760゜280号のもののようにクロックを使用して
はいないが、得られる出力信号では個々のディジタル・
ゲートの帯域幅が狭いこと、伝播損失を克服するためラ
ッチを使用していること、および伝播おくれを調節する
ために抵抗とコンデンサとを使用していること、のため
にやはり帯域幅は制限されている。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、以上の様な問題点を有していない遅延
回路を用いることにより、構成が簡単でかつ高性能のF
M検波回路を提供することにある。
〔発明の概要〕
本発明の好ましい実施例によれば、飽和型素子を直列に
接続して信号をおくらせる遅延回路にFM信号を入力し
、この遅延回路の入力信号と出力信号の位相差に応じて
デューティ・サイクルの変化する出力信号を発生する回
路を設けたFM検波回路が提供される。
〔実施例の説明〕
二進信号のおくれは信号を一連の飽和型の要素(sat
urating ele印en t)を介して結合する
ことにより得られる。二進信号とは二つの電圧レベルの
間で変化する信号のことである。電圧レベルは、普通論
理Oと論理1とで表わすが、たとえば0ボルトと3ボル
トとすることができる。また、飽和型の要素とは、内部
に容量を有していて(等測的に容量と見なせるものも含
む)、入力信号め状態が変化した場合、この容量の充放
電によって信号伝搬が遅延するもののことを言う。例と
して、各種の論理ゲートがあげれらる。
第1図において、二進信号(vb 、 )はカスケード
接続された複数の要素、この場合はインバータ14゜1
6、18.20.22.24.26.28.および30
、から成る飽和回路の人力I2に加えられる。印加電圧
(Vdd)は(たとえば3ボルト)ノード32で装置に
加えられる。好ましい実施例では、カスケード接続され
たインバータはそれぞれ数ナノ秒(たとえば3〜20ナ
ノ秒)の伝搬(すなわち、おくれ)時間tを持っている
。出ノ封0では、二進信号のおくれはインバータの数に
各インバータを通過する際の伝搬時間tを掛けたものに
等しい。第1図の回路では、これは9tである。
第2図において、二進信号(Vbz)はカスケード接続
された複数のインバータ34.36.および38の入力
46に加えられる。出力42はノード50ま・たはノー
ド48に接続される。単極双投スイッチ44またはこれ
に相当する機能を有する゛論理回路等により、出力42
をノード50とノード48の間で切換接続する。
これにより、入力46から出力42までのおくれの量を
変化させる。たとえば、カスケード接続されたインバー
タの各々の伝搬時間がtであるとずれば、出力42がノ
ード48に接続されているときのおくれはもであり、ま
た出力がノード50に接続されているときのおくれは3
tである。
第3図に、二進木を用いるディジタル・スイッチングに
より伝搬遅延を変える構成の例が示されている。二進信
号は入力320で多数のおくれ要素32L 322.3
23.324.325.326.および327(典型的
には第1図および第2図に示すカスケード接続されたイ
ンバータ群)に加えられる。代表的には、一つの集積回
路上に作り込まれたとき、おくれ時間Tはおくれ要素3
21〜327の夫々について同一になる。一連の論理ス
イッチ331.332.333゜334、341.34
2.  および351(代表的には単極双投のスイッチ
またはこれに相当する論理回路等)は、二進水の形に配
列されて、回路全体の伝搬時間を選択する。論理スイッ
チ331〜334.341〜342、および351の接
点位置により、入力320がら出力360までの伝搬お
くれの範囲はOTから7Tまでとなる。第3図の回路で
は、スイッチのレベルは三つある。スイッチ351は第
1のレベルをつくる。スイッチ341 と342は第2
のレベルをつくる。スイッチ33L 332.333.
および334 は第3のレベルをつくる。各レベルにあ
る全スイッチは、便宜のため、連動して切換ってよい。
たとえば、第3図に示すとうり、第3レヘルのスイッチ
331゜332、333.および334はそれぞれr 
1. Jと記した極を選択している。
第3図に示す構成では、スイッチの各レベルは、おくれ
時間の係数(rnT」のn)を二進数で表わした場合の
各ビットを表わしている。レベル1ば最上位のピントで
あり、レベル2は次に最も高い位のビットであり、レベ
ル3は最下位のビットである。たとえば、第3図におい
てレベル1のスイッチ351は「1」にセントされてお
り、レベル2のスイッチ341〜342は「0」にセン
トされており、レベル3のスイッチ331〜334は「
1」にセットされているから、電流おくれは101.、
□×T、すなわち5Tである。(ここで添字、!、、は
2進数であることを示す)。
第4図には、おくれを変えるためのもう一つの構成を示
しである。二進信号(V b4)は 入カフ2で多数の
飽和型表子64.66、68.および70 (代表的に
は、図示のとうり、カスケード接続したインバータ)に
結合される。たとえばデプリーション型MO3FET等
の可変抵抗74.76、78.および8oは制御人力6
2に加えられた制御電圧(Vca)により制御され可変
電流源として働く。遅延時間(ば制御電圧Vcaが変化
するにつれて変化する。しかし、通常、制御電圧Vc、
が一定に保たれているときは、飽和型素子64.66、
68.および70が一つの集積回路上に作られるならば
、遅延時間tはそれぞれの飽和型素子64.66、68
.および70について等しくなる。したがって、入カフ
2から出力60までのおくれは常に4tである。制御電
圧Vc4が減ると、可変抵抗74.76、78.および
80のそれぞれの抵抗は増大する。これにより、可変抵
抗74. IG、 7B、および80を通る電流が減少
して飽和型素子64.66゜68、および70のそれぞ
れの伝搬遅延時間tが増大する。また同様にして、制御
電圧Vc4が増大するにつれて、伝搬時間tが減少する
。したがって、制御電圧VC4の変化により入カフ2か
ら出力60までのおくれが変化する。
第5A図〜第5E図に集積回路上の二つのインバータの
接続例を示す。第5A図はエンハンスメント型MO5F
ET 603とデプリーション型MO5FET601 
とから成るインバータ607.が図示のように、エンハ
ンスメント型MO5FIET 604 とデプリーショ
ン型MO5FET 602とから成るインバータ608
に結合している回路を示している。MOSFET 60
L 602は夫々インバータ607と608の負荷抵抗
として作用する。出力ツードロ06は後段のインバータ
の入力に結合している。第5A図かられかるとうり、出
力ツードロ06の信号Voは、インバータ607での伝
搬おくれとインバータ608での伝搬おくれだけの時間
経過後は、人力609の電圧Vi と同じである。この
回路に関しての実験の結果、立上り時間と立下り時間と
の比が少なくとも3:1であることがわかた。ここで、
立上り時間とは信号vOが論理Oから論理1に上昇し始
めてから信号vOが論理0から論理1に上昇するまでに
必要な時間を意味する。立下り時間とは信号vOが論理
1から論理0に下降を始めてから信号VOが論理1から
論理0に下降するのに必要な時間を意味する。
立上り時間と立下り時間とが非対称であるため高周波パ
ルス列を、第5A図の回路に示すように結合している一
連のインバータを通して、パルス間のタイミングを歪ま
せることなく伝搬させるのは困難である。
第5B図においては、エンハンスメント型MO3FET
 623とデプリーション型MO5FET 621 と
から成るインバータ631 は図示のようにエンハンス
メント型MO5FET 624とデプリーション型間5
FET622とから成るインバータ632と結合してい
る。
MOSFET 621と622は可変負荷抵抗として働
く。入力ツードロ29と入力ツードロ27は、前段のイ
ンバータの出力ノードに結合している。出力ツードロ2
6と出力ツードロ34は後段のインバータの入力に結合
している。第5B図に示すように、入力ツードロ29は
MOSFET 623に結合しており、またMOSFE
T 622のゲート628とも結合している。同様に、
インバータ631 のツードロ25はゲート630でM
OSFET 624に結合しており、出力ツードロ26
とも結合している。第5B図の回路についての入力62
9から出力634までの立上り時間と立下り時間の比は
約1.5:1であることがわかった。この特性により第
5B図の回路は第5A図に示す回路よりも高周波パルス
列を伝えるのに適している。
第5C図は二つのインバータ114 と116とが結合
している回路を示す。入力118に加わる制御電圧Vc
5が変化すると、いずれも可変電流源として働くデプリ
ーション型MO3FET 102とデプリーション型)
’l0SPET 104の夫々の両端間の抵抗が変化す
る。入力ノード98と入力ノード100は前段のインバ
ータの出力ノードに結合している。入力ノード100の
電圧V100は入力ノード98の電圧V911の逆にな
っている。すなわら、電圧V9fiが論理1のときは、
電圧V、。。は論理0である。また逆も同様である。イ
ンバータ114のデプリーション型MO3FE1106
トエンハンスメント型MO3FET 110は図示のと
うりインパーク116のデプリーション型MO5FET
 108とエンハンスメント型MO5FET 112に
結合している。出力ノード94と出力ノード96は後段
のインバータに接続できるようになっている。
第5B図の回路と第5C図の回路との主な違いはMOS
FET 102と104が加わっていることである。
この二つのl’1O5FETは夫々インバータ114と
116に追加されているが、同様なMOSFETをカス
ケード接続した一連のインバータの各々に追加して、そ
のインバータを流れる電流を制御することにより各イン
バータでの遅延時間を変えることができる。この遅延時
間を変える能力を用いて4JS積回路間の伝搬時間のば
らつきを補正して標準値に合わせることができる。集積
回路中の伝搬時間は集積回路を製作する過程でのプロセ
スの変動のために変動する可能性がある。プロセスの変
動としては、デプリーション・モードの負荷素子に関す
るドーピング濃度の変動、小寸法素子のゲートの形状寸
法の変動、および温度変化のような環境条件の変化等が
ある。
第5D図と第5E図には、結合インバータの他の例を示
す。この例では、プロセス変動から生ずる伝搬時間の広
範な変動を、他のインバータの性能パラメータを損わず
に補償するようになっている。第5D図でインバータ3
55と356は夫々二つのデプリーション型MO5PE
Tを備えており((ンバータ335にはデプリーション
型MO3FET 351と353、インバータ356に
はデプリーション型MO5FET 352と354)、
これらを直列に接続して電流制御により遅延時間を変化
させるようになっている。第5E図ではインバータ38
5と386の各々には、一つのデプリーション型MO5
FETと一つのエンハンスメント型MO3FET とが
設番ノられており(インバータ385にはデプリーショ
ン型MO5FET381 とエンハンスメント型MO5
FET 383 、またインバータ386には、デプリ
ーション型MO5FET 382とエンハンスメント型
MO5FET 384)、これらを並列に接続して電流
制御により時間遅延を生ずるようになっている。
第6図はアナログ信号を遅延させる回路のブロック図で
ある。アナログ入力信号Va、は入力120に加えられ
る。変調器122において、アナログ入力信号■a6は
入力123に加わる搬送波Vc6を変調する。変調ば、
たとえば、パルス幅変調、周波数変調、あるいは位相変
調とすることができる。変調器122から出る変調信号
Vm6は遅延回路124の入力130に接続されている
。遅延回路124は一連の飽和素子、たとえば前述のよ
うなカスケード接続されたインバータから構成されてい
る。遅延回路124の変調遅延出力信号Vmd6は復調
器126の入力131に接続されている。ここで復調さ
れるご゛とによって得られる遅延アナログ信号Vda6
が出力ノード128に現われる。遅延アナログ信号Vd
a、は、アナログ入力信号を遅延回路124で決まる遅
延時間だけ遅らせたものである。
第7図は、パルス幅変調を行なった場合の、第6図の回
路の遅延回路124の入ノj130における変調信号V
m6の波形の例を示している。
第8図はパルス幅変調を採用している遅延回路の簡略ブ
ロック図である。アナログ入力信号Va8は入力176
に加えられる。パルス幅変調器162は入力160に与
えられる三角波(すなわち、背中合せのこぎり波)Vt
rnでアナログ信号VaBをパルス幅変調する。三角波
Vtrsの振幅はアナログ入力信号VaBの最大振幅よ
り大きくなければならない。また三角波V trsの周
波数は、ナイキストのサンプリング定理を満足するため
、アナログ信号VaBO中の注目される最高次高調波周
波数の少なくとも2倍でなければならない。
パルス幅変調器162の出力、すなわちパルス幅変調信
号Vl)oは、典型的には前述のカスケード接続したイ
ンバータからから成る遅延回路166に接続されている
。低域フィルタ174は遅延回路166から出力される
遅延パルス幅変調信号Vpd、を遅延アナログ信号Va
d、に変換する。この遅延アナログ信号Vadeは回路
の出力170に現われる。この信号はアナログ人力Va
Bをその回路で決まる遅延時間だけ遅らせた信号である
第8A〜80図は第8図のパルス幅変調器162の各種
の構成を示す回路図である。第8A図の構成では、比較
器630を用いて、アナログ入力信号Va[lと三角波
発生器632により発生する三角波Vtraとを比較す
る。パルス幅変調された信号Vfleは比較器630の
出力634に現れる。
第8B図のパルス幅変調器では、アナログ入力信号Va
Bを三角波発生器662から発生する三角波Vtreに
加算することにより信号V addBを得る。
比較器660は信号VaddIIを一定の基準(第8B
図では接地電位を基準としである)と比較しパルス幅変
調信号VpIlを生ずる。
第8C図でも、アナログ入力信号Vanを三角波発生器
682から生ずる三角波Vtrsに加算して信号Vad
dnを得る。信号Vaddaは入力キャパシタンス71
1を介して接続されて、入力信号VinBとなる。この
入力信号Vj、n、、はカスケード接続された奇数個の
インバータ (カスケード接続インバータ694〜69
7で表わす)を通って伝搬し、出力684にパルス幅変
調信号Vp8として表われる。典型的ニハ、第8C図の
変調器についてはインバータの個数としては21ケのイ
ンバータをカスケード接続すれば充分である。
入力抵抗693.出力抵抗692.およびキャパシタン
ス691 は帰還回路として働く。この帰還回路は入力
信号V in8の直流成分を第1のインバータすなわち
インバータ694のスレッショルド電圧に抑えている。
したがって、信号V inBの振動の中心値はインバー
タ694のスレショルド電圧になっている。入力信号V
 insの直流成分がインバータ694のスレショルド
電圧より低ければ、パルス幅変調信号Vl)sのデュー
ティ・サイクルが増大する。従ってキャパシタンス69
1の電荷が増加することにより入力信号V inBの直
流成分が上昇する。同様に、入力信号V ineの直流
成分がインバータ604のスレッショルド電圧より高け
れば、信号Vpeのデユーティ・ナイクルが減少し、こ
れによってキャパシタンス691の電荷が減って入力信
号V innの直流成分が下降する。
第8D図は信号V a B + V t r B HV
 a d d ll+およびVPoのタイーミング・チ
ャート (尺度によらない)を示す。入力信号V in
eの波形は信号Vaddgとほとんど同じである。唯一
の相異は、入力信号V ineでは基準信号Viで表わ
される直流成分がインバータ694のスレッショルド電
圧になっている点である。ここでは信号Vaddoの直
流成分はOボルトである。
第9A図はパルス幅変調回路の他の例を示す。
クロック発生器201は代表的には周波数16MHzで
一連のクロック・パルスVck、を発生する。論理ゲー
ト205はクロック発生器201がら直接到来するクロ
・2クパルスVcl:9と、遅延回路20/Iを通って
伝搬してくる一連のパルスVd、との間で排他的論理和
(XOR)演算を行う。論理ゲート2o5ば他の論理ゲ
ート (たとえば、ANDゲート、またはORゲート、
あるいは各種のフリップフロップ)で二つの入力信号間
の相対的な位相にしたがってデューティ・サイクルが変
化する出力信号を発生するもので置き換えることができ
る。遅延回路204は代表的には上述のようにカスケー
ド接続されたインバータから構成される。アナログ入力
信号Va9ば遅延回路204の入力202に加えられる
。アナログ信号Va、Hの変化により、クロック・パル
スVckgが遅延回路204を通過する時の、伝搬おく
れは、第5C図の回路について説明した様に変化する。
代表的には、アナログ人力信号Vagが3.0ボルトの
とき、遅延回路204は一連のクロックパルスVd、の
位相を90’シフトする (たとえば、クロック周波数
が16MIIzのとき約16ナノ秒のお(れ)。
第9B図に第9A図の回路のタイミング・チャートを示
す。波形217はクロック発生器201により発生され
たクロック・パルスVckqを示す。波形218は90
°だけ位相シフトされたクロック・パルスVckqであ
る遅延回路204の出力204aを示す。
波形219は論理ゲート205の出力203に現れるパ
ルス幅変調信号V pw、を示す。遅延回路204が9
0°の位相シフトを行うと、パルス幅変調信号Vpw9
はデューティ・サイクルが50%で周波数がクロックパ
ルスVck、の周波数の2倍に等しい方形波になる。遅
延回路204による時間遅延が大きくなるとパルス幅変
調信号Vpwgのデューティ・サイクルが大きくなる。
遅延回路204による時間遅延が減るとパルス幅変調信
号Vpw、のデューティ・サイクルが減少する。このよ
うに、アナログ入力信号Va、は、クロック・パルスV
ckqの後縁の位置をクロック・パルスVckqの前縁
に関して変化させることにより、遅延回路204の入力
202に与えられるクロック・パルスVckqKをパル
ス幅変調する。
第9C図にパルス幅変調の他の例を示す。クロック発生
器209は、代表的には16MHzの周波数の一連のク
ロックパルスVckqcを発生する。クロックパルスV
ckqcは遅延回路212.と遅延回路213を通る様
に接続されている。遅延回路212と213は一般に同
一のものであり、前述のとうりカスケード接続されたイ
ンバータから構成される。アナログ入力信号V a q
 cは回路の入力206に加えられる。
アナログ信号Va、cは差動電圧駆動装置に分配される
。たとえば、増幅器210はアナログ入力信号V a 
qcを入力し、このアナログ入力信号Vaqcに直流バ
イアス電圧を加算して第1の出力信号Vp。
を出力する。一方反転増幅器211はアナログ信号V 
a q cを反転し且つ直流バイアス電圧を加算して第
2の出力信号Vp、を出力する。
第1の出力信号Vp、は遅延回路211の制御入力21
2cに接続され、また第2の出力信号Vpzは遅延回路
213の制御入力213cに接続されている。第1およ
び第2の出力信号Vl)l、Vp2はクロック・パルス
Vckqcの遅延回路212と213中での伝搬おくれ
を変化さゼる。遅延回路214は更に遅延回路213の
出力に90″の位相シフト (たとえばクロック周波数
が16MHzのとき約16ナノ秒のおくれ)を生ぜしめ
る。修正信号VC9を遅延回路214の制御人力208
に加えて、ICプロセスにともなう遅延のばらつきの補
償のため遅延回路214を通る伝搬遅延を変化させても
よい。
遅延回路212の出力212aの信号Vx3と遅延回路
214の出力214aの信号VX2は論理ゲート215
を介して出力207に接続されている。論理ゲート21
5は遅延回路212と214の両出力の排他的論理和演
算を行う。論理ゲート215は、二つの入力信号間の位
相によってデューティ・サイクルが変化する出力信号を
与える他の論理ゲート (たとえば/INDゲート、ま
たはORゲート、あるいは各種のフリップフロップJで
置き換えることができる。排他的論理和演算により出力
207上に与えられた結果は、パルス幅変調信号Vpn
qcである。この信号は両縁で対称的に変調されている
。信号Vxgは遅延回路213と214の間に示されて
いる。
第9D図には、回路入力に関するタイミング・チャート
を示しである。波形236はアナログ入力信号Va、c
を示す。波形237は第1の出力信号Vp+を示ず。波
形238は第2の出力信号Vpzを示す。波形236上
にアナログ入力信号V a q cの電圧値V9G+ 
 VQf+ およびv、9を示しである。
第9E図にアナログ入力信号V aqcの電圧値がV9
eあるときのクロック・パルス■ckq+信号Vx、。
V X 21 V X 3 + およびパルス幅変調信
号VpWqcのタイミング・チャートを示す。第9E図
には、アナログ入力信号Va、cの電圧値がV、fであ
るときのクロック・パルスVckq、信号VXII V
X21  VX31およびパルス幅変調信号Vpwgc
のタイミング・チャートを示す。また第9G図にはアナ
ログ入力信号va9cの電圧値がV9.であるときのク
ロック・パルスVckq+信号V X + t V X
zt V Xz−およびパルス幅変調信号Vpwqcの
タイミング・チャートを示す。
第9C図に示す回路は第9A図に示す回路にいくつかの
性能上の改良が加えられている。たとえば、第9C図の
回路では、パルスの前縁と後縁の両者がアナログ入力信
号V a q cの変化の影響を受ける。第9A図の回
路では、遅延回路204の時間遅延が変化しても波形2
19のパルスの後縁が変化するだけである。第9C図の
回路は各パルスの前縁と後縁を共に変化させるので、遅
延回路212と遅延回路213が遅延回路204の半分
の飽和型素子を備えていれば第9A図の回路と同じダイ
ナミックレンジを有することができる。このことは遅延
回路212と213を通って伝搬する結果として信号V
agCに現われる可能性のある変調の非直線性を打消す
のに役立つ。
第10図は周波数変調を採用しているアナログ遅延回路
の簡略ブロック図である。アナログ入力信号Va、、は
電圧制御発振器182の入力180に加えられる。電圧
制御発振器182の出力183は、典型的には前述のと
うりカスケード接続されたインバータから成る遅延回路
184に与えられる。遅延回路184の出力185はF
M検波器186に接続されている。このようにして、遅
延アナログ信号Vda+。
がFM検波器186の出力188に現われる。
第11図は位相変調を採用しているアナログ遅延回路の
簡略ブロック図である。アナログ入力信号Va11 は
位相変調器196の入力192に加えられる。
位相変調器196の第2の入力に接続しているのは定周
波数信号発生器190である9位相変調器196の出力
197は遅延回路198に結合している。遅延回路19
8は代表的には前述のようなカスケード接続されたイン
バータから構成されている。遅延要素198の出力19
9は位相検器200に入力される。
遅延アナログ信号Vdazは位相検波器200の出力1
94に現われる。
第12図は信号V a + zの周波数変数または位相
シフト変調のいずれにも使用できる回路のブロック図を
示す。クロック・パルスVck、□はクロック発生器7
13により遅延回路734の入カフ32に結合している
。典型的には遅延回路734は上述のようなカスケード
接続されたインバータから構成される。
アナログ信号V a Itは遅延回路734の入カフ3
3に結合している。上に述べた様にして、信号V a 
+ zの変化により遅延回路734を通るクロック・パ
ルスVCk+zの伝搬遅延が変化する。したがって、周
波数変調またしj゛位相変調された信号V m I 2
が遅延回路734の出カフ35に現われる。
第13A図は前述の遅延回路を用いて構成されたトラン
スバーサル・フィルタを示ス(トランスバーサル・フィ
ルタとその性質の一般的記述についてはProceed
ings of the 1.R,E、  1940年
7月号掲載のHe1nz E、 Kal1mann+ 
 r )ランスバーサル・フィルタ」を参照されたい)
。アナログ入力信号V a + zは変調器、たとえば
比較器230、の第1の入力213aに加えられる。比
較器230の第2人力231bには搬送波発生器220
が接続されている。比較器240の出力231cは、前
述のようなカスケード接続されたインバータから構成さ
れるのが一般的な遅延回路232に接続されている。
遅延回路232の一連の出力であるタップ221゜22
2、223.224.225.226.227.228
.および229は加算ノード235a、 235b、お
よび235cで組合わされる。タップ221′〜229
の各々には図示のとうり抵抗221a〜229aが設け
られている。抵抗221a〜229aの値はタップ22
1〜229の信号を、適当に重み付けする様に選択され
ており、これにより加算ノード235a、 235b、
および235cでこれらの信号を比例的に混合するとき
所定のトランスバーサルフィルタの特性が得られるよう
にする。低域フィルタ234a、 234b、および2
34cは加算ノード235a 。
235b、および235cで比例混合された信号から変
調搬送波を除去し低域フィルタ出力234を発生する。
第13A図に示すように、トランスバーサル・フィルタ
を構成するにあたってカスケード接続された遅延用の素
子から成る遅延回路を使用すれば最小数の回路素子でい
くつものトランスバーサル・フィルタ特性をつくり出す
ことができる。
第13B図は第13A図のトランスバーサル・フィルタ
とほぼ同じものだが、抵抗221a〜229aが夫々電
流源■1〜I、で置き換えられている。信号1.−1゜
は電流源I、〜I、への制御入力信号として作用する。
たとえば、tlが論理1のときIIは「オン」であり、
t、が論理Oのとき11は「オフ」である。電流源■1
〜■、を使用すれば集積回路上にトランスバーサルフィ
ルタを更に完全に組込むことができる。
第14図は前述の遅延回路を用いて構成した音響映像装
置のブロック図である(音響映像の一般的議論について
はilewlett−Packard Journal
 1983年10月号のH,Edward Karre
r+ Arthur M、 Dtckeys「超音波映
像二概観」を参照されたい)。一連のトランスデユーサ
241.242.243.および244は超音波パルス
245を身体器官240に向けて送出する。身体器官2
40は入射した超音波パルス245を反射し、吸収し、
あるいは散乱する。次にトランスデユーサ241〜24
4は送出された超音波パルス245の反射し且つ散乱し
た残りである入来超音波パルス246を受取る。トラン
スデユーサ241〜244は入来する超音波パルス24
6を電気信号に変換する。この電気信号は受信器と変調
器(第14A図に示す)を介して一連の遅延回路251
.252゜253、および254に与えられる。各遅延
回路251〜254には、夫々遅延制御入力261.2
62.263.および264を備えている。遅延制御入
力261〜264は各遅延回路251〜254における
おくれを変えるのに使用することができる。遅延回路2
51〜254は上述の第5図の回路と同様の回路であっ
て良い。
遅延回路251〜254の遅延時間を夫々変えておくこ
とにより超音波パルス246から得られた電気信号を加
算回路270によって混合し、身体器官240の像27
2を得ることができる。
第14A図は第14図に示す音響映像装置の主要部のブ
ロック図である。図中、トランスデユーサ241〜24
4と遅延回路251〜254の間に結合されている受信
器241a〜244aは二進信号を出力する変調回路を
備えている。受信器241a〜244aは信号をパルス
幅変調してから遅延回路251〜254に与える。身体
器官240上の焦点240aは人体内の深部247であ
る。反射されて入来する超音波パルスの経路246a〜
246dは夫々異なる長さを有する。各遅延回路251
〜254の遅延量の選定にあたっては、焦点240aで
反射された超音波パルスが加算回路270へ到るまでの
時間(超音波の形態時の時間十電気信号になってからの
時間)、かどの経路246a〜246dを走行したか無
関係に、同じになるようにする。図示した様に、加算回
路270は抵抗270a〜270dおよび低域フィルタ
270eから構成することができる。このように、遅延
回路251〜254から出てくるパル幅変調された信号
は、復調のため共通の低域フィルタ270eを通過する
前に、ノード270fで抵抗性回路m(すなわち、抵抗
270a〜270d)で比例的に混合される。
第14B図は遅延回路251の一例を詳細に示している
。遅延時間制御信号261はタップ選択回路網265a
および265bへ入力される。受信器241aからのパ
ルス幅変調43号v2□1を運ぶ入力241bは遅延部
266を介して遅延部267a〜267eに接続されて
いる。
遅延部としては267a〜267eだけを示しであるが
、典型的には第14B図に示す様にして更に多くの遅延
部を接続することができる。この例においては、遅延部
267a〜267eは63ケのインバータを備えており
、信号は各遅延部で62.5nsおくれる。各遅延部2
67a 〜267eの出力はタップ選択回路網265a
と265bの一方に接続され、また入力は他方のクソブ
選択回路網265aと265bに接続されている。遅延
時間制御信号261の指示により、タップ選択回路y1
265aと265bは遅延部267a〜267eから一
つの出力を選択して混合器268に与える。混合器26
8の出力269は第14A図に示すように、加算器27
0に接続される。タップ選択回路網265aと265b
で選択された遅延部の出力により遅延回路251による
おくれの長さが決まる。このようにして遅延回路251
によるおくれは遅延時間制御信号261により、62.
5ナノ秒毎の値を選択できる。この増分をもっと少くし
たい場合には、インバータを少くしおよび/あるいは各
インバータを通る伝搬おくれを短かくず淋ことにより各
遅延部の遅延時間を短くすれば良い。
第15図は前述の遅延回路を用いて構成したFM検波器
の簡略ブロック図である(FM検波器に遅延線路を使用
することについての一般的ia論について旧crowa
ve & RF  1982年11月号掲載のJose
phF、 Lutz、  r同期遅延線検波器が広帯域
の性能を与える」を参照されたい)。たとえば搬送周波
数10.7M117.の振幅制限等を施された制限FM
信号(limited FM signal) Vfm
が、典型的には前述のよ・うなカスケード接続したイン
バータである遅延回路282に与えられる。遅延要素2
82は搬送波の周波数(10,7MIIz)で(2n+
1) X90’の位相シフトを生ずるように通常は選定
される。遅延回路282の出力283と制限FM信号V
fmは排他的論理和(XOR)ゲート284を介して低
域フィルタ286に与えられている。XORゲー1−2
84は他の論理ゲート(たとえば、ANDゲート、また
はORゲート、あるいは各種のフリップフロップ等で、
出力信号のデューティ・サイクルが二つの入力信号間の
相対的位相にしたがって変化するものであれば、良い)
で置き換えることができる。XORゲート284の出力
285におけるディジタル信号Vdsは本質的にパルス
幅変調された信号である。低域フィルタ286はパルス
幅変調信号Vdsから搬送波を除去して復調されたアナ
ログ信号Va、+sを発生ずる。遮断周波数がFM信号
の範囲より低い低域フィルタ287を安定性を高めるた
めに付加することができる。低域フィルタ287は帰還
を行う遅延回路282と電気的に結合して遅延回路28
2が搬送波の周波数で確実に(2n+1)X90’の位
相シフトを行うようにすることができる。
90″あるいはその奇数倍の位相シフト (たとえば9
0°、450”、  810”)を行うためには、遅延
回路282は制限FM信号Vf+wを90″またはその
奇数倍の位相シフトに相当するだけ時間遅延させなけれ
ばならない。第15A図のグラフに示されているとうり
、時間遅延を90°位相シフトの更に高次の倍数に相当
する量に増加するとFM検波器の感度が増大する。この
効果は同調回路から構成されている従来のFM検波器の
場合にQの増大に伴って感度が増大することに似ている
(Qとは共振回路の利得の数字であって抵抗に対するり
アクタンスの比である)。第15A図のグラフは感度対
時間おくれの計算結果を示すもので、搬送波周波数は1
0MHzとしである。ラジアン/10−6ヘルツで表わ
した感度を縦軸に、ナノ秒で表わしたおくれの長さを横
軸に取っである。
第16図は遅延時間がある固定値になるように遅延回路
を校正する回路のブロック図である。遅延回路のこのよ
うな校正は多くの用途、たとえば、第14B図に示す遅
延回路251の設計、にとって重要である。
第16図では、典型的には上述のようなカスケード接続
されたインバータから成る遅延回路512に制御電圧入
力513が設けられている。制御人力513にかかる制
御電圧Vc、、、は遅延回路512による信号遅延時間
を変化させるのに使用される。カウンタ504は遅延回
路512の入力512aに接続されている。カウンタ5
11は遅延回路512の出力512bに接続されている
。カウンタ504と511は遅延線路512による最大
可能遅延時間より大きな周期を有する信号を発生するよ
うに選定される。
カウンタ504と511の出力はタイミング要素507
に与えられている。タイミング要素507は典型的には
比較器あるいはフリップフロップである。タイミング要
素507は両出力を比較しその出力信号をフィルタ51
0を介して遅延回路512の制御人力513に信号VC
+6を与える(つまり、前述の制御電圧Vc、6はこの
様にして与えられる)。
このようにしてカウンタ504からの出力とカウンタ5
11からの出力を整列させる。制御電圧V c lbは
遅延512による伝搬遅延時間を校正するだめの遅延回
路513への帰還信号として作用する。リセット人力5
02はリセット入力505を介してカウンタ504のリ
セット入力505、リセット人力508を介してカウン
タ511のリセット入力508に与えられる。リセット
入力502はまた遅延回路512の入力側にあるAND
ゲートの一方の入力にも与えられている。
第17図に第16図の回路の一構成例を示しである。
本構成は第14B図の遅延部267a〜267eを校正
するのに使用することができる。1マイクロ秒の遅延回
路544は第16図の遅延回路512に対応する。遅延
回路544は一連のタップ線533を介してタップ選択
回路網531に結合されている。選択線530は一連の
タップ線533のどのタップを遅延出力532に接続す
るかを選択する。異なるタップ線路が選択されるとこれ
にしたがってシステム人力547から遅延出力532へ
の伝搬遅延が変化する。
1/64カウンタ560と545はそれぞれ第16図の
カウンタ504と511に対応する。遅延(D)フリッ
プフロップ562はタイミング要素507に対応する。
低域フィルタ563はフィルタ510に対応する。更に
、リセット入力548.561.562.および565
はそれぞれリセット人力502.505.509.  
および508に対応する。ANDゲート549はAND
ゲート503に対応する。
パルス変調された32M1lzの信号Vm+7がシステ
ム人力547に与えられると、ANDゲート549を介
してカウンタ560に与えられるとともに、遅延回路5
44を介してカウンタ545に与えられている。
1/64カウンタ560は0.5MHzの信号VC11
7をDフリップフロップ562のクロック人力CLに与
える。
1/64力うンタ545はNOTゲート564を介して
0.5M)Izの信号Vd+7をDフリップフロップ5
62のD入力に与える。遅延回路544が1マイクロ秒
に校正されているとき、信号Vd17とV c 117
は位相が合っている。Dフリップフロップ562のQ出
力上の信号VQI7のデューティ・サイクルにより、制
御帰還信号V c I 7の大きさが決まる。
信号Vq17は低域フィルタ563を通ることにより制
御帰還信号VC+7となり、遅延回路544の制御人力
546に与えれらる。遅延回路の伝搬おくれが1マイク
ロ秒より長い場合には、信号Vq17のデューティ・サ
イクルが増大する。これにより制御帰還信号VC,?が
増大し、遅延回路544による伝搬おくれが減少する。
逆に、遅延回路544の伝搬おくれがカ月マイクロ秒よ
り短い場合には、信号Vq、7のデューティ・サイクル
が減少する。これにより制御帰還信号V C+ 7が減
少し、遅延回路544による伝搬おくれが増大する。こ
のようにして、遅延回路による伝搬おくれが1マイクロ
秒になる様に校正される。
第18図は遅延回路593の入力590の入力信号Vm
+aが間欠的であるかあるいはこの入力信号VIIl+
、が校正標準を基準としていない場合に、遅延回路59
3の人力590から出力591までの伝搬おくれを校正
するのに使用できる回路を示している。
校正は集積回路に特有なトラッキング性を利用して行わ
れる。校正用遅延回路595は集積回路592上で遅延
回路593の近傍に配置されている。校正用遅延線路5
95にはバッファ598と導線594が接続されている
。これにより、バッファ598の出力598aは校正用
遅延回路595の入力595aに電気的に結合される。
校正用遅延回路595が奇数個のインパークから構成さ
れている場合には、出力598aに現れる信号Vo15
は校正用遅延回路595の伝搬遅延時間で決まる周波数
で発振する。
位相ロック・ループ回路596は信号V o + nと
外部周波数597からの信号Vf+aの周波数を比較し
て制御信号V c + aを発生する。これにより信号
V o + sが信号Vf111と同じ周波数になるま
で校正用遅延回路595の伝搬おくれを変化させる。し
たがって外部周波数源597を用いて信号V f + 
oを特定の周波数に設定することができる。このように
して、校正用、遅延回路595による伝搬おくれを定め
ることができる。更に、制御ll V c 、 Bは遅
延回路593による信号伝搬遅延時間をも変化させる。
集積回路のトラッキング性のため、校正用遅延回路59
5による信号伝搬おくれが決まれば、遅延回路593に
よる信号伝搬おくれも決まる。したがって遅延回路59
3は信号V f + sで校正するごとができることに
なる。
〔発明の効果〕
以上説明した様に、本発明によれば部品点数が少なくか
つ広帯域のFM検波回路が得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図、第2図、第4図および第5八図ないし第5E図
は遅延回路の回路図、第3図は遅延時間を変化させるた
めのスイッチ構成を説明する図、第6図及び第8図はア
ナログ遅延回路を説明する図、第7図は第6図の回路中
の信号波形の一例を示す図、第8A図ないし第8D図、
第9A図ないし第9G図および第10図ないし第12図
はアナログ遅延回路に使用できる各種の変調器の構成お
よび動作を説明する図、第15図は本発明の一実施例の
FM検波回路のブロック図、第15A図は第15図の回
路の動作を説明するための図、第13A図、第13B図
、第14図、第14A図、第14B図および第16図な
いし第18図は遅延回路の他の応用例を説明するための
図である。 vb、 :二進信号、Vdd:印加電圧。 10:出力、12:入力 14、16.18.20.22.24.26.28.3
0:インハーク。 60:出力、62:制御入力。 64、66、68.70:インハーク。 72:人力。 74、76、78.8o”:可変抵抗。 Va、:アナログ入力信号。 Vdd6:遅延アナログ信号。 VC,搬送波。 122:変調器、   124:遅延回路。 126:復調器。 v8:制限FM信号。 282:遅延回路。 286、287二低域フィルり。 288:アナログ信号。 FIG 10 FIG 11 FIG  12

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 直列接続された複数の飽和型回路素子を有し入力にFM
    信号が印加される遅延回路と、 前記FM信号と前記遅延回路の出力の遅延信号とを入力
    し前記FM信号と該遅延信号の位相差に応じてデューテ
    ィ・サイクルの変化する信号を出力する回路 とを設けたFM検波回路。
JP14909985A 1984-07-05 1985-07-05 Fm検波回路 Pending JPS6135016A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0610044U (ja) * 1992-07-17 1994-02-08 横浜ゴム株式会社 輸送用ゴム袋の輸送車用荷台の構造
JPH0610045U (ja) * 1992-07-17 1994-02-08 横浜ゴム株式会社 輸送用ゴム袋の輸送車用荷台の構造

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0390226A1 (en) * 1984-07-31 1990-10-03 Yamaha Corporation Jitter absorption circuit
US4988960A (en) * 1988-12-21 1991-01-29 Yamaha Corporation FM demodulation device and FM modulation device employing a CMOS signal delay device
US5136264A (en) * 1990-12-05 1992-08-04 At&T Bell Laboratories Transmitter including an fsk modulator having a switched capacitor
FR2738421B1 (fr) * 1995-08-30 1997-10-17 Suisse Electronique Microtech Dispositif demodulateur d'un signal module en frequence
US5990733A (en) * 1997-02-19 1999-11-23 Intermec Ip Corp. Delay line ramp demodulator
US6161420A (en) * 1997-11-12 2000-12-19 Fisher Controls International, Inc. High frequency measuring circuit
JP4143703B2 (ja) * 2004-01-30 2008-09-03 テクトロニクス・インターナショナル・セールス・ゲーエムベーハー デジタル演算処理方法
JP2006325217A (ja) * 2005-05-18 2006-11-30 Asahi Kasei Microsystems Kk Btscマルチチャンネルtv音声信号を復号するための回路および方法
US7332983B2 (en) * 2005-10-31 2008-02-19 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Tunable delay line using selectively connected grounding means
KR100802656B1 (ko) * 2006-06-22 2008-02-14 주식회사 애트랩 접촉 감지 센서 및 이의 동작 방법

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5087562A (ja) * 1973-12-07 1975-07-14

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3760280A (en) * 1972-06-07 1973-09-18 Taft Broadcasting Corp Method and apparatus for delaying an electrical signal
US3973138A (en) * 1975-05-05 1976-08-03 General Electric Company Bucket brigade transversal filter
CA1073096A (en) * 1975-10-01 1980-03-04 Walter Arnstein Time base error corrector
JPS5517532U (ja) * 1978-07-20 1980-02-04
FR2485294A1 (fr) * 1980-06-23 1981-12-24 Trt Telecom Radio Electr Demodulateur de frequence utilisant un circuit a retard variable avec la frequence recue
US4451792A (en) * 1981-10-23 1984-05-29 Motorola, Inc. Auto-tuned frequency discriminator
JPS58191522A (ja) * 1982-05-04 1983-11-08 Toshiba Corp 半導体集積回路の周波数逓倍回路
US4476401A (en) * 1983-01-31 1984-10-09 Motorola, Inc. Write strobe generator for clock synchronized memory

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5087562A (ja) * 1973-12-07 1975-07-14

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0610044U (ja) * 1992-07-17 1994-02-08 横浜ゴム株式会社 輸送用ゴム袋の輸送車用荷台の構造
JPH0610045U (ja) * 1992-07-17 1994-02-08 横浜ゴム株式会社 輸送用ゴム袋の輸送車用荷台の構造

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US4603301A (en) 1986-07-29
JPH0658614U (ja) 1994-08-12

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