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JP2729028B2 - Ｆｍ搬送波の復調方法および復調回路 - Google Patents

Ｆｍ搬送波の復調方法および復調回路

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JP2729028B2
JP2729028B2 JP6235241A JP23524194A JP2729028B2 JP 2729028 B2 JP2729028 B2 JP 2729028B2 JP 6235241 A JP6235241 A JP 6235241A JP 23524194 A JP23524194 A JP 23524194A JP 2729028 B2 JP2729028 B2 JP 2729028B2
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circuit
gain
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signal
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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
    • H03D3/02—Demodulation of angle-, frequency- or phase- modulated oscillations by detecting phase difference between two signals obtained from input signal
    • H03D3/24—Modifications of demodulators to reject or remove amplitude variations by means of locked-in oscillator circuits
    • H03D3/241—Modifications of demodulators to reject or remove amplitude variations by means of locked-in oscillator circuits the oscillator being part of a phase locked loop
    • H03D3/244—Modifications of demodulators to reject or remove amplitude variations by means of locked-in oscillator circuits the oscillator being part of a phase locked loop combined with means for obtaining automatic gain control

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、ＦＭオーディオ搬送
波を復調するＦＭ搬送波の復調方法および復調回路に関
する。
【０００２】
【従来の技術】周知のＦＭオーディオ搬送波復調システ
ムにおいて、選択された搬送波の周波数が、ある特定の
周知の周波数を有する信号に変換された後、この特定の
周知の周波数を有する信号が、高いＱを有する単一の狭
帯域通過フィルタにより処理される。この処理後の単一
の搬送波周波数の信号からＦＭ復調される。
【０００３】選択された搬送波周波数での同調が所望さ
れたとき、複合信号中の各搬送波周波数を同一の周知周
波数に変換する必要がある。ステレオ信号を取り扱う場
合には、これに対応して選択された帯域幅を有する２つ
の帯域通過フィルタが必要とされる。すなわち、異なる
搬送波周波数に対して許容されている変調の変化分を許
容するために複数のフィルタを用いることが必要にな
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】共通のフィルタを使用
するときに、そのような周波数変換の使用は、集積回路
チップ上で経済的解を得ようとする際の問題となる。
【０００５】ＦＭ復調に採用されている位相同期ループ
回路（以下、ＰＬＬ回路という。）は、近接した周波数
の複数の搬送波が存在している場合に種々の問題を発生
する。
【０００６】このようなＰＬＬ回路では、集積回路チッ
プ上での特別な処理の変更により利得を変化させた場合
に安定度の問題が現れる。ＰＬＬ回路は、また、入力信
号振幅の変化に敏感である、言い換えれば、不安定にな
り易いという問題も有している。
【０００７】この発明はこのような課題を考慮してなさ
れたものであり、ＰＬＬ回路を用いた改良されたＦＭ搬
送波の復調方法および復調回路を提供することを目的と
する。
【０００８】
【課題を解決するための手段】第１のこの発明方法は、
例えば、図面に示すように、搬送波を含むＦＭ入力信号
が位相検出器１５の第１の入力に供給され、ループフィ
ルタ１７によりフィルタされた前記位相検出器の出力
が、電圧制御発振器２０を制御するのに用いられる信号
を生成するために用いられ、前記電圧制御発振器は前記
位相検出器の第２の入力に接続される出力を備える、Ｐ
ＬＬ回路１４を用いて復調オーディオ信号を生成するた
めにＦＭ搬送波を復調する方法において、選択された搬
送波周波数に前記ＰＬＬ回路を同調させる同調過程を含
み、前記同調過程は、所望のループゲインを選択するた
めに前記ＰＬＬ中の利得可変回路４０の可変利得設定を
選択する過程を含み、 前記電圧制御発振器を制御するの
に用いられる信号は、その利得量が変更可能な前記利得
可変回路により変えられ、前記利得量により、前記位相
検出器の所定出力に関連して、前記電圧制御発振器の前
記出力周波数が変えられ、 前記可変利得設定は、復調の
ための所要の帯域幅を選択するために選択され、 前記位
相検出器のフィルタされた出力が、復調オーディ信号を
表すことを特徴とする。
【０００９】
【００１０】第２のこの方法発明は、前記利得設定過程
では、ＰＬＬ回路１４の製造のばらつきによるＰＬＬ回
路１４の利得変化を補償するように設定されることを特
徴とする。
【００１１】
【００１２】第３のこの方法発明は、デフォルト時のパ
ワーアップ周波数が、同調電圧に基づいて信号変換回路
４１から供給される制御電圧１９に応答するＶＣＯ２０
によって発生されることを特徴とする。
【００１３】第４のこの方法発明は、入力電圧の変化に
より変化する出力周波数を測定することによってＶＣＯ
２０の傾斜を検出し、検出した傾斜に基づき利得可変回
路４０の利得を決定することを特徴とする。
【００１４】第５のこの方法発明は、その入力電圧の変
化によるＶＣＯ２０の出力周波数の変化が制御手段６６
に供給され、この制御手段６６が、利得可変回路４０の
利得を変化させるために、抵抗器素子群４７、５４を切
り替えることを特徴とする。
【００１５】第６のこの方法発明は、利得可変回路４０
が、複数の利得のうちの１つの利得にプログラマブルに
選択されることを特徴とする。
【００１６】第７のこの方法発明は、利得可変回路４０
が、増幅器５１に接続された複数の切り替え可能な抵抗
器素子群４７、５４の１つがプログラマブルに選択され
るように構成されたことを特徴とする。
【００１７】第８のこの方法発明は、前記ＦＭ搬送波
が、異なる帯域幅の複数の搬送波を含む入力ＦＭ信号１
１の一部であることを特徴とする。
【００１８】第９のこの方法発明は、前記ＦＭ搬送波の
復調がオーディオ信号１８を含むことを特徴とする。
【００１９】第１０のこの回路発明は、復調オーディオ
信号を生成するためにＦＭ搬送波を復調するＰＬＬ回路
１４において、前記ＦＭ搬送波を受け取るための第１の
入力を有する位相検出器１５と、前記位相検出器の出力
をフィルタするフィルタ１７と、 前記位相検出器のフィ
ルタされた出力に応答し、前記ＦＭ搬送波との比較用と
して前記位相検出器の第２の入力に、応答出力を供給す
るように配された電圧制御発振器２０と、 前記ＰＬＬの
ための所望の利得を選択するように動作する利得可変回
路４０とを備え、前記位相検出器のフィルタされた出力
は、その利得量が変更可能な前記利得可変回路により変
えられ、その利得量により、前記位相検出器の所定フィ
ルタ出力に関連して、前記電圧制御発振器の前記出力周
波数が変えられ、これにより、前記利得可変回路による
復調のための帯域幅が選択され、 前記位相検出器のフィ
ルタされた出力が復調オーディオ信号を表すことを特徴
とする。
【００２０】第１１のこの回路発明は、利得可変回路４
０が、位相比較器１５とＶＣＯ２０との間に配される利
得可変増幅回路４０であることを特徴とする。
【００２１】第１２のこの回路発明は、利得可変回路４
０が、所望の利得を選択するための切り替え可能な抵抗
器群４７、５４を有することを特徴とする。
【００２２】第１３のこの回路発明は、抵抗器群４７、
５４の切り替え選択が、種々の所要の帯域幅のうち、異
なる１つに対応して選択されることを特徴とする。
【００２３】第１４のこの回路発明は、利得可変回路４
０とＶＣＯ２０との間に配される信号変換回路４１を有
することを特徴とする。
【００２４】第１５のこの回路発明は、信号変換回路４
１が、ＰＬＬ回路１４のデフォルト周波数をセットアッ
プするためのセットアップ電圧を受け取る入力（図１
中、シンセサイザ２８の出力側に接続された端子）を有
することを特徴とする。
【００２５】第１６のこの発明ＦＭ復調器は、第１０〜
１５の回路発明のいずれか１項に記載のＰＬＬ回路を含
むことを特徴とする。
【００２６】第１７のこの方法発明は、第１〜第９のい
ずれかの発明において、利得制御回路１２に入力ＦＭ信
号１１を供給する過程と、利得制御回路１２の出力１３
をＰＬＬ回路１４に供給する過程と、ＰＬＬ回路１４に
対して搬送波の振幅に応じた同調利得制御信号３２を作
成するために、前記ＰＬＬ回路１４の第１の出力２２を
使用する過程と、利得制御回路１２を制御するために同
調利得制御信号３２を使用する過程と、前記復調された
オーディオ信号１８を表すＰＬＬ回路１４の第２の出力
１８を出力する過程と、を備えることを特徴とする。
【００２７】第１８のこの方法発明は、第１７の発明に
おいて、入力ＦＭ信号１１が、異なる周波数帯の複数の
搬送波を有し、入力ＦＭ信号１１中の全ての搬送波の振
幅に依存した非同調利得制御信号（レベル検出器２５の
出力信号）を作成する過程と、この非同調利得制御信号
により、選択された搬送波に位相ロックするのに先立
ち、利得制御回路１２を制御する過程と、位相ロック後
に、同調利得制御信号３２を用いて利得制御回路１２を
制御することを特徴とする。
【００２８】第１９のこの回路発明は、ＦＭ搬送波から
オーディオ信号を生成する復調回路において、入力ＦＭ
信号を受け取る利得制御回路１２と、選択された搬送波
周波数にロックするため前記利得制御回路に結合される
ＰＬＬ回路１４と、を備え、 前記ＰＬＬは、 前記ＦＭ搬
送波を受け取るための第１の入力を有する位相検出器１
５と、 前記位相検出器の出力をフィルタするためのフィ
ルタ１７と、 前記位相検出器のフィルタされた出力に応
答して、前記ＦＭ搬送波との比較のために前記位相検出
器の第２の入力に、応答出力を供給するように配された
電圧制御発振器２０と、を備え、 前記ＰＬＬ回路は、前
記ＰＬＬの所望の利得を選択するように動作する利得可
変回路４０を備え、 前記位相検出器のフィルタされた出
力は、その利得量が変更可能な前記利得可変回路により
変えられ、その利得量により、前記位相検出器の所定フ
ィルタ出力に関連して、前記電圧制御発振器の前記出力
周波数が変えられ、これにより、前記利得可変回路によ
る復調のための帯域幅が選択され、 前記位相検出器のフ
ィルタされた出力が復調オーディオ信号を表す、 前記復
調回路は、前記選択された搬送波における振幅変化を検
出して同調利得制御信号を供給する振幅検出器３０を含
み、前記振幅検出器は、前記ＰＬＬが前記選択された搬
送波にロックしているときに、前記利得制御回路１２の
利得を制御するため前記利得制御回路に結合されること
を特徴とする。
【００２９】第２０のこの回路発明は、前記入力ＦＭ信
号１１の振幅を表す信号１３が供給される振幅検出器３
０を有し、その入力ＦＭ信号１１中の全ての搬送波に基
づく非同調利得制御信号を作成して利得制御回路１２に
供給するように接続されることを特徴とする。
【００３０】
【作用】この発明によれば、選択された搬送波を復調す
るためのＰＬＬ回路１４中に、このＰＬＬ回路１４のル
ープゲインを所望の値に設定するための（プログラマブ
ル）利得可変回路４０を含むように構成している。この
ため、異なる帯域幅の種々の搬送波を復調することを可
能にするとともに、各所要の帯域に対応する異なるフィ
ルタの使用を不要にする。
【００３１】
【実施例】以下、この発明の一実施例について図面を参
照して説明する。
【００３２】図１は、ＦＭオーディオ搬送波復調回路の
一実施例の構成を示している。
【００３３】この一実施例において、入力信号（入力Ｆ
Ｍ信号ともいう。）１１は、衛星受信機等により受信さ
れた複数のＦＭオーディオ搬送波（以下、単に、搬送波
ともいう。）を含んでいる。各搬送波の周波数は、５〜
１０ＭＨｚの範囲にあり、±５０〜±２００ｋＨｚの変
調が掛けられている。各搬送波の周波数は、隣り合う搬
送波の周波数と１８０ｋＨｚ以上離され、各搬送波に対
する変調が、隣り合う搬送波の変調と重なり合う部分を
持たないようになっている。
【００３４】図１において、入力信号１１は自動利得制
御回路（単に、利得制御回路ともいう。）１２に供給さ
れる。自動利得制御回路１２の出力１３がＰＬＬ回路１
４に入力として供給される。このように、出力１３は、
ＰＬＬ回路１４から見れば入力であり、その意味から入
力１３ともいう。また、この入力１３は、線上に現れる
電圧と考えた方が分かり易い場合もあり、そのような場
合には、電圧１３、線１３ともいう。以下、その他の入
力、電圧等についても、必要に応じて「出力」、「入
力」、「電圧」または「線」という。
【００３５】ＰＬＬ回路１４は、位相比較器（位相検出
器ともいう。）１５を有し、この位相比較器１５の出力
１６は、オーディオ信号を通過させるように調整された
低域通過フィルタとして動作するループフィルタ１７に
供給される。
【００３６】ループフィルタ１７は、例えば、周波数２
０ｋＨｚまでが減衰がないようにされ、２０ｋＨｚを超
える周波数では減衰率が増加し、特に８０ｋＨｚの信号
に対して大きく減衰するようになされている。ループフ
ィルタ１７の出力は、オーディオ信号１８として出力さ
れるとともに、利得可変回路４０、分圧回路４１を通じ
て電圧入力１９としてＶＣＯ２０に供給される。
【００３７】ＶＣＯ２０は、相互に９０°の位相差を有
する２つの出力２１と出力２２とを出力する。出力２１
は、位相比較器１５に他の入力２３として供給される。
【００３８】周知のように、復調用にＰＬＬ回路１４を
用いた場合には、位相比較器１５は、ＶＣＯ２０を制御
するための出力１６を出力する。これにより、ＶＣＯ２
０は、ＰＬＬ回路１４に供給される入力信号１３の周波
数変化に追随する（以下、トラッキングするともい
う。）。
【００３９】この周波数変化のトラッキング中におい
て、線１８、１９に現れる電圧変化が、変調分を表すこ
とになり、線１３上における入力搬送波によりオーディ
オ信号が伝達される。
【００４０】この一実施例において、位相比較器１５の
出力１６は、電流信号であり、この電流信号１６が、ル
ープフィルタ１７により電圧信号に変換され、この電圧
信号が、ＶＣＯ２０の入力１９として供給される。位相
比較器１５は、周知のギルバートマルチプライヤ回路
（ギルバートが考案した乗算器）構成になっており、そ
の出力１６は、入力信号１３と入力信号２３の周波数が
同一であるときに、これらの信号１３、２３間の位相差
に対応する大きさになっている。すなわち、入力信号１
３の周波数の変動率を表している。入力信号１３と入力
信号２３との周波数が異なる周波数であるとき、位相比
較器１５の出力１６は、差の周波数の周期出力になる。
【００４１】入力ＦＭ信号１１は、異なる周波数と振幅
を有する複数の搬送波から構成されている。この場合、
位相比較器１５の出力１６は、周波数の変動率、すなわ
ち、ロックされた周波数における搬送波のＦＭ変調分を
表す信号を含むとともに、ロックされた周波数と他の搬
送波のそれぞれの周波数との間の差周波数を表す信号を
含む。
【００４２】位相のロック（同期）に先だち、自動利得
制御回路１２の出力１３が第１のレベル検出器２５に供
給され、このレベル検出器２５により線１３上における
全ての搬送波の振幅のピーク値が測定される。
【００４３】この振幅のピーク値が加算回路２６および
線２７を通じて、自動利得制御回路１２の利得制御入力
に供給される。この接続により、自動利得制御回路１２
の利得が、線１３上の搬送波の振幅のピーク値に依存す
るようになる。
【００４４】このようにして決定された利得により、位
相比較器１５の入力信号１３の振幅が、位相比較器１５
が応答できる範囲内の振幅とされてその位相比較器１５
に供給される。
【００４５】ＰＬＬ回路１４は、シンセサイザ２８の使
用により選択された搬送波周波数に同調される。このシ
ンセサイザ２８は、所要の搬送波周波数にＶＣＯ２０の
出力周波数を合わせるような入力電圧を、分圧回路４１
を通じてＶＣＯ２０に供給する。
【００４６】分圧回路４１は、いわゆる真の電圧分圧回
路ではなく、ＶＣＯ２０に変換電圧を供給するものであ
る。この分圧回路４１は、ループフィルタ１７とシンセ
サイザ２８との間に、単に、抵抗値がＲ１、Ｒ２の抵抗
器（抵抗器もＲ１，Ｒ２という。）が接続されただけの
直列抵抗回路の簡単な構成になっている。ループフィル
タ１７側には抵抗器Ｒ１の一端が接続され、シンセサイ
ザ２８側には抵抗器Ｒ２の一端が接続される。抵抗器Ｒ
１と抵抗器Ｒ２との他端同士の共通接続点がＶＣＯ２０
の入力１９として供給されるようになっている。分圧比
ｒは、ｒ＝Ｒ２／（Ｒ１＋Ｒ２）であり、この値は１よ
り相当小さい値に選択されている。このような構成にす
ることにより、次に説明する種々の有利な点を有してい
る。
【００４７】その主要な利点は、ＶＣＯ２０がＦＭ復調
に関する本発明中のＰＬＬ回路１４の一部分として利用
されるとともに、周波数シンセサイザ２８を用いてＰＬ
Ｌ回路１４の動作搬送波周波数をセットアップするのに
も用いられるということである。これにより、シンセサ
イザ２８中に独立の（個別の）局部発振器を配すること
が不要になる。
【００４８】分圧回路４１の分圧比ｒは、値１より相当
小さい値に設定されているので、ＶＣＯ２０はシンセサ
イザ２８による調整の観点からは大きなダイナミックレ
ンジ（動作範囲）を持つように考えられるが、ＰＬＬ回
路１４内ではより小さな電圧範囲で感度良く動作する。
具体的に、例えば、ＶＣＯ２０がシンセサイザ２８によ
り制御されているときの実効傾斜が Ｓ ＭＨｚ／Ｖ
（例えば、１．７５ＭＨｚ／Ｖ）であるとき、ＶＣＯ２
０がＰＬＬ回路１４内で動作しているときの実効傾斜は
ＡｒＳ ＭＨｚ／Ｖになる。ここで、記号「Ａ」は、
利得可変回路４０の利得である。
【００４９】他の利点として、ＰＬＬ回路１４中から取
り出され、線１８上に現れるオーディオ信号のレベルが
最大になるということが挙げられる。例えば、ＰＬＬ回
路１４の利得の設定により、オーディオ信号１８のレベ
ルとして１Ｖｐ−ｐの信号を取り出すことができる。
【００５０】さらに他の利点として、オーディオ信号の
バイアスを、ループフィルタ１７に供給されている基準
電圧ＶＲＥＦ、例えば、２．４Ｖのプリセットレベルに
保持することができるということが挙げられる。
【００５１】これらの条件により、分圧回路４１のまだ
信号が減衰していない箇所でオーディオ信号を取り出す
ことができる。
【００５２】周波数検出器（周波数測定器ともいう。）
２９が、ＶＣＯ２０の出力２２側に接続され、ＰＬＬ回
路１４の周波数をモニタする。ＶＣＯ２０の出力２２
は、シンセサイザ２８に供給され、シンセサイザ２８
は、ＰＬＬ回路１４が同調する搬送波の周波数にＶＣＯ
２０の出力２１（出力２２）の周波数が等しくなるよう
な入力電圧をそのＶＣＯ２０に供給する。
【００５３】回路５０は、シンセサイザ２８から分圧回
路４１に供給される同調電圧のドリフト（変動）が発生
しないようにも働く。この場合、位相比較器１５は、入
力２３として同調された搬送波周波数を受け取るととも
に、線１３から複合搬送波信号を受け取る。
【００５４】ＰＬＬ回路１４は、線２３上に入力されて
いる選択された搬送波周波数にロックするように動作す
る。
【００５５】位相比較器１５は、選択された搬送波周波
数以外の搬送波周波数が全て除かれて線１３上に供給さ
れている全ての搬送波周波数と入力２３とを比較する。
線１６上の出力は、線２３上の信号周波数と種々の搬送
波周波数との間の差周波数を表す高周波信号になる。
【００５６】ループフィルタ１７は、選択された搬送波
周波数以外の周波数を有する搬送波周波数と入力２３と
の比較結果から発生する全ての信号を除去する。
【００５７】選択された搬送波の周波数は、その変調に
より変化させられているので、位相比較器１５は、選択
された搬送波の変調にトラッキングするＶＣＯ２０とす
るために、そのＶＣＯ２０への電圧入力１９を発生する
出力信号１６を供給する。
【００５８】このトラッキングは、選択された搬送波の
振幅とは独立であることに留意する必要がある。このた
め、ＶＣＯ２０の出力２２は、位相比較器（混合回路と
もいう。）１５と同一構成の混合回路（振幅検出器とも
いう。）３０に供給される。
【００５９】混合回路３０には、ＶＣＯ２０の出力２２
が入力として供給されるとともに、出力１３が入力３１
として供給される。
【００６０】出力２１と出力２２とが９０°の位相差を
有しているため、混合回路１５は、選択された搬送波周
波数に対する位相比較器として動作し、混合回路３０
は、選択された搬送波周波数に対する振幅検出器として
動作する。
【００６１】この接続方法により、混合回路３０は、選
択された搬送波の任意の時点の振幅を表す出力３２を発
生して、他のレベル検出器３３に供給する。レベル検出
器３３の出力が加算回路２６を通じて出力２７として自
動利得制御回路１２に供給されることで、この自動利得
制御回路１２の利得が自動的に制御される。
【００６２】このような接続のもとで、レベル検出器２
５は、非同調の初期利得制御を行い、出力１３に対して
最大レベルを設定する自動利得制御回路１２の動作を制
御する。
【００６３】ＰＬＬ回路１４が選択された搬送波周波数
に１度ロックされると、レベル検出器３３から出力され
る信号により利得制御回路１２が同調利得制御を行う。
すなわち、利得制御回路１２は、線１３上の信号レベル
が、同調された搬送波周波数の振幅に対応するように制
御する。
【００６４】レベル検出器３３は、レベル検出器２５に
より初期設定された信号レベルよりも低い信号レベルに
なるように利得制御回路１２の利得を制御する。
【００６５】このようにして、位相比較器１５の入力に
供給される出力１３は、同調された搬送波周波数の振幅
とは独立に作成される。
【００６６】この場合、ＰＬＬ回路１４は、単一チップ
の集積回路して形成され、混合回路３０も同一の集積回
路チップ（集積回路の設計が同一であり、製造処理回路
が同一であるということ。）で実現される。このため、
混合回路３０の利得特性は、位相比較器１５と同一の特
性にすることができる。
【００６７】このようにすることにより、ＰＬＬ回路１
４は、同調された搬送波の任意の振幅変化に対して自動
的に補償される。
【００６８】ＰＬＬ回路１４の利得が、利得可変回路４
０により細密に制御されることで、同調周波数に対して
高速かつ安定なロックを形成することの可能な安定なル
ープが作られる。
【００６９】ＰＬＬ回路１４の利得は、ＶＣＯ２０が、
ＰＬＬ回路１４が同調する搬送波の所要帯域に合うよう
に線２３上での周波数変化を与えるような利得にされ
る。ＰＬＬ回路１４のロック範囲の帯域を制御すること
により、所望のロック範囲外の帯域を有する信号群への
ロックを回避することができる。
【００７０】同様に、ＰＬＬ回路１４の捕捉範囲は、ル
ープフィルタ１７の時定数により決定される。この時定
数により、ＰＬＬ回路１４によって捕捉できる同調搬送
波周波数から入力周波数の変化を制限することができ
る。
【００７１】位相比較器１５の利得は、入力１３の振幅
に依存するので、振幅の安定化は、同調された搬送波周
波数対して行われ、その結果、搬送波周波数に対する安
定な利得が、所要の搬送波周波数に安定にロックするこ
とを支援する。
【００７２】混合回路３０により検出された振幅に基づ
く自動利得制御回路１２の制御により、ＰＬＬ回路１４
が望ましくない搬送波周波数にジャンプしてしまうこと
を回避することができる。
【００７３】次に、図２を参照して利得可変回路４０の
動作についてさらに詳しく説明する。
【００７４】ループフィルタ１７から供給される出力４
２が増幅器４３を通過する。増幅器４３の一方の出力は
オーディオ信号（音声出力）１８として用いられ、他方
の出力４４は、抵抗器群４７に接続される。この抵抗器
群４７は、それぞれの節点が分圧器を形成する７個の抵
抗器４８から構成されている。各節点にはスイッチ４９
が配され、任意の節点がプログラマブルに選択され、増
幅器５１の入力５０と線４４との間に接続される抵抗器
数が決定されることで、分圧比が決定される。抵抗器群
４７は基準電圧源５２にも接続される。増幅器５１はフ
ィードバック回路５３を有し、このフィードバック回路
５３は、４個の直列抵抗器５５からなる第２の抵抗器群
５４に接続されている。複数の抵抗器５５には、これら
の抵抗器５５を任意に選択するためのスイッチ５６が接
続され、増幅器５１の第２の入力に対しての抵抗器通路
が形成される。抵抗器群５４も基準電圧源５２に接続さ
れている。
【００７５】スイッチ４９、５６は、マイクロコントロ
ーラ６１からのバス６０上の制御信号を通じて開閉制御
される。これにより、第１の抵抗器群４７と第２の抵抗
器群５４のうち、適当な抵抗器が選択され、入力信号４
４が増幅器５１の制御利得に応じて出力信号６２に変換
される。この出力信号６２が、分圧回路（加算回路・信
号変換回路）４１を通じてＶＣＯ２０への入力信号にな
る。増幅器５１への入力５０は、選択スイッチ６３を通
じて電圧値がＶ１の基準電圧源６４にも接続される。
【００７６】第１の抵抗器群４７は分圧器を形成し、第
２の抵抗器群５４はフィードバック増幅器５１中の分圧
器を形成する。増幅器５１の利得は、基準電圧ＶＲＥ
Ｆ、例えば、２．４Ｖにより変えられる。
【００７７】使用に際しては、第１に、復調しようとす
る搬送波に対する複数の可能帯域の１つを選択すること
を許容するために、第２に、製造工程（製造過程）のば
らつきによる利得変化を補償するために、ＰＬＬ回路１
４の利得を注意深く制御する必要がある。製造工程のば
らつきは、ＰＬＬ回路１４が単一のチップに形成された
集積回路である場合には、素子の値が、外付け素子の選
択により変えることができないので特に考慮する必要が
ある。
【００７８】製造工程のばらつきに基づく利得の変化を
補償するためには、ループゲインが校正されていなけれ
ばならない。これは、スイッチ４９を開き、スイッチ６
３を閉じ、スイッチ５６のうち、適切な１つのスイッチ
を閉じることにより達成され、基準電圧源６４からの基
準電圧Ｖ１が増幅器５１を通じて内部直流信号としてＶ
ＣＯ２０に供給される。この基準電圧Ｖ１を供給する際
には、最下端のスイッチ５６が閉じられる。他のより高
い基準電圧を、スイッチ５６の他のいずれか１つを閉じ
ることにより校正のために出力することができる。
【００７９】周波数検出器２９はＶＣＯ２０からの出力
２２を受け取り、線１９上に供給される直流電圧のいず
れか１つの出力（４つのスイッチ５６の任意の１つを閉
じたことに対応する出力）の周波数を検出する。これ
は、ＶＣＯ２０の勾配が周波数検出器２９により決定さ
れるように出力され、周波数検出器２９は、マイクロコ
ントローラ６１へ出力６６を供給する。
【００８０】マイクロコントローラ６１は、スイッチ４
９とスイッチ５６との結合に関するルックアップテーブ
ルを有し、ＶＣＯ２０の前記検出された勾配に対応して
利得可変回路４０に対し、２８の利得ステップのうち、
適当な１つを供給するように、スイッチ４９とスイッチ
５６とを閉じる。
【００８１】マイクロコントローラ６１は、スイッチ４
９とスイッチ５６とを閉じるための適当な信号を出力す
る。これにより、ＶＣＯ２０の製造ばらつきによる利得
の変化を補償（補正）する。
【００８２】図１例の回路は、復調しようとする搬送波
に対する任意の特別の帯域を選択するために用いられ
る。これも、全体のループゲインにより決定される。し
たがって、この場合においても、図２例の回路のスイッ
チを適当に閉じることで、ループゲインとループの帯域
幅を変化することができる。
【００８３】この方法が使用されるとき、マイクロコン
トローラ６１は、製造工程のばらつきを補償するために
選択されたスイッチを閉じるための信号をバス６０上に
出力しない。前記ルックアップテーブルは、複数の要求
されるＦＭ偏差（決められた製造工程のばらつき補償を
考慮した偏差）のそれぞれに対して選択すべきスイッチ
の組み合わせに関する情報を含むように修正される。代
表的なＦＭ偏差は、５０ｋＨｚ、１００ｋＨｚ、１５０
ｋＨｚおよび２００ｋＨｚである。そして、校正が１度
実行されたとき、マイクロコントローラ６１は、前記要
求された偏差に対応する複数のプリセット利得オプショ
ンを記憶する。これにより、回路のユーザは、特定の偏
差の選択に対して簡単に対応可能である。
【００８４】ＰＬＬ回路１４中の利得可変回路４０は、
単一のプログラマブル（利得制御回路を有する）ＰＬＬ
回路１４の使用により異なる帯域幅の種々の搬送波を復
調することを可能にするとともに、各所要の帯域に対応
する異なるフィルタの使用を不要にする。
【００８５】なお、この発明は上述の実施例に限らずこ
の発明の要旨を逸脱することなく種々の構成を採り得る
ことはもちろんである。
【００８６】
【発明の効果】この発明によれば、選択された搬送波を
復調するためのＰＬＬ回路１４中に、このＰＬＬ回路１
４のループゲインを所望の値に設定するための（プログ
ラマブル）利得可変回路４０を含むように構成してい
る。このため、異なる帯域幅の種々の搬送波を復調する
ことを可能にするとともに、各所要の帯域に対応する異
なるフィルタの使用を不要にできるという効果が達成さ
れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ＦＭオーディオ搬送波復調回路におけるＰＬＬ
回路の構成を示すブロック図である。
【図２】図１例中、プログラマブル利得制御回路の構成
を示す回路図である。
【符号の説明】
１２…自動利得制御回路 １４…ＰＬＬ回
路 １５…位相比較器（位相検出器） １７…ループフ
ィルタ １８…オーディオ信号 ２０…電圧制御
発振器（ＶＣＯ） ２５…レベル検出器 ２６…加算回路 ２８…シンセサイザ ２９…周波数測
定器 ３０…混合回路（振幅検出器） ３３…レベル検
出器 ４０…利得可変回路 ４１…分圧回路 ４７…抵抗器群 ４８、５５…抵
抗器 ４９、５６…スイッチ ５３…フィード
バック増幅器 ６１…マイクロコントローラ
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−236405（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−117203（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−229503（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−46439（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−337909（ＪＰ，Ａ)

Claims (20)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】搬送波を含むＦＭ入力信号が位相検出器の
    第１の入力に供給され、ループフィルタによりフィルタ
    された前記位相検出器の出力が、電圧制御発振器を制御
    するのに用いられる信号を生成するために用いられ、前
    記電圧制御発振器は前記位相検出器の第２の入力に接続
    される出力を備える、ＰＬＬ回路を用いて復調オーディ
    オ信号を生成するためにＦＭ搬送波を復調する方法にお
    いて、 選択された搬送波周波数に前記ＰＬＬ回路を同調させる
    同調過程を含み、 前記同調過程は、所望のループゲインを選択するために
    前記ＰＬＬ中の利得可変回路の可変利得設定を選択する
    過程を含み、 前記電圧制御発振器を制御するのに用いられる信号は、
    その利得量が変更可能な前記利得可変回路により変えら
    れ、前記利得量により、前記位相検出器の所定出力に関
    連して、前記電圧制御発振器の前記出力周波数が変えら
    れ、 前記可変利得設定は、復調のための所要の帯域幅を選択
    するために選択され、 前記位相検出器のフィルタされた出力が、復調オーディ
    信号を表す ことを特徴とするＦＭ搬送波の復調方法。
  2. 【請求項２】前記可変利得設定は、前記ＰＬＬ回路の製
    造のばらつきによる前記ＰＬＬ回路の利得変化を補償す
    るように設定されることを特徴とする請求項１記載のＦ
    Ｍ搬送波の復調方法。
  3. 【請求項３】デフォルト時のパワーアップ周波数が、同
    調電圧に基づいて信号変換回路から供給される制御電圧
    に応答する前記電圧制御発振器によって発生されること
    を特徴とする請求項１または２記載のＦＭ搬送波の復調
    方法。
  4. 【請求項４】入力電圧の変化により変化する出力周波数
    を測定することによって前記電圧制御発振器の傾斜を検
    出し、検出した傾斜に基づき前記利得可変回路の利得を
    決定することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項
    に記載のＦＭ搬送波の復調方法。
  5. 【請求項５】その入力電圧の変化による電圧制御発振器
    の出力周波数の変化が制御手段に供給され、この制御手
    段が、前記利得可変回路の利得を変化させるために、抵
    抗器素子群を切り替えることを特徴とする請求項４記載
    のＦＭ搬送波の復調方法。
  6. 【請求項６】前記利得可変回路は、複数の利得のうちの
    １つの利得にプログラマブルに選択されることを特徴と
    する請求項１〜５のいずれか１項に記載のＦＭ搬送波の
    復調方法。
  7. 【請求項７】前記利得可変回路は、増幅器に接続された
    複数の切り替え可能な抵抗器素子群の１つがプログラマ
    ブルに選択されるように構成されたことを特徴とする請
    求項１〜６のいずれか１項に記載のＦＭ搬送波の復調方
    法。
  8. 【請求項８】前記ＦＭ搬送波が、異なる帯域幅の複数の
    搬送波を含む入力信号の一部であることを特徴とする請
    求項１〜７のいずれか１項に記載のＦＭ搬送波の復調方
    法。
  9. 【請求項９】前記ＦＭ搬送波の復調がオーディオ信号を
    含むことを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記
    載のＦＭ搬送波の復調方法。
  10. 【請求項１０】復調オーディオ信号を生成するためにＦ
    Ｍ搬送波を復調するＰＬＬ回路において、前記 ＦＭ搬送波を受け取るための第１の入力を有する位
    相検出器と、前記位相検出器の出力をフィルタするフィルタと、 前記位相検出器のフィルタされた出力に応答し、前記Ｆ
    Ｍ搬送波との比較用として前記位相検出器の第２の入力
    に、応答出力を供給するように配された電圧制御発振器
    と、 前記ＰＬＬのための所望の利得を選択するように動作す
    る 利得可変回路とを備え、前記位相検出器のフィルタされた出力は、その利得量が
    変更可能な前記利得可 変回路により変えられ、その利得
    量により、前記位相検出器の所定フィルタ出力に関連し
    て、前記電圧制御発振器の前記出力周波数が変えられ、
    これにより、前記利得可変回路による復調のための 帯域
    幅が選択され、 前記位相検出器のフィルタされた出力が復調オーディオ
    信号を表す ことを特徴とするＰＬＬ回路。
  11. 【請求項１１】前記利得可変回路が、前記位相比較器と
    前記電圧制御発振器との間に配される利得可変増幅回路
    であることを特徴とする請求項１０記載のＰＬＬ回路。
  12. 【請求項１２】前記利得可変回路は、所望の利得を選択
    するための切り替え可能な抵抗器群を有することを特徴
    とする請求項１０または１１記載のＰＬＬ回路。
  13. 【請求項１３】前記抵抗器群の切り替え選択が、種々の
    所要の帯域幅のうち、異なる１つに対応して選択される
    ことを特徴とする請求項１２記載のＰＬＬ回路。
  14. 【請求項１４】前記利得可変回路と前記電圧制御発振器
    との間に配される信号変換回路を有することを特徴とす
    る請求項１０〜１３のいずれか１項に記載のＰＬＬ回
    路。
  15. 【請求項１５】前記信号変換回路は、前記ＰＬＬ回路の
    デフォルト周波数をセットアップするためのセットアッ
    プ電圧を受け取る入力を有することを特徴とする請求項
    １４記載のＰＬＬ回路。
  16. 【請求項１６】請求項１０〜１５のいずれか１項に記載
    のＰＬＬ回路を含むことを特徴とするオーディオ信号の
    ＦＭ復調器。
  17. 【請求項１７】利得制御回路に入力ＦＭ信号を供給する
    過程と、 前記利得制御回路の出力を前記ＰＬＬ回路に供給する過
    程と、 前記ＰＬＬ回路に対して搬送波の振幅に応じた同調利得
    制御信号を作成するために、前記ＰＬＬ回路の第１の出
    力を使用する過程と、 前記利得制御回路を制御するために前記同調利得制御信
    号を使用する過程と、 前記復調されたオーディオ信号を表す前記ＰＬＬ回路の
    第２の出力を出力する過程と、 を備えることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項
    に記載のＦＭ搬送波の復調方法。
  18. 【請求項１８】前記入力ＦＭ信号は、異なる周波数帯の
    複数の搬送波を有し、 前記入力ＦＭ信号中の全ての搬送波の振幅に依存した非
    同調利得制御信号を作成する過程と、 この非同調利得制御信号により、選択された搬送波に位
    相ロックするのに先立ち、前記利得制御回路を制御する
    過程と、 位相ロック後に、前記同調利得制御信号を用いて前記利
    得制御回路を制御することを特徴とする請求項１７記載
    のＦＭ搬送波の復調方法。
  19. 【請求項１９】ＦＭ搬送波からオーディオ信号を生成す
    る復調回路において、 入力ＦＭ信号を受け取る利得制御回路と、選択された搬送波周波数にロックするため前記利得制御
    回路に結合される ＰＬＬ回路と、を備え、 前記ＰＬＬは、 前記ＦＭ搬送波を受け取るための第１の入力を有する位
    相検出器と、 前記位相検出器の出力をフィルタするためのフィルタ
    と、 前記位相検出器のフィルタされた出力に応答して、前記
    ＦＭ搬送波との比較のために前記位相検出器の第２の入
    力に、応答出力を供給するように配された電圧制御発振
    器と、 を備え、 前記ＰＬＬ回路は、前記ＰＬＬの所望の利得を選択する
    ように動作する利得可変回路を備え、 前記位相検出器のフィルタされた出力は、その利得量が
    変更可能な前記利得可 変回路により変えられ、その利得
    量により、前記位相検出器の所定フィルタ出力に関連し
    て、前記電圧制御発振器の前記出力周波数が変えられ、
    これにより、前記利得可変回路による復調のための 帯域
    幅が選択され、 前記位相検出器のフィルタされた出力が復調オーディオ
    信号を表す、 前記復調回路は、 前記選択された搬送波における振幅変
    化を検出して同調利得制御信号を供給する振幅検出器を
    含み、 前記振幅検出器は、前記ＰＬＬが前記選択された搬送波
    にロックしているときに、前記利得制御回路の利得を制
    御するため前記利得制御回路に結合されることを特徴と
    するＦＭ搬送波の復調回路。
  20. 【請求項２０】前記入力ＦＭ信号の振幅を表す信号が供
    給される振幅検出器を有し、その入力ＦＭ信号中の全て
    の搬送波に基づく非同調利得制御信号を作成して前記利
    得制御回路に供給するように接続されることを特徴とす
    る請求項１９記載のＦＭ搬送波の復調回路。
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