JPS6331306A - 複数の正弦波を同期的に発生させる装置 - Google Patents

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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、互に固定された関係にある周波数を持つ複
数の同期した正弦波信号を同時に発生させるための装置
に関するものである。この様な同期した複数の信号は、
たとえば、受信機で角変調信号を復調するのに利用され
る。

〔発明の背景〕

搬送波を変調した信号を、たとえば振幅圧縮を生ずるよ
うな増幅器を持ったチャンネルの如く相当程度の非直線
性を有するチャンネルを介して伝送する場合には、搬送
波の振幅を一定に保つ変調方法を選択することが必要で
あることが多い。角変調は振幅一定の変調形式であって
、周波数変調（ＦＭ）と位相変調（ＰＭ）の双方を指し
ている。位相変調技法には、位相偏位キーイング（ＰＳ
Ｋ　）、直角位相偏位キーイング（ＱＰＳＫ）あるいは
オフセットＱＰＳＫ　（ＯＱＰＳＫ）がある。

角変調波法の一つに周波数偏位キーイング（Ｆ８Ｋ）が
あシ、これは２レベルのデジタル信号で搬送波分周波数
変調して得られる。２レベル・デジタル情報信号は、デ
ジタル情報の状態によって２つの状態（論理「高」と論
理「低」）のうちの１方をとる信号である。慣例によっ
て、論理「高−レベルＩ’）ＪＩＧＨ）Ｊをマーク（Ｎ
ｆＡＲＫ）、論理（、「低レベル（ＬＯＷ）Ｊをスペー
ス（５ＰＡＣ’Ｅ　）と呼ぶ。周波数偏位キーイングで
は、マークか第１の周波数で表わされスペースか第２の
周波数で表わされる。

最小偏位キーイングすなわちＭＳＫは、ＦＳＫの変形で
あって、マークとスペースを表わす変調された画周波数
間の偏位がビット伝送速度Ｃビット・レート）の２分の
１である。たとえば、ビット伝送速度が１２００ビット
／秒（ｂ／ｓ）であれば両搬送波間の偏位は６００Ｈｚ
であり、これは公称搬送波周波数の±３００Ｈｚに相当
する。ＭＳＫ変調は、データ転送速度（データ・レート
〕対チャンネル帯域唱の比（ピット７秒／Ｈｚ）が効率
的であるから有利である。ＭＳＮ変調信号の搬送波は、
そ°の公称搬送波周波数の実際の搬送波を含んでおらず
、すなわち抑圧されておシ、従って復調用信号を発生さ
せるために受信機でこの搬送波を直接利用することはで
きな−。

ＭＳＫ信号は、周波数Ｆ１のマーク信号と周波数Ｆ２の
スペース信号とから構成されて論るので、その周波数ス
ペクトルは周波数Ｆ１とＦ２に強い成分を含んでいるよ
うに見えるかも知れない。同一形式の記号（マークかス
ペース）の連続に対する搬送波信号は、周波数がＦｌか
Ｆ２の連続信号であシ、事実、強い成分を生成するよう
に同相で相加されることに々る。しかし、このデータ列
か不規則に並ぶ記号で変調されて層ると、何れかの記号
に対する搬送波の出発位相は前位の記号に対する搬送波
の終了位相で決められる。ＭＳＫ搬送搬送波周波数上１
２は、各ビット期間中に偶数個の搬送波サイクルに４分
の１搬送波サイクルを加えた（Ｆｌ）および偶数個の搬
送波サイクルから４分の１搬送波サイクルを減じた（Ｆ
２）数のサイクルが生ずるように選ばれるから、これら
２種の搬送波゛の位相は急速に同相の搬送波バーストお
よび直角位相搬送波バーストの状態に落着き、ＦｌとＦ
２の周波数が有効に抑圧される。この搬送波抑圧作用は
またＢＰＳＫ　。

ＱＰＳＫまたは０ＱＰＳＫおよびその他の位相偏位キー
ド変調の特性である。

抑圧搬送波信号に対する多くの復調器は、受入れた信号
を周波数逓倍回路に印加してデータで変調された信号を
周波数逓倍された搬送波周波数に変換して、搬送波の再
生を可能としそれによシ信号の低雑音コヒーレント復調
ができるようにしている。２相変調された信号およびＭ
ＳＫ信号の搬送波を再生するには周波数２逓倍が用いら
れ、直角位相変調された信号の場合には信号の周波数４
逓倍を用いて搬送波を抽出している。

この様な受信機にあっては、この周波数２逓倍または４
逓倍された搬送波は、この周波数逓倍された搬送波と同
じ公称周波数を持ちかつ受信機内で発生された発振波と
実質的に一定の位相関係に維持される。この信号の実際
の復調は、実際の搬送波周波数をもつ復調用信号によっ
て行なわれる。

その結果、実際の復調用信号は、受信信号の周波数逓倍
された搬送波にロックされた局部発振器信号の周波数の
約数周波数の信号である。従って、受信機は局部的に発
生させられた高い周波数の信号の約数周波数にロックさ
れた復調用信号発生器を持っている。

周波数を異にする２つの発掘器を互にロックすることは
、通常、高い方の周波数の発振器に結合されていてその
周波数を低い方の周波数にカウント・ダウンして、位相
ロックループ（ＰＬＬ　）を使って１徳ｈ・匙波数の発
振器に位相ロックするカウンタによって行なわれる。Ｐ
ＬＬが通常有する狭い帯域幅は、発振器がバーストと関
係のある復調用信号を発生させるために位相調整すると
きに必要とする様な、発振器位相の急速な変化を妨げる
。そこで、周波数の全く異なる複数の信号を同期的に発
生することができしかも両信号についてその位相を急速
に変化させ得るような構成を提供することが望まれてい
る。

〔発明の概要〕

この発明による、相異なる周波数を持つ１対の同期的な
正弦波信号を発生する装置は、繰返しデジタル・ランプ
信号または鋸歯状信号からそれぞれのアドレス列を発生
する鋸歯状波発生器を具えている。このアドレス列を受
入れるように第１のメモリ手段が結合されている。第１
メモリ手段は、上記のアドレス列に応答して、第１の正
弦波信号をその各完全な１サイクルか上記ランプ信号の
各々ノ持ｆａ　期間の第１の部分に等しい時間中に生ず
るような具合に発生させるように、予めプログラムされ
ている。また上記のアドレス列を受入れるように第２の
メモリ手段も結合されていて、このメモリ手段は、アド
レス列に応動して、２つの正弦波信号のうちの第２の信
号をその各完全な１サイクルが各ランプ信号の持続期間
の第２の部分中に生ずるような具合に発生させるように
予めプログラムされている。このランプ信号の第２の部
分の期間は第１の部分の期間よシも短Ｚ＞、いヶこの様
な構成によって、第１と第２の信号は階段状鋸歯状製信
号に同期し、従って相互に同期する。

〔詳細な説明と実施例〕

第１図には、搬送波を周波数変調する任意に選んだ情報
信号の周波数対時間の関係が示されている。この変調は
一般的な周波数変調またはＭＳＫ変調を表わしている。

周知のように、ＭＳＫ変調された搬送波の偏移はビット
伝送速度の２分の１に等しく、従って第１図に示す信号
のピット伝送速度を１２００ピット／秒（ｂ／Ｓ）とす
れば、全周波数偏移は１２００÷２＝６ｏｏＨｚで、す
なわちプラス（＋）またはマイナス（−）３００Ｈ２で
ある。従って各マークは公称搬送波周波数（第１図に周
波数０として示す）より　３００Ｈ２高い周波数で表わ
され、また各スペースは上記搬送波周波数より３００Ｈ
ｚ低い周波数で表わされる。実際の搬送波周波数では休
止Ｃドウエル）時間が無いからこの搬送波は第２図のよ
うに抑制される。第２図は、第１図に示したＭＳＫ変調
信号の単側ベースバンドエネルギ分布を表わす振幅スペ
クトルである。この変調された信号は高周波（ＲＦ）ま
たは中間周波１’ＩＦ）の搬送波からベースバンドに変
換されたもので、そのため正の周波数スペクトルの上に
負の周波数スペクトルを折畳んで重ねである。第２図か
ら判るように、抑圧された搬送波とその位置は明示され
ていない。

ｉＢａ図は、第２図に示されたベースバンド・スペクト
ルを周波数２逓倍して得られるエネルギ分布の振幅−周
波数スペクトルのプロットである。第３ｂは上記と等価
のＩＦ周波数スペクトルを対数目盛で示した図である。

上記の図から判る通り、このスペクトル中には６００Ｈ
ｚの位置にエネルギ・スパイクがあシ、この周波数はマ
ークまたはスペースを作る搬送波の偏移量の２倍である
。スノくイク３１０の振幅は非常に大きく、それを明瞭
に見得るようにするには非常に少ない受信エネルギしか
必要としない。

第４図ａには適当に選んだデジタル情報すなわちデータ
信号４１０が示されているが、それは１２００ピット／
秒のデータ伝送速度を有しこれはビット持続時間８３３
％マイクロ秒Ｃμｓ）に相当する。第４図ａＫ示された
ように、データ信号４１０のマーク（論理高）部分には
公称搬送波周波数よシラ００Ｈｚ高い変調された搬送波
周波数が割当てられ、スペース部分には公称搬送波周波
数よ５３００Ｈｚ低い周波数の変調された搬送波が指定
されている。上記のように、データ信号４１０はマーク
部またはスペース部でのみ休止（ドウエル）し、搬送波
周波数に相当するデータレベルでは休止時間が無い。

従って、変調されていない（非変調）搬送波４１６（第
４図ｄ）に対する周波数変調されたデータ信号すなわち
搬送波４１４（第４図Ｃ）の位相は、第４図すに位相特
性４１２として示されるようにマーク期間中は正の勾配
をスペース期間中は負の勾配を持ったランプ波形である
。ＭＳＮ変調の場合付相持性４１２の勾配は１ビット期
間当り９０’である。たとえば、変調されたＭＳＫ搬送
波がマークを表わすｔニー型２の期間には、非変調搬送
波に対するこの変調された搬送波の位相は０から＋９０
’へ増大する。

第４図Ｃとｄに示されたように、このことは、変調され
た搬送波４１４は各ピット期間中に偶数サイクルに４分
の１サイクルを加えたソけのサイクル数が発生するよう
な周波数を持ち、一方弁変調搬送波４１６は上記と同じ
ビット期間中に単に整数すイクルを生ずるような周波数
を持っていることを意味している。図示のように、この
整数サイクルの整数は３０であシ、これにより非変調搬
送波周波数は、下式の通シになる。

ｆｏ＝＝３０サイクル÷８３３．３３（１０）秒＝３６
ＫＨｚ変調された搬送波４１４の位相は、期間ｔ４−ｔ
３中更にｃ＋Ｏ’増加し続け、更に３０Ｖ４サイクルの
期間が加わる。その結果、１３時には変調された搬送波
と非変調波とは互に位相外れの関係になる。期間ｔ３−
ｔ４中は情報信号４１０はスペースとなる。スペース期
間中には、位相特性４１２の勾配は１ビット期間当シー
９０°Ｃある。従って、期間１３−１４中に位相は時点
ｔ２時における位相と同一位相にもどる。第４図ｅは、
ＭＳＫ変調された搬送波４１４と非変調搬送波４１６の
乗積を線４１８で、また第４図ｆはＭＳＫ変調された搬
送波４１４と搬送波４１６に直角位相関係にある非変調
搬送波Ｃ図示せず）との乗積を線４２０で示している。

搬送波を角変調したデータ信号を復調するための復調器
では、コヒーレント復調または同期検波によって雑音を
最低にすることができる。これには搬送渡分再発生Ｃ以
下、再生という）させること、即ちこの場合、抑圧され
た搬送波と同一周波数でしかも実質的に同一位相の復調
用信号を局部発生させる手段が必要となる。その様な再
生搬送波が得られ＼ば、この復調用信号の互に直角位相
関係にある成分を、復調されるべき信号と共に復調用乗
算器に印加する。搬送波が抑圧されている場合には、そ
の時鳥すべきことは搬送波周波数復調用信号と周波数逓
倍された復調用信号を位相コヒーレントに発生させるこ
とになる。

第５図はこの発明による受信機の簡略ブロック図である
。第５図において、データ信号ＰＳＫ、　ＱＰＳＫ、　
ＭＳＫ−ｊたはその他搬送波を角変調した信号であるよ
うな入力信号か、入力端子５１０から遅延ブロック５２
０および搬送波測定ブロック５２２へ供給される。この
搬送波測定ブロック５２２は導体５１７上に復調用信号
を発生する搬送波再生器５４０を制御する。この信号は
、遅延素子５２０からの遅延されたデータ信号と共にデ
ータ復調器５７０に供給される。復調された信号は復調
器５７０から取出されてデータバッファ５８６に供給さ
れ、そこで局部発生読出しクロックによフ続出されて導
体５８７上に所望の出力データを生成する。搬送波測定
回路および復調器の双方のタイミングはクロック・タイ
ミング発生器５１６によって制御される。第６図には第
５図の構成のより詳しいブロック図が示されている。第
６図では、第５図中の諸ブロックに対応する主な素子に
は５００番台ではなく６００番台に同じ参照番号を付け
て示しである。第６図において、角変調された信号は入
力端子６１０を介して、１フレーム遅延素子６２０と搬
送波位相測定装置６２２の周波数逓倍器６２４とに供給
される。ＰＳＫ信号の場合、この周波数逓倍器６２４は
周波数を２逓倍し、またＱＰＳＫと０ＱＰＳＫの場合に
は４逓倍する。周波数逓倍器６２４から得られる周波数
の逓倍された信号は１対の乗算器６２６と６２８に印加
される。この各乗算器は予想される周波数逓倍された搬
送波の公称周波数をもち互に直角位相関係にある１対の
復調用乗算器、とＱ２のうちの一方を受入れる。たとえ
ば、３６ＫＨｚの搬送波周波数の信号を受入れる場合に
は、工、ｈとＱ２は公称周波数７２ＫＨｚを持っている
。この工、とＱ２２号の発生については後述する。

周波数２逓倍された受信４号は乗算器６２６と６２８に
よって復調される。乗算器６２６と６２８から得られる
復調された信号は、積分、サンプルおよびダンプ（ＩＳ
＆Ｄ）フィルタ６３０と６３２にそれぞれ印加される。

フィルタ６３０と６３２は、それぞれ受入れた復調され
た信号を下記のようにして１フレ一ム期間にわたって積
分する。各フレーム期間の終了点で、濾波された両信号
はＩＳ＆Ｄフィルタ６３０６３２から、それぞれアナロ
グ−デジタル変換器（ＡＤＣ）　６３４と６３６に供給
され、このフィルタからの転送とＡ／Ｄ変換のうち、上
記ＩＳ＆Ｄフィルタは次のフレーム期間の積分作用の準
備のためダンプ（吐出し）すなわちリセットされる。

第７図のａ　−ｃはフィルタ６３０．６３２　、ＡＤＣ
６３４および６３６のタイミングを示している。第７図
に示すように、１フレ一ム期間は時点り。からその後の
時点ｔ。までの任意選択可能の時間である。１フレーム
という期間は、復調用信号に対する受信搬送波の予想さ
れる移相量を考慮して選んだ長さである。フレーム期間
は、この期間内に生ずる搬送波の移相量が比較的小さい
というだけで選んだものである。この目的における小さ
な移相量とは、１フレ一ム期間を通じての搬送波の移相
によって■および９乗算器６２６と６２８の出力信号に
生ずる振幅変化が比較的小さいようなもの＼ことである
。

第７図の波形ワ１０−７１８で表わされたタイミング信
号は多導体バス６１９を介して下記用途のために分配さ
れる。第７図に示されたよりに、ＩＳ＆Ｄフィルタ６３
０と６３２は時点ｔ。に始まシそれよシ後の時点ｔ工で
終る信号７１０によって、積分作用を行なうように繰返
し可動状態にされる。第７図すに示すように、時点ｔ工
では信号７１２によシフイルタロ３０と６３２中に保持
されていた積分信号がＡＤＣ６３４と６３６にそれぞれ
印加するためにサンプルされるようにされ、またサンプ
ルされた信号かデジタル形式に変換されるようになる。

繰返し生ずる時点ｔ２ごとに、７１２によって開始され
るサンプリングおよびＡＤＣ変換ステップの少なくとも
サンプリング部分は完了しておシ、信号７１４の前縁に
よってＩＳ＆Ｄフィルタ６３０と６３２の残留電荷のダ
ンピングが開始されて、後続する次のフレーム期間の積
分品分に対する準備のためにこれらフィルタがリセット
される。次に説明するように、実際の積分作用は、２倍
周波数の復調用信号■２とＱ２の両位相か周波数逓倍器
６２４からの２倍周波数の位相と整合するように再調整
される、若干遅い時点ｔ。まで開始されない。

各フレーム期間の終シに近込時点ｔ２の後にＡＤＣ６３
４と６３６によって生成される信号の呈する振幅は、周
波数逓倍器６２４から得られる周波数逓倍された搬送波
と相互に直角位相関係にある２倍周波数の復調用信号工
２、Ｑ２との間の位相関係によって決まる。前述のよう
に、フレーム期間の長さは、この２＠周波数搬送波と２
倍周波数復調用信号工２、Ｑ２との間の位相関係に大き
な変化が生じない程度に短く選ばれている。その結果、
ＡＤＣ６３４の出力として現われる信号は、工。が２倍
周波数搬送波と実質的に同相であるときに最大となり、
また６３６の出力は実質的にＯになる。一方、２倍周波
数復調用信号Ｑ２か２倍周波数搬送波と同相であれば、
ＡＤＣ６３６からの出力信号は最大値となシＡＤＣ６３
４の出力はΩ振幅となる。上記の両極端状態間における
位相関係はＡＤＣ６３４と６３６双方の有限の信号振幅
によって表わされる。この位相関係φはその両振ｆ＠の
比のアークタンジェントを含む次式で与えられる。

φ＝ａｒｃｔａｎ　Ｑ／Ｉ 位相誤差信号は、前述のように信号７１６（第７図ｄ）
によるクロッキングとＡＤＣ６３４，６３６カＣ；）の
デジタル信号によるアドレス作用とに応じて、各積分サ
イクルの終りに近いｔ３−ｔ５期間中にＲＯＭ６３８に
よって生成される。この位相誤差信号は、２倍周波数搬
送波と、工２、Ｑ２で表わされる２倍周波数復調用信号
との間の位相差を表わしている。

この位相誤差信号は、可能性のある全ての入力またはア
ドレス値について事前計算（ブリコンピュート）され、
その結果はＲＯＭ　６３８の適当なメモリ位置に収容さ
れる。この位相誤差信号は、ラッテ６５０に供給され、
そこで時点ｔ５よシ後の時点に第７図ｅに示された信号
７１８によシラツチされる。

次に説明するように、２倍周波数復調用信号とデータ復
調用信号とは、各フレーム期間の最後の部分に相当する
ｔ５−ｔｏ期間中上記のラッチされた位相誤差信号によ
って所望のすなわち所定の位相に向って偏位させられる
。その後、次のフレーム期間中に修正された位相で復調
が行なわれ、また前述した搬送波位相決定過程が再開さ
れる。Ｒ，０Ｍ６３ｇからの位相誤差信号は、搬送波再
生器６４０を制御して、搬送波周波数の復調用信号工、
とＱ工の位相を所望位相に、また２倍周波数復調用信号
工２とＱ２の位相を、各フレーム積分期間に続＜ｔ５−
ｔ０期間中に、対応する所望位相に、セットする。工２
は２倍周波数搬送波と同相にセットされ、従ってＱ２は
上記と直角位相関係にセットされる。後続するｔ。とｔ
工の期間中この位相関係力；維持される。後述するよう
に、■、はデータ搬送波信号と同相になるように、また
Ｑ工はそれと直角位相関係をとるように制御される。

データ信号で変調されたデータ搬送波は、１フレーム遅
延素子６２０から、６７０で一括表示されたデータ復調
器の乗算器６７１と６７２に、復調用信号工、およびＱ
工と共にそれぞれ供給される。復調用信号Ｉ工とＱ工は
、各フレーム期間の最後の部分ｔ５−１゜期間中に位相
調整されて、そのとき受信されている信号のフレーム期
間よシ前のフレーム期間中に入力端子６１０に受入れら
れた信号のデータ搬送波と同相になるようにされる。従
って、１フレーム遅延素子６２０から乗算器６７１と６
７２に現に印加されている変調されたデータ信号は、そ
の時の位相をもつ搬送波によって復調されるが、極く小
さな誤差を生ずるに過ぎない。その様な小さな誤差の一
例として、搬送波位相測定回路６２２によって決定され
た正しい復調用信号位相は各フレーム、期間の部分ｔ。

−ｔ１間を通じて得られる平均値であって、完全な期間
ｔ。−１０を通じての平均値と厳密に対応（一致）しな
い可能性もある。復調されたデータ信号は、乗算器６ワ
１と６７２からＩＳ＆Ｄフィルタ６７４と６７６にそれ
ぞれ供給され、これらフィルタはフィルタ６３０と６３
２について説明したのと同じ様に成る積分期間に亘って
上記信号を積分する。しかし、即時処理の場合にはステ
ップｄとｅは必要としない。また、フレーム期間は一般
にビット期間よシも長い。積分された信号ばＡＤＣ回路
６８０と６８２に印加されてデジタル形式に変換され、
得られたデジタル信号はデータ判定回路６８４に印加さ
れる。

判定済のデータはこのデータ判定回路６８４からデータ
・バッファ６８６に供給されてそこに一時的に蓄積され
局部読出しクロック信号に再同期化されて導体６８ワを
介して利用回路Ｃ図示せず）に供給される。

第８図は搬送波発生器６４０の簡単化したブロック図で
ある。第８図において、この搬送波発生器６４０中の各
素子に対応する諸素子には６００番台ではなく８００番
台の同じ参照番号をつけである。この図で、全体的に８
４０で示す位相変調された搬送波発生器は、デジタル鋸
歯状波信号発生器８４１を有し、この発生器８４１は後
述するように位相変調されるべき搬送波信号の周波数を
設定するデジタル周波数々値源８４２を持っている。こ
のデジタル周波数々値は復調用信号の公称周波数を決定
するために予め選定されるもので動作中は通常変化しな
い。この周波数々値はクロック制御される加算器８４４
に供給され、そこで導体セット８４５からこの加算器の
第２人力に供給されるデジタル値に加算される。導体セ
ット８４５は、斜線臼が示唆しているように１本よりも
多い慰の導体を含んでいて多数の同時ピットを伝達する
。簡単化のために、以下では上記の様な導体セットを単
に導体と呼び、またその１本の導体が各々接続された端
子は何本の導体が接続されていても端子と呼ぶことにす
る。

加算器８４４は各クロック・サイクルごとにデジタル周
波数々値と導体８４５を介して第２人力に印加されるデ
ジタル信号とを相互に加算して和信号を生成し、これを
位相レジスタまたはランチ８４６に印加し、ラッチ８４
６はこの和信号をラッチすると共にこのラッチされた和
信号を導体８４５を通して加算器８４４の入力に戻す。

この構成において、レジスタ８４６の出力には、各クロ
ック・サイクルごとに周波数々値によって値が増分変化
するデジタル・ワードが発生する。

従って導体す上のデジタル数は第９図の量子化されたラ
ンプ信号９１６を表わすまたはこの信号と等価なデジタ
ル数である。次に説明するように、その様な多数は、デ
ジタル・ランプ９１６が発生シテいる間に生ずるシーケ
ンス中の一つのアドレスと見なされる。複数ランプが繰
返す場合のように１つ９１６以上のランプかある場合に
この信号９１６は鋸歯状と呼ばれる。このデジタル表示
は勿論この分野で周知のように複数個の１とＯの組合せ
によって行なうものである。導体す上の一様に増大する
デジタル数は、最終的に、レジスタ８４６　ｉ　オーバ
フローさせ再びは’ｙｏ値から動作させ、それによって
導体す上のデジタル数を繰返し０値またはＯに近い値に
低下させまた各クロック・サイクル中デジタル周波数々
値の大きさによって増分増加させる。レジスタ８４６の
段数、クロックの繰返し周波数、およびデジタル周波数
々値の大きさは、導体す上の各アドレスＣまたはデジタ
ル数）が、発生されるべき繰返し周波数または復調用信
号で繰返えす繰返しランプまたは鋸歯状表示信号を発生
するように、選定される。従って、この鋸歯状表示信号
１０１２のランプ９１６の１サイクルは正弦波状の復調
用官号の１サイクルと同じ期間に生ずる。

クロック信号発生器８８０は、導体ａ上に、第１０図ａ
中に１０１０で示すクロック信号を生成する。この信号
は、デジタル鋸歯状信号１０１２の個々のランプ９１６
の繰返し周波数で定められた周波数に比べて高い成る周
波数を持っている。このクロック信号は、加算器８４４
、レジスタ８４６および搬送波再生器８４０内のその他
の時間制御される素子に供給される。

導体す上のデジタル鋸歯状表示信号はクロック制御され
る加算器または和回路８４８の第１入力端子に印加され
る。この加算器８４８の第２入力端子にはラッチ８５０
から導体Ｃを介してデジタル位相情報または位相変調用
信号か供給される。この加算器８４８は、各クロック・
サイクル中に、導体すから供給されるデジタル鋸歯状信
号と導体Ｃからのデジタル位相変調信号のその時の値を
互に加算して、導体ａ上に移相された鋸歯状信号を生成
する。デジタル鋸歯状信号とデジタル位相変調信号との
和がデジタル鋸歯状信号単独のピーク値を超えると加算
器８４８はオーバフローする。これは、第１０図Ｃと第
１０図ｄを参照すれば良く理解できよう。第１０図Ｃに
おいて、２レベル波形１０１４は復調用信号の位相をス
テップ修正すなわち変調するための信号を簡略化して示
している。たとえば１０１４よる所要の変調は、単にｔ
。前のｙＸ１位相、ｔｏ−ｔ６間の第２位相およびｔ６
後に元の位相状態に戻ることである。時点ｔ。は、たと
えば１フレームの開始点を表わし、時点ｔ。は同フレー
ムの終了点を表わすものとしてもよい。時点ｔ。より前
の期間における波形１０１６は、入力信号１０１２と同
相の加算器８４８の鋸歯状出力を表わし、これは移相か
起らなかったこと、すなわち導体Ｃから加算器８４８　
Ｋ印加されるデジタル位相変調信号の大きさがＯである
ことを表わしている。時点ｔ。で加算器８４８には導体
Ｃから成るデジタル値が供給されて鋸歯状波の値と加算
される。導体Ｃ上のデジタル位相変調信号１０１４の値
は第１０図ｃＫ示されるように一定であるから、これを
鋸歯状信号に加えることは単々る大きさのオフセットで
、丁度時点ｔ。のところに描かれているようなオフセッ
トである。図示のように、加算器のデジタル位相変調信
号は成る負の値を有しそれは時点ｔ。では鋸歯状信号の
値をＯ近くに低下させる。従って、図示のデジタル位相
変調信号は鋸歯状波のピーク値のはソ４分の１の値を持
っている。デジタル位相変調信号のこの特定値では、波
形１０１６を期間ｔ。−１６のデジタル鋸歯状波１０１
２を表わす破線と比較すれば判るように、デジタル鋸歯
状波１０１２に対する鋸歯状波１０１６の成る位相遅れ
が生ずる。時点ｔ６よシ後では、このデジタル位相変調
信号の値は０に戻り、負の大きさは最早鋸歯状波形１０
１２に影響を与えず、大きさがステップ状に増加しても
う一度デジタル鋸歯状波形１０１２と一致する。こうし
て、加算器８４８は鋸歯状信号に変調用信号の大きさに
よって決まる成る移相を与えることか判る。

第８図の構成において、加算器８４８の出力とし生じた
位相変調された信号は導体ｄを通じて正弦波ＲＯＭ　８
５２に印加される。ＲＯＭ　８５２はアドレス可能なメ
モリで、導体ａ上のデジタル信号によってアドレスされ
、また正弦波を表わす値で予めプログラムされている。

これは第９図を参照すれば容易に理解できよう。第９図
において、波形９１２は種々のクロック嘲パルスに対し
鋸歯状信号の１つのランプの値をアナログ形式で表わし
ている。デジタル信号のアナログ信号への実際の変換は
テシタルーアナログ変換器８６２で行なわれる。この鋸
歯状波によって表わされるアナログ値が波形９１２の左
側に示されておシ、また右側には対応する量子化された
波形９１６の対応する４ビツト・デジタル値が示されて
いる。デジタル信号９１６で表わされたこの４ピント値
はＲＯＭ　８５２に対するアドレスとして供給されるも
のとして示されておシ、それに対応する予めプログラム
された値は波形９００で示されている。たとえば、アド
レスｏｏｏｏおよび１０００に対応するＲＯＭ８５２中
のメモリ位置は、それぞれデジタル値００００で予めプ
ログラムされており、レベル９０２と９０８に相当する
。これらは等価な正弦波のＯ交差点である。波形９００
は正弦波の１つのサイクルを表わしているので０交差点
は２個所しかない。従って、鋸歯状波９１６が００００
から１１１１まで繰返し振れるにつれて、ＲＯＭ　ａｓ
２はそれぞれ単一正弦波の○交差点を表わすレベル９０
２と９０８に相当する数を含むデジタル数を出力する。

鋸歯状波９１６の最初の部分すなわち下半部の期間に、
ＲＯＭ　８５２はそのアドレス入力にアドレス００００
から０１１１を加えることによシ走査されて、最初の０
交差点９０２を含む正弦波９００の負の半サイクルを表
わす出力を生成する。鋸歯状波９１６の第２の部分すな
わち上半部の期間には、１０００から１１１１に至る値
によって、第２のＯ交差点９０８を含む正弦波の正の半
サイクルの値を表わすメモリ出力を出力する。この量子
化レベルの数は、当然、正弦波を所要の正確さで表わし
得るように選択される。こうして、鋸歯状波９１６の０
０００から１１１１に至る繰返し振動によって、デジタ
ル化された正弦波９００の正負両方向の繰返し振動が生
成される。

再び第８図に戻って、正弦波ＲＯＭ　８５２に印加され
る繰返し鋸歯状信号１０１２は、導体ｅ上に、ｉ　１０
図ｅに示す正弦波１０１８を表わすデジタル信号を生成
する。位相変調の結果として時点ｔ。に生ずる鋸歯状波
１０１６の値の０への戻シによって、正弦波ＲＯＭ　８
５２に印加されるデジタル拳アドレスはその初期値へ低
下し、それによって正弦波ＲＯＭ　１３５２は時点ｔ。

後の最初のクロック・サイクルに値０を表わすデジタル
信号を生成することになる。時点ｔ。

におけるこのＯ値は正弦波１０１８の最初のＯ交差点を
表わしている。時点ｔ。に続いて、波形１０１６は移相
され、時点ｔ６まで正弦波ＲＯＭ　８５！によって完全
な移相正弦波が生成される。この時点ｔ６には、波形１
０１６の大きさに鋸歯状波の半分の値までの急激な正方
向変化があり、それによって正弦波几０Ｍ８５２は再び
０値は近である正弦波の対応部分を生成する。すなわち
、時点ｔ。に先行する正弦波１０１８のその部分は時点
ｔ６に続く正弦波の部分と同相すなわちコヒーレントに
なる。ＲＯＭ　８５２をアドレスする鋸歯状アドレス波
形１０１６のこの移相は、ＲＯＭ　８５２からの正弦波
を表わすデジタル出力信号１０１８に対応する移相を生
じさせる。デジタル信号１０１８はＲＯＭ　８５２から
デジタル−アナログ変換器（ＤＡＣ）８６２に印加され
て、このデジタル信号に対応する量子化されたアナログ
正弦波を生成する。量子化雑音は、フィルタ８８４によ
シ除去されて出力導体ｆ上・に、鋸歯状信号１０１２の
繰返し周波数に追随する繰返し周波数を有し、位相変調
用信号によって位相変調が与えられた正弦波搬送波が生
成される。

以上説明したところでは、第８図の装置は１９８４年１
２月２８日のノツセンＣＢ　、　Ｊ　、　Ｎｏ５ｓｅｎ
）氏による米国特許出願第６８７５４６号に記載された
ような位相変調器である。

再び第６図に戻って検討すると、搬送波再生器６４０は
正弦波ＲＯＭ　６５２の他に余弦波ＲＯＭ　６５４も含
んでいることか判る。余弦波ＲＯＭ　６５４は、第９図
の９１６の如きデジタル鋸歯状信号を受けるもので、か
つ、正弦波ＲＯＭ５５２の場合のように、各繰返し鋸歯
状波サイクルについて正弦波の１サイクルを完結するよ
うに予めプログラムされている。しかし、余弦波ＲＯＭ
６５４は、アドレス００００と１０００に応じて最大信
号を生成するようにプログラムされ、その結果生ずる正
弦波は第９図の９００のよう々正弦波に対して９０１相
されて込る。従って、搬送波再生器６４０は、鋸歯状波
発生器６４１が生成する鋸歯状信号の繰返し周波数に等
しい繰返し周波数をもつ相互に直交関係にある信号■、
とＱ工を、ＲＯＭ　６５２と６５４から、それぞれ出力
する。搬送波再生器６４０は、また、２倍周波数（２Ｘ
）正弦波および余弦波ＲＯＭ６５６と６５８と、それら
に対応するデジタル−アナログ変換器とフィルタ６５６
．６５８を持っている。ＲＯＭ　６５６と６５８の動作
は第１１図に関連図示されている。第１１図には、ＲＯ
Ｍ　６５６または６５８に導体ｄを介してデジタル鋸歯
状波９１６か印加されているように例示されている。Ｒ
ＯＭ　６５６は、アドレスの−様な割合（モノトニック
）での印加に応答して、鋸歯状波９１６の１サイクルに
応じて１１５６で示されるような正弦波信号の完全な２
サイクル分を生成するように、予めプログラムされてい
る。従って、正弦波信号１１５６の実効繰返し周波スは
デジタル鋸歯状信号９１６の繰返し周波数の２倍である
。その結果、正弦波信号１１５６の周波数は、鋸歯状波
発生器６４１か生成する鋸歯状信号の周波数の２倍であ
り、またＲＯＭ　６５２および６５４が生成する正弦波
信号の周波数の２倍である。第１１図に示されるようと
、Ｒ，ＯＭ　６５８はデジタル鋸歯状信号９１已による
１つの完全なアドレス・サイクル期間中に正弦波信号１
１５８の２つの完全なサイクルを生成するように予めプ
ログラムされている。

そのためＲＯＭ　６５８が生成する信号の周波数はその
鋸歯状信号の周波数の２倍である。図示のように、正弦
波信号１１５８の大きさのピークは１１５６の値が０の
アドレスと同一アドレスのところにあシ、またその大き
さ００値はこの信号１１５６が最大値をとるアドレスの
ところＫある。従って、正弦波信号１１５８は正弦波信
号１１５６と直交位相関係にあり、両者は１ｘ正弦波お
よびＩＸ余弦波几ＯＭ　６５２と６５４が生成する両正
弦波信号の２倍の周′ｅＬ数を有しかつそれら信号と固
定関係にある。

導体ｄから供給されるデジタル鋸歯状波９１６によって
ＲＯＭ６５２〜６５８ヲ同時アドレスすることＫよシ、
信号工１とＱ工かこの鋸歯状波９１６と固定位相関係で
しかも同一周波数で生成され、また信号■２とＱ２か同
じく固定位相間でかつ２倍の周波数で生成される。ラッ
チ６５０に記憶されていたワードに応動して加算器６４
８により生成されるような、鋸歯状波９１６の位相のス
テップ状変化が起ると、復調用信号工、とＱ工をよび２
倍周波数の復調用信号工。

とＱ２の位相が同時にステップ状変化をして新しｂ位相
になる。各フレーム期間の終シにおけるこのステップ状
位相変化によって、データ搬送波信号と実質的にコヒー
レント位相を持つ信号工、とＱ工による１フレ一ム遅延
信号の復調が可能となる。その結果、位相がドリフトす
る搬送波を変調してＡるデータ信号の復調か前述の方法
で行なわれる。

既に説明したように、ＲＯＭ　６５６または６５８のプ
ログラミングによって、鋸歯状信号９１６の１つのラン
プによシ、−様な走査の各々に対して正弦波の２サイク
ルが生ずる。このプログラミングは、ＦＳＫ、　ＢＰＳ
Ｋ　またはＭＳＫ信号で変調された信号を復調するのに
第６図の装置を使用する場合に使用される。ＱＰＳＫ信
号または０ＱＰＳＫ信号の復調に第６図の装置を使用す
る場合には、周波数逓倍器６２４は２倍でなく４逓倍作
用を行な−、また各ＲＯＭ６５６および６５８のプログ
ラミングは、鋸歯状波９１６のランプによるアドレスの
完全な−様な（モノトニック）走査の各々について正弦
波の４個の完全サイクルを生成するようにされる。第１
１図に関連して説明したように、ＱＰＳＫおよび０ＱＰ
ＳＫ信号の復調を行なう場合、ＲＯＭ６５６と６５８の
メモリ内容は、工。およびＱ４と呼ぶ出力成分が直角位
相関係となるようにされる。

以上説明してきた範囲では、搬送波周波数復調信号と２
＠周波数変調信号との発生は、−様に（モノトニックに
）印加されるデジタル・ランプ信号の全部によって同時
アドレスされるメモリ装置によって行なわれている。第
１２図はこれとは異なつた形の装置を示し、その装置で
は、メモリ中の成る部分はデジタル・ランプ信号の全部
でアドレスされ、他の部分はデジタル鋸歯状信号の全ピ
ット数より少な匹信号によってアドレスされる。この装
置は、２倍周波数復調用信号の発生に基本周波数信号用
のものと同じメモリ形式を使用できる点で、第６図の装
置に比較すると有利である。

第１２図は、発生Ｂｅａｘからのデジタル鋸歯状信号を
同時に表わすデジタル・ワードを導体すから受入れるよ
うにされた加算器６４８を具えた、第６図の装置の一部
を示すものである。加算器６４８は、導体すから受入れ
た各デジタル・ワードに４　体ｃから供給されるデジタ
ル・ワードを加算する。加算器６４８は導体すとＣ上の
デジタル・ワードを互に加算して出力導体セラ）　１２
１０上に和ワードを出力する。この和ワードの全ピット
は、正弦波ＲＯＭ１２２０と余弦波ＲＯＭ１２２２の両
アドレス入力端子にアドレスとして供給されて、工、と
Ｑ工をそれぞれ生成する。導体セラ）　１２１０上のビ
ット全２からなる副セットカ；導体セット１２３０を介
してアドレスとじて正弦波ＲＯＭ１２４０と余弦波ＲＯ
Ｍ１２４２に供給される。

この発明の一態様洗よれば、ＲＯＭ１２４０と１２４２
とは、ＲＯＭ１２２ｏと１２２２のアドレスに使用する
鋸歯状信号のピットセットの副セットでアドレスされる
。両ＲＯＭ１２２０および１２２２と比較することによ
って両ＲＯＭ１２４０と１２４２に２倍周波数の信号を
生成させるために、ＲＯＭ１２４０と１２４２とは、最
上位ピット（ＭＳＢ）を除き導体セット１２１０上の鋸
歯状信号を表わす全ビットで並列にアドレスされる。こ
うして、ＲＯＭ１２４０と１２４２のアドレス入力端子
は、ＲＯＭ１２２゜と１２２２の各アドレス走査期間中
、そのアドレス全体が２回走査される。

第１３図は、受信した信号の搬送波が比較的滑らかにそ
の位相を連続的に変えているような状態のときに復調用
信号の位相誤差を低減するための構成を示している。こ
の様な状態のとき、第６図の装置は、位相が正しい位相
に向って収れんし各フレーム期間の成る点で完全に正し
い位相となシその後は発散するという様な具合に、受信
搬送波に対する復調用信号の位相を修正することになる
。

第１３図の装置は、フレームごとのこの発散を検知し各
フレーム期間にその差の一部分を粗誤差信号に加算して
変化の差の割合が補正された誤差信号を作シ出す。第１
３図の構成においては、フレーム信号が、ランチ１３１
０にまた遅延素子１３１２を介してラッチ６５０に印加
される。ラッチ１３１０はラッチ６５０の出力に結合さ
れていて、ラッチ６５０が各フレーム期間の終りに更新
された新しい位相誤差を受入れるよシも僅かに前の位相
誤差の値をラッチする。

従って各フレーム期間の初めにおけるラッチ６５０の出
力は前のフレーム期間中に算出された位相誤差であシ、
一方ランチ１３１０の出力は２つ前のフレームの位相誤
差である。ラッチ６５０の出力は加算器１３１４にその
１人力として供給される。ラッチ６５０と１３１０の出
力は減算器１３１６に印加され、そこで連続する２つの
フレームにおける位相誤差信号相互間の差を表わす信号
が形成される。減算器１３１６の出力はフレームからフ
レームへｃフレーム相互間）の位相勾配増分信号で、勾
配制御器１３１８を通して鋸歯状波発生器１３２ｏ”ｔ
＜印加される。勾配制御器１３１８は鋸歯状波発生器の
ランプの大きさと極性とを制御する作用を行なう。単極
性の鋸歯状波発生器は増大形および減少形の搬送波周波
数に対応できるように極性反転ブロック１３２２を必要
とする。

鋸歯状波発生器１３２０の出力信号は微細位相修正信号
で、各フレーム期間中搬送波と復調用信号の間の位相ず
れを修正しようとするものである。完全々修正が行なわ
れるとフレーム相互間の勾配増分はＯになる。

この発明に上記以外の実施例があることはこの分野の専
門家にとって自明であろう。たとえば、メモリ中に予め
プログラムされる信号は正弦波信号に限られる訳でなく
、方形波、三角波その他−般に任意所望の波形であって
もよい。２つまたはそれ以上の数の副搬送波を持つ予調
（ボＩＪ　）−ン）変調を復調する場合には、復調に必
要々数の正弦波を発生させるために４個以上のＲＯＭか
必要である。データ転送速度として１２００ｂ／Ｓ以外
の値も使用することができる。以上の説明では１フレー
ム遅延の例を述べたが、複数フレームを通じて搬送波位
相の平均化を行なうことに対応して複数フレーム遅延を
使用することもできる。フレーム期間は、受信される信
号の位相安定度に応じて１ビツトまたはより多数ピット
にすることができる。

例示した構成の多くの部分は周知のようにアナログ形に
もデジタル形にも形成することが可能で、特に乗算器と
ＩＳ＆Ｄフィルタはアナログ形でなくデジタル形に容易
に構成することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は変調された搬送波の形の任意情報信号の周波数
対時間の関係を示す図、第２図は第１図に例示されたよ
うな信号のスペクトル分布全示す振幅対周波数の関係を
示す図、第３ａ図および第３ｂ図はそれぞれ周波数を２
逓倍し狭帯域濾波した後の第２図のスペクトルのベース
パントドＩＰ　周ｉ数の振幅対周波数の関係を示す図、
第４図はこの発明の理解を助けるためのＭＳＫ信号の振
幅対時間の関係を示す図、第５図はＢＰＳＫＳＱＰＳＫ
、Ｎ丁ＳＫおよびその他の角変調されたデータ信号の受
信に適したこの発明によるデータ受信機の簡略ブロック
図、第６図はＢＰＳＫまたはＱＰＳＫ用に適した搬送波
再生器の詳細を示す第５図のデータ受信機の詳細ブロッ
ク図、第９図ａ１　ｂ、ｃ、ｄ、ｅばそれぞれ第６図の
受信機の動作を理解する助けとなるタイミング信号の一
例を示す図、第８図は第６図の搬送波再生器の簡略ブロ
ック図、第９図々第１０図はそれぞれ第８図の装置の動
作の理解を容易にするためにその装置中に生ずる諸信号
を示した図、第１１図は第６図の装置の動作理解のため
に同装置中に生ずる信号２示した図、第１２図はこの発
明の別の実施例を示す図、第１３図は非常に正確な復調
を行ない得るこの発明のまた別の実施例を示す図である
。 ６４１・・・鋸歯状波発生手段、６５２．６６２または
６５４．６６４・・・第１メモリ手段、６５６．６６６
または６５８、　６６８・・・第２メモリ手段、９１４
・・・デジタル鋸歯状信号。 ４１Ｆ出［人　アールシーニー　コーポレーション化　
理　人　　清　　水　　　哲　ほか２名才／図 ’７２　図　　へ−人）−゛ノド又べ２ト１しづ１・３
σｒ≧り　　μｍ１ξ放２υ土か、１ｔｉｃ＜−″パ′
ｌ’ｘ＜°ト″第３ｂ図 クロック・ｊぐＩレス 一４８− ８ｃ：ｒｇＯ呂９８９８ ９；ｃ１呂８８５；９ Ｉ　　　　　　　＋ 〆七り　内蓼 欠／／ Ｉ２１：ｒ＋・ｒｎ／ｅす四２、　　　　　　　Ｑ２１
：つｕ７のメモ’廁２、図 手続補正書（方式） 昭和６１年１０月２１日 １、事件の表示 特願昭６１−１７３５４４号 ２、発明の名称 複数の正弦波を同期的に発生させる装置３、補正をする
者 事件との関係　特許出願人 住　所　　アメリカ合衆国　ニューヨーク州　１００２
０ニユーヨーク　ロックフェラー　プラサ３０名　称　
　（７５７）　　アールシーニー　コーポレーション４
゜代理人 住　所　　郵便番号　６５１ 神戸市中央区雲井通７丁目１番１号 ５　補正指令書の日付 発送日　昭和６１年９月３０日 ６　補正の対象 明ｍ書の「図面の簡単な説明」の欄。 ７　補正の内容 明細書第３９頁第３行乃至５行に「第７図ａ、ｂ、ｃ、
ｄ、ｅはそれぞれ第６図の受信機の動作を理解する助け
となるタイミング信号の一例を示す図、」とあるのを「
第７図は第６図の受信機の動作を理解する助けとなるタ
イミング信号の一例を示す図、」と訂正する。 以上

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）量子化されたデジタル鋸歯状信号の繰返しから各
   アドレス列を発生する鋸歯状波発生手段と、上記のアド
   レス列を受入れるように結合されており、上記アドレス
   列に応答して、各鋸歯状信号の持続時間の第１の部分に
   等しい期間中に各完全な１サイクルが生ずる第１の正弦
   波信号を発生するように予めプログラムされた第１のメ
   モリ手段と、上記のアドレス列を受入れるように結合さ
   れており、上記アドレス列に応答して、各鋸歯状信号の
   持続時間のうち上記第１の部分の期間よりも短かい第２
   の部分に等しい期間中に各完全な１サイクルが生ずる第
   ２の正弦波信号を発生させるように予めプログラムされ
   た第２のメモリ手段と、を具備し、それによつて第１と
   第２の正弦波信号がそれぞれ上記鋸歯状信号とおよび相
   互に同期するように構成された複数の正弦波を同期的に
   発生させる装置。