JP3602487B2 - Frequency shift keying demodulator - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明はディジタル信号を周波数偏移により変調する周波数シフトキーイング方式の復調器に関する。
【0002】
【従来の技術】
周波数シフトキーイング方式による復調器には、一般的に位相同期ループ(以下、「PLL」(Phase Locked Loop)と呼ぶ。)回路を用いる。
以下に、従来のPLL回路を用いた周波数シフトキーイング復調器について図15を用いて説明する。
図15は、従来のPLL回路を用いた周波数シフトキーイング復調器の構成を示すブロック図である。
図15で、1501はIF信号、1502は位相比較器、1503はLPF、1504は復調ベースバンド信号、1505はVCO、1506はVCO出力信号、1507は判定器、1508は閾値電圧、1509は復調信号である。
【0003】
IF信号1501は、アンテナ等で受信した高周波信号である周波数シフトキーイング変調信号を周波数変換回路(不図示)にて変換して生成される中間周波信号である。
位相比較器1502は、IF信号1501とVCO出力信号1506の位相を比較し、2つの信号の位相差を検出し、位相誤差信号を出力する。
LPF1503は、位相比較器1502からの位相誤差信号を積分(高周波成分を除去し、低周波成分を出力)することにより復調ベースバンド信号1504を出力するローパスフィルタである。
VCO1505は、電圧制御発振器(以下、「VCO」(Voltage Controlled Oscillator)と呼ぶ。)であり、復調ベースバンド信号1504に応じて位相誤差信号が0に近づくようにVCO出力信号1506を変化させる。
判定器1507は、復調ベースバンド信号1504と固定の閾値電圧1508とを比較し、ディジタル信号である復調信号1509を生成する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
以上のように、PLL回路は位相比較器1502とLPF1503、VCO1505から構成されるループ回路となる。周波数シフトキーイング変調信号を精度良く復調するためには、このPLL回路の特性改善が重要となる。
特にPLL回路の遮断周波数(カットオフ周波数)は、入力される変調信号に対してレスポンスを良くしようとすれば高くする必要があるが、レスポンスが良くなれば雑音により、信号対雑音比が悪くなり、そのバランスを維持するために最適回路設計が求められ、補償回路などの追加による回路の複雑化を招いていた。
更に、遮断周波数は、復調ベースバンド信号1504には符号間干渉として作用するため、判定器1507で復調信号1509に判定する時の誤判定の原因となっていた。
従来の周波数シフトキーイング復調器は上記の問題を有していた。
【0005】
本発明は、高精度のPLL回路を用いることなく、簡易な回路構成で入力した周波数シフトキーイング変調信号を精度良く復調する周波数シフトキーイング復調器を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の周波数シフトキーイング復調器は、下記の構成を有する。
請求項1に記載の発明は、固定周波数の基準信号を発振する固定発振回路と、ディジタル信号をベースバンド信号として周波数偏移による変調を施した周波数シフトキーイング変調信号と前記基準信号との位相差の積分値を、1ビットデータの区間を定めるシンボル期間毎に検出する位相差積分器と、前記周波数シフトキーイング変調信号からシンボル同期信号を検出するシンボル検出器と、前記位相差積分器からの出力信号を、前記シンボル同期信号に基づいて生成されたタイミング信号でサンプルホールドするサンプルホールド回路と、前記サンプルホールド回路からの出力信号と閾値電圧とを比較することにより復調信号を生成する判定器と、を有することを特徴とする周波数シフトキーイング復調器である。
【0007】
請求項2に記載の発明は、前記位相差積分器は、前記周波数シフトキーイング変調信号のゼロクロス点を検出する第1のゼロクロス検出回路と、前記基準信号のゼロクロス点を検出する第2のゼロクロス検出回路と、前記シンボル期間毎に前記第1のゼロクロス検出回路の検出信号をカウントする第1のゼロクロス検出カウンタと、前記シンボル期間毎に前記第2のゼロクロス検出回路の検出信号をカウントする第2のゼロクロス検出カウンタと、前記第1のゼロクロス検出カウンタ及び前記第2のゼロクロス検出カウンタが一定値になるまでの時間を計測し、双方の時間差を求める時間差検出回路と、前記時間差から前記周波数シフトキーイング変調信号のシンボル期間当たりの位相差を求める位相差検出回路と、を有することを特徴とする請求項1に記載の周波数シフトキーイング復調器である。
【0008】
請求項3に記載の発明は、ディジタル信号をベースバンド信号として周波数偏移による変調を施した周波数シフトキーイング変調信号からシンボル同期信号を検出するシンボル検出器と、前記周波数シフトキーイング変調信号のゼロクロス点を検出するゼロクロス検出回路と、1ビットデータの区間を定めるシンボル期間毎に前記ゼロクロス検出回路の検出信号をカウントするゼロクロス検出カウンタと、前記ゼロクロス検出カウンタが一定値になるまでの時間を計測し、その計測時間と一定時間との時間差を求める時間差検出回路と、前記時間差から前記周波数シフトキーイング変調信号のシンボル期間当たりの位相差を求める位相差検出回路と、を有する位相差積分器と、前記位相差積分器からの出力信号を、前記シンボル同期信号に基づいて生成されたタイミング信号でサンプルホールドするサンプルホールド回路と、前記サンプルホールド回路からの出力信号と閾値電圧とを比較することにより復調信号を生成する判定器と、を有することを特徴とする周波数シフトキーイング復調器である。
【0009】
請求項4に記載の発明は、前記固定発振回路は、2つ以上の位相の異なる発振出力信号を生成し、前記シンボル同期信号との位相差が最少である前記発振出力信号を基準信号として選択し、出力することを特徴とする請求項1又は請求項3に記載の周波数シフトキーイング復調器である。
【0010】
請求項5に記載の発明は、前記固定発振回路に代えてPLL回路を有し、前記PLL回路は、2つの信号の位相差を比較する位相比較器と、前記位相比較器の出力信号を積分するローパスフィルタと、前記ローパスフィルタの出力信号により発振周波数が変化する電圧制御発振器と、前記電圧制御発振器の出力信号を分周する分周器と、を有し、前記PLL回路は、前記シンボル同期信号と前記分周器の出力信号との位相が一致するように前記電圧制御発振器を制御し、前記電圧制御発振器の出力信号を基準信号として出力する、ことを特徴とする請求項1又は請求項3に記載の周波数シフトキーイング復調器である。
【0011】
請求項6に記載の発明は、前記位相差積分器の出力信号を平均化した電圧を前記閾値電圧とすることを特徴とする請求項1又は請求項3に記載の周波数シフトキーイング復調器である。
【0012】
請求項7に記載の発明は、前記平均化する手段として前記位相差積分器の出力信号を低域通過フィルタにより平滑化した電圧を前記閾値電圧とすることを特徴とする請求項6に記載の周波数シフトキーイング復調器である。
【0013】
請求項8に記載の発明は、前記平均化する手段として前記サンプルホールド回路からの出力信号の最大値及び最小値を検出し、それぞれの電位の中点を前記閾値電圧とすることを特徴とする請求項6に記載の周波数シフトキーイング復調器である。
【0016】
請求項9に記載の発明は、前記位相差積分器と前記サンプルホールド回路との間に一定の周波数より低い周波数のみを通過させる低域フィルタ回路を有することを特徴とする請求項1又は請求項3に記載の周波数シフトキーイング復調器である。
【0017】
請求項10に記載の発明は、前記位相差積分器と前記サンプルホールド回路との間に一定の周波数範囲の周波数のみを通過させる帯域フィルタ回路を有することを特徴とする請求項1又は請求項3に記載の周波数シフトキーイング復調器である。
【0018】
本発明は、PLL回路を含まない簡易な回路構成又は、簡易なPLL回路を含む回路構成で受信特性の良い周波数シフトキーイング復調器を実現できるという作用を有する。
また、本発明は、判定器で用いる閾値電圧を自動的に生成(調整)できるため、入力した周波数シフトキーイング変調信号に周波数オフセットがある場合においても好適な閾値電圧を用いて、精度良くディジタル化した復調信号を得ることができる周波数シフトキーイング復調器を実現できるという作用を有する。
【0019】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施するための好適な形態を具体的に示した実施例について図面を参照しながら説明する。
【0020】
《実施例1》
図1〜図4を用いて、実施例1の周波数シフトキーイング復調器について説明する。
図1は、本発明の実施例1における周波数シフトキーイング復調器の構成を示すブロック図である。
図1で、101はIF信号、102はシンボル検出器、103はシンボル同期信号、104は固定発振回路、105は位相差積分器、106は復調ベースバンド信号、107はサンプルホールド回路、108はサンプルホールド信号、109は判定器、110は閾値電圧、111は復調信号である。
IF信号101は、アンテナ等で受信した高周波信号である周波数シフトキーイング変調信号を周波数変換回路(不図示)にて変換し生成した中間周波信号である。
【0021】
尚、実施例1における周波数シフトキーイング変調信号は、送信ベースバンド信号が“+1”を示す場合には周波数を中心周波数より固定量だけ増加させ、“−1”を示す場合には同じ周波数だけ減少させる方式により変調されている。
【0022】
シンボル検出器102は、IF信号101の最初に送られてくるプリアンブル信号からシンボル期間を検出し、立ち上がりエッジによりシンボル期間の境界を定めるシンボル同期信号103を生成し、これを位相差積分器105及びサンプルホールド回路107に出力する。プリアンブル信号とは、クロック同期を確立させるために送信フレーム(シンボル)に先行して伝送されるビットパターン列である。また、1シンボル期間に1ビットのデータが伝送される。
固定発振回路104は、固定した周波数の信号(基準信号)を出力する。
【0023】
位相差積分器105は、IF信号101と固定発振回路104からの基準信号との位相を比較し、その位相誤差を積分(高周波成分を除去し、低周波成分を出力)することにより復調ベースバンド信号106を生成し、出力する。
図2は、位相差積分器105の内部構成を示すブロック図である。
図2で、201は第1のゼロクロス検出回路、202はIF信号ゼロクロス検出信号、203は第1のゼロクロス検出カウンタ、204はIF信号ゼロクロスカウンタ信号、205は第2のゼロクロス検出回路、206は固定発振回路ゼロクロス検出信号、207は第2のゼロクロス検出カウンタ、208は固定発振回路ゼロクロスカウンタ信号、209はクロック信号発生器、210は時間差検出回路、211は進み時間信号、212は遅れ時間信号、213は位相差検出回路である。
【0024】
第1のゼロクロス検出回路201は、IF信号101のゼロクロス点を検出し、IF信号ゼロクロス検出信号202を出力する。ゼロクロス点とは、IF信号101の極性が反転する点である。典型的には、第1のゼロクロス検出回路201は、IF信号101を高い増幅率で増幅して飽和させ、2値化して出力する。第1のゼロクロス検出カウンタ203は、第1のゼロクロス検出器201からのIFゼロクロス検出信号202の立ち上がりエッジを検出する毎にインクリメントするカウンタである。また、第1のゼロクロス検出カウンタ203は、カウンタ値がインクリメントして一定値(N)になるまでHIGHレベルの信号を出力し、N値到達後は、LOWレベルの信号を出力する。(IF信号ゼロクロスカウンタ信号204)
【0025】
第2のゼロクロス検出回路205は、固定発振回路104から出力される基準信号のゼロクロス点を検出し、固定発振回路ゼロクロス検出信号206を出力する。第2のゼロクロス検出カウンタ207は、第2のゼロクロス検出回路205からの固定発振回路ゼロクロス検出信号206の立ち上がりエッジを検出する毎にインクリメントするカウンタである。また、第2のゼロクロス検出カウンタ207は、カウンタ値がインクリメントして一定値(N)になるまでHIGHレベルの信号を出力し、N値到達後は、LOWレベルの信号を出力する。(固定発振回路ゼロクロスカウンタ信号208)
【0026】
また、第1のゼロクロス検出カウンタ203のカウンタ値及び第2のゼロクロス検出カウンタ207のカウンタ値は、シンボル検出器102からのシンボル同期信号103の立ち上がりエッジ801でリセット(0クリア)される。
【0027】
時間差検出回路210は、IF信号ゼロクロスカウンタ信号204の立ち下がりエッジ及び固定発振回路ゼロクロスカウンタ信号208の立ち下がりエッジの時間差をクロック信号発生器209からのクロック信号を用いて計測し、それらの時間差信号を位相差検出回路213に出力する。この時、IF信号ゼロクロスカウンタ信号204のHIGHレベル時間<固定発振回路ゼロクロスカウンタ信号208のHIGHレベル時間 の場合は、進み時間信号211を出力し、IF信号ゼロクロスカウンタ信号204のHIGHレベル時間>固定発振回路ゼロクロスカウンタ信号208のHIGHレベル時間 の場合は、遅れ時間信号212を出力する。
【0028】
位相差検出回路213は、時間差検出回路210からの時間差信号(進み時間信号211又は遅れ時間信号212)をクロック信号発生器209からの基準クロック信号を用いて計測する。そして、その時間(進み時間又は遅れ時間)に比例定数(K)を乗算することにより復調ベースバンド信号106を生成し、出力する。
【0029】
図3に位相差積分器105の各構成要素の動作波形例を示す。
シンボル同期信号103の1シンボル期間301において、IF信号101の周波数>固定発振回路104の周波数 なので、IF信号ゼロクロス検出信号202及び固定発振回路ゼロクロス検出信号206が図のような波形となる。
すると、第1のゼロクロス検出カウンタ203のカウンタ値の方が、第2のゼロクロス検出カウンタ207のカウンタ値よりも早くNに到達する。時間差検出回路210は、その差分の信号を進み時間信号211として位相差検出回路213に出力する。
位相差検出回路213は、クロック信号発生器209からのクロック信号を用いて、進み時間信号211の時間幅を計測し、進み時間差303を求める。この進み時間差303を位相に変換するためにKを乗算し、1シンボル期間301の位相差305(復調ベースバンド信号106)を算出する。
【0030】
1シンボル期間302では、IF信号101の周波数<固定発振回路104の周波数 となり、IF信号ゼロクロス検出信号202及び固定発振回路ゼロクロス検出信号206が図のような波形となる。
よって、第2のゼロクロス検出カウンタ207のカウンタ値の方が、第1のゼロクロス検出カウンタ203のカウンタ値よりも早くNに到達する。時間差検出回路210は、その差分の信号を遅れ時間信号212として位相差検出回路213に出力する。
位相差検出回路213は、クロック信号発生器209からのクロック信号を用いて、遅れ時間信号212の時間幅を計測し、遅れ時間差304を求める。この遅れ時間差304を位相に変換するためにKを乗算し、1シンボル期間302の位相差306(復調ベースバンド信号106)を算出する。
【0031】
サンプルホールド回路107は、復調ベースバンド信号106を1シンボル期間毎にサンプリングし,保持する回路である。
判定器109は、サンプルホールド回路107からのサンプルホールド信号108と閾値電圧110との比較を行う。この時、サンプルホールド信号108が大きければHIGHレベル信号を、小さければLOWレベル信号を出力し、これが復調信号111となる。
【0032】
図4に実施例1の周波数シフトキーイング復調器おいての主要な信号の動作波形例を示す。
送信ベースバンド信号401が図のような波形となる場合に、復調ベースバンド信号106は、前述の位相差積分器105により図のようにのこぎり波状の信号となる。
サンプルホールド回路107は、シンボル期間毎に復調ベースバンド信号106のピークをサンプルして、ホールドする。そしてサンプルホールド信号108を出力する。
判定器109は、サンプルホールド信号108と閾値電圧110とを比較し、ディジタル信号である復調信号111を生成する。
【0033】
以上のように、実施例1の周波数シフトキーイング復調器においては、位相差積分器105が、IF信号101と固定発振回路104からの基準信号との位相差を1シンボル期間毎に積分した復調ベースバンド信号106を生成する。サンプルホールド回路107は、復調ベースバンド信号106のサンプル点を1シンボル期間毎に検出する。このサンプル点の電位と閾値電圧110とを比較することにより、復調信号111を生成する。よって、復調ベースバンド信号106の生成にPLL回路を必要としないため、全体の回路構成が簡易であり、且つ、復調ベースバンド信号106に作用する符号間干渉の発生問題が無い精度の良い復調ができる。
【0034】
《実施例2》
図5を用いて、実施例2の周波数シフトキーイング復調器について説明する。図5は、フィルタ回路を付加した実施例2の周波数シフトキーイング復調器の構成を示すブロック図である。実施例2の周波数シフトキーイング復調器の構成は、フィルタ回路501が追加されている点で実施例1の周波数シフトキーイング復調器(図1)と異なる。他の点では両者は同一である。同一のものについては同一符号を付し、説明を省略する。
フィルタ回路501は、位相差積分器105とサンプルホールド回路107との間にあり、信号伝送に適した雑音除去用のフィルタ(例えば、低域通過フィルタ)である。
従来のPLL回路による周波数シフトキーイング復調器(図15)では、復調ベースバンド信号1504は、VCO1505の制御電圧にフィードバックされており、IF信号1501に含まれる雑音成分、特に位相雑音についても信号としてフィードバックされる。しかし、復調ベースバンド信号1504と該雑音を分離するようなフィルタ回路を付加することは、PLL回路の伝達特性を変更するため、PLL回路自体の特性の変化をもたらし、最適な受信特性にできない。
【0035】
しかし、実施例2による周波数シフトキーイング復調器の構成では、信号をフィードバックする必要がないので、従来のPLL回路を用いた周波数シフトキーイング復調器では困難であったフィルタによる信号と雑音の分離を可能にし、信号対雑音比を良くすることにより、受信特性を改善することができる。
【0036】
《実施例3》
図6〜図8を用いて、実施例3の周波数シフトキーイング復調器について説明する。
図6は、本発明の実施例3における周波数シフトキーイング復調器の構成を示すブロック図である。なお、実施例1と同一のものについては、同一符号を付し、説明を省略する。
固定発振回路601は、実施例1と同様に固定した周波数の信号(固定発振回路信号602)を出力するが、シンボル検出器102からのシンボル同期信号103に同期させて信号を出力している点が異なる。
図7は、固定発振回路601の論理回路図である。
図7で、CLK_A701、CLK_B702、CLK_C703、CLK_D704は、1個の固定周波数の発振器からそれぞれ異なる位相で分周され出力された同一周波数の発振信号(クロック)であり、CLK_A701→CLK_B702→CLK_C703→CLK_D704が、一定の位相差(例えば、π/2[rad])を持つ。
【0037】
Dラッチ707は、データ入力端子708、クロック入力端子709、リセット入力端子710、Q出力端子711、Qバー出力端子712を有する。
ENB705は、無線データ列の固まりである無線フレーム期間803のスタート直前に4個のDラッチ707をリセットする。リセット期間は短く、それ以外の期間においてENB705は、4個のDラッチ707をリセットしない(動作可能にする。)。リセットされた4個のDラッチ707のQバー出力端子712は、HIGHレベルとなり、これらの信号を入力する4入力ANDゲート717は、HIGHレベルを出力する。4個の2入力ANDゲート716は、それぞれCLK_A701、CLK_B702、CLK_C703、CLK_D704を入力し、出力する。
【0038】
4個のDラッチ707は、CLK_A701〜CLK_D704をそれぞれのクロック入力端子709に入力可能な状態となる(無線フレーム期間803が始まる。)。
4個のDラッチ707がクロックを入力可能な状態になり、且つシンボル同期信号103がHIGHレベルになった後(シンボル期間の開始後)、最初に例えば、CLK_A701が、LOWレベルからHIGHレベルに変化する。CLK_A701に対応するDラッチ707は、シンボル同期信号103(HIGHレベル)をラッチし、Q出力端子711は、HIGHレベルを出力し、Qバー出力端子712は、LOWレベルを出力する。4入力ANDゲート717は、LOWレベルを含む信号を入力する故、LOWレベルを出力する。4個の2入力ANDゲート716は、CLK_A701〜CLK_D704を遮断し、LOWレベルを出力する。
【0039】
セレクタ715は、Q出力端子711がHIGHレベルになったDラッチ707に対応する信号(CLK_A701)を選択し、固定発振回路信号602(基準信号)として出力する。
無線フレーム期間803に渡って4個のDラッチ707の状態は変化しない。
また、上記の動作は無線フレーム入力毎に繰り返される。
従って、無線フレーム期間803毎に、シンボル同期信号103の立ち上がりタイミングに最も近い立ち上がりタイミングを有する信号(CLK_A701〜CLK_D704の何れか)が選択され、選択された信号が固定発振回路信号602(基準信号)として出力される。
【0040】
図8を用いて、この動作の説明をする。
図8は、固定発振回路601内の動作波形例を示す。
CLK_A701、CLK_B702、CLK_C703、CLK_D704は、シンボル同期信号103に関係なく、受信側システムの電源ON時から発振している。今、ENB705はHIGHレベルの信号であり、全Dラッチ707からのQ出力信号713はLOWレベルの信号、Qバー出力信号714は、HIGHレベルの信号であるとする。
ここで、シンボル同期信号103の立ち上がりエッジ801後に、CLK_A701が最も早く立ち上がる(CLK_A701の立ち上がりエッジ802)ので、CLK_A701のクロック選択信号706が対応するラッチD707に入力されると、CLK_A701に対応するラッチD707からのQ出力信号713はHIGHレベル(シンボル同期信号103を出力)に変化し、Qバー出力信号714は、LOWレベル信号に変化する。
【0041】
セレクタ715は、Q出力信号713がHIGHレベルに変化したクロック(CLK_A701)を判定して、CLK_A701を固定発振回路信号602として出力する。
また、4つのDラッチ707の何れか1つでもQバー出力信号714がLOWレベルとなれば、全てのクロック選択信号706はLOWレベルとなるため全Dラッチ707の変化は以後発生しない。
これは無線通信のデータ列の固まりである無線フレーム期間803の間、同じ信号となる。
この状態はENB705がLOWレベルになるとリセットされる。次の無線フレームの入力が始まると再度ENB705がHIGHレベルに変化し、最適なクロックを固定発振回路信号602に選択するように動作する。
【0042】
本発明の周波数シフトキーイング復調器では、固定発振回路601の基準信号は、シンボル同期信号103に同期させていることが好ましいが、以上のように実施例3の固定発振回路601は、複数の位相が異なるクロックを有し、シンボル同期信号103とより位相の近いクロックを固定発振回路信号602に採用するため、これを実現できる。
【0043】
《実施例4》
図9を用いて、実施例4の周波数シフトキーイング復調器について説明する。実施例4の周波数シフトキーイング復調器は、実施例2(図6)の固定発振回路601をPLL回路901に置き換えた構成を有する。それ以外の点で両者は同一である。
図9のPLL回路901は、位相比較器902、LPF903、VCO904、分周器905とを有する。
位相比較器902は、シンボル同期信号103と分周器905からの出力信号の位相差を比較し、位相誤差信号をLPF903に出力する。
LPF903は、この位相誤差信号を積分して、VCO904を制御する電圧(VCO制御電圧)を出力するローパスフィルタである。
VCO904は、VCO制御電圧の変化により、発振周波数を変化させる。
分周器905は、VCO904の発振周波数を分周する。
PLL回路901は、シンボル同期信号103と分周器905の出力信号との位相を一致させるようにVCO904の発振周波数を制御して、シンボル同期信号103に位相同期した固定発振回路信号602を生成できる。
【0044】
実施例4の周波数シフトキーイング復調器は、実施例3の周波数シフトキーイング復調器と同様の効果を有する。
【0045】
《実施例5》
図10〜図11を用いて、実施例5の周波数シフトキーイング復調器について説明する。
図10は、本発明の実施例5における周波数シフトキーイング復調器の構成を示すブロック図である。
実施例5の周波数シフトキーイング復調器は、閾値電圧1004を閾値電圧生成回路1001を用いて生成する点で実施例1と異なる。他の点では両者は同一である。実施例1と同一のものについては、同一符号を付し、説明を省略する。図10に示すように、閾値電圧生成回路1001は、マックスホールド回路1002及びミニマムホールド回路1003を有し、マックスホールド回路1002でサンプルホールド信号108の最大電位を、ミニマムホールド回路1003でその最小電位を検出し、それら2つの電位の中点を閾値電圧1004とする。
【0046】
固定発振回路104からの固定発振回路信号602とIF信号101の中心周波数に差(周波数オフセット)がある場合の動作についての説明を行う。
図11は、実施例5における周波数シフトキーイング復調器の各構成要素の動作波形例である。
今、受信した周波数シフトキーイング変調信号の変調方式においては、送信ベースバンド信号が“+1”と”−1”を示す場合で周波数を中心周波数より増減させる幅が異なっていて、”+1”の場合>“−1”の場合となっている。
従って送信ベースバンド信号401が“+1”の時は位相偏移が大きくなるため復調ベースバンド信号106のプラス側の振幅が大きくなる。一方送信ベースバンド信号401が“−1”のときは位相偏移が小さくなるので復調ベースバンド信号106のマイナス側の振幅が小さくなる。つまり最大位相偏移>最小位相変位となる。
この信号をサンプルホールドしてサンプルホールド信号108を生成すると図のようにプラス方向にシフトした波形となる。
【0047】
閾値電圧生成回路1001は、マックスホールド回路1002を用いて、このサンプルホールド信号108の最大電位を検出する。また、ミニマムホールド回路1003を用いて、サンプルホールド信号108の最小電位を検出する。閾値電圧生成回路1001は、検出した最大電位と最小電位の中間電位を求めることで閾値電圧1004を生成する。
【0048】
以上のように、実施例5の周波数シフトキーイング復調器においては、サンプルホールド信号108の最大値をマックスホールド回路1002で検出し、サンプルホールド信号108の最小値をミニマムホールド回路1003で検出し、それぞれの電位の中点をサンプルホールド信号108と比較する閾値電圧1004としているので、例えば、IF信号101に周波数オフセットがある場合でも、閾値電圧1004を自動的に調整するため、最適の閾値電圧で復調ベースバンド信号106を判定し、復調信号111を出力する。
【0049】
また、実施例2の周波数シフトキーイング復調器と同様に、位相差積分器105とサンプルホールド回路107との間にフィルタ回路501があっても良い。その場合は、実施例2の周波数シフトキーイング復調器と同様の効果を有する。
【0050】
《実施例6》
図12を用いて、実施例6の周波数シフトキーイング復調器について説明する。
図12は、本発明の実施例6における周波数シフトキーイング復調器の構成を示すブロック図である。
実施例6の周波数シフトキーイング復調器は、実施例5の周波数シフトキーイング復調器の閾値電圧生成回路1001に代えて、低域通過フィルタ1201を有する。他の点では両者は同一である。実施例5と同一のものについては、同一符号を付し、説明を省略する。
【0051】
低域通過フィルタ1201は、復調ベースバンド信号106を低域通過フィルタを用いて平均化し、閾値電圧1202を生成している。
ここで用いる低域通過フィルタは、抵抗及びコンデンサのみで形成されるパッシブフィルタ(ラグフィルタ、ラグリードフィルタ)又は、トランジスタなどの能動素子用いたアクティブフィルタでも良い。
【0052】
実施例6の周波数シフトキーイング復調器においては、IF信号101に周波数オフセットがある場合でも、閾値電圧1202を自動的に調整し、最適の閾値電圧で復調ベースバンド信号106を判定し、復調信号111を出力することができる。
【0053】
また、実施例2の周波数シフトキーイング復調器と同様に、位相差積分器105とサンプルホールド回路107との間にフィルタ回路501があっても良い。その場合は、実施例2の周波数シフトキーイング復調器と同様の効果を有する。
【0054】
《実施例7》
図13及び図14を用いて、実施例7の周波数シフトキーイング復調器について説明する。
図13は、本発明の実施例7における周波数シフトキーイング復調器の構成を示すブロック図である。実施例7の周波数シフトキーイング復調器は、実施例1の周波数シフトキーイング復調器の位相差積分器105に代えて位相差積分器1301を有し、更に遅延器1313を有する点で実施例1の周波数シフトキーイング復調器と異なる。実施例1と同一のものについては、同一符号を付し、説明を省略する。
図13で、位相差積分器1301は、第1のゼロクロス検出回路201、第2のゼロクロス検出回路205、初期値電圧生成回路1302、ゲート回路1303、定電流充電器1305、定電流放電器1306、偏移量検出回路1307、コンデンサ1310を有する。
【0055】
初期値電圧生成回路1302は、E/2(V)(電源電圧をE(V)とする。)の直流電圧を供給する。E/2(V)は、コンデンサ1310の電位可変範囲(ダイナミックレンジ)の中間電位である。
ゲート回路1303は、信号検出開始指令1304(例えば、無線フレームの立ち上がりエッジ)をトリガとして一定のパルス期間初期値電圧生成回路1302が供給する直流電圧を出力する。
【0056】
定電流充電器1305は、IF信号ゼロクロス検出信号202の立ち上がりエッジを検出する度に一定パルス期間コンデンサ1310の電位を上げる。
定電流放電器1306は、固定発振回路ゼロクロス検出信号206の立ち上がりエッジを検出する度に一定パルス期間コンデンサ1310の電位を下げる。
また、それぞれの立ち上がりエッジ検出時の充電電荷と放電電荷は等しくなるように設定されている。
【0057】
偏移量検出回路1307は、低域通過フィルタ1308及びオペアンプ1309を有する。低域通過フィルタ1308は、コンデンサ1310の平均電位を出力する。定電流充電器1305の1パルス当たりの充電電荷と、定電流放電器1306の1パルス当たりの放電電荷が等しければ(オフセットが無ければ)、コンデンサ1310の平均電位はE/2(V)に保たれる。
オペアンプ1309は、初期値電圧生成回路1302からの出力電圧(E/2(V))と入力信号(低域通過フィルタ1308からの出力電圧、すなわちコンデンサ1310の平均電位)との差分を増幅し、差分信号を出力する。
【0058】
オペアンプ1309の出力電圧は、定電流充電器1305と定電流放電器1306にフィードバックされ、定電流充電器1305の平均充電電荷と定電流放電器1306の平均放電電荷が等しくなり、コンデンサ1310の平均電位がE/2(V)に保たれるように、定電流充電器1305の充電電荷及び定電流放電器1306の放電電荷を制御する。
【0059】
以上のように構成された位相差積分器1301から出力される復調ベースバンド信号1311は、連続した位相変化となる。(図14)
サンプルホールド回路107は、復調ベースバンド信号1311をシンボル同期毎にサンプリングして、サンプルホールド信号1312を出力する。
遅延器1313は、サンプルホールド回路107からのサンプルホールド信号1312を1シンボル期間遅延させた遅延信号1314を判定器1315に出力する。
判定器1315は、サンプルホールド信号1312から遅延信号1314を減算し、その結果”+”の場合はHIGHレベル信号を、それ以外の場合はLOWレベル信号を出力する。これが復調信号111となる。(図14)
【0060】
以上のように、実施例7の周波数シフトキーイング復調器においては、位相差積分器1301は、シンボル同期信号103と同期させる回路構成は必要なく、遅延器1313による1シンボル期間遅延させた遅延信号1314とサンプルホールド信号1312とを比較することにより、復調信号111を生成する。これは、簡易な回路構成で実施例1の周波数シフトキーイング復調器と同等の受信特性が得られ、また、実施例5又は実施例6の周波数シフトキーイング復調器と同様に周波数オフセットの問題にも対応が可能である。
【0061】
また、実施例2の周波数シフトキーイング復調器と同様に、位相差積分器1301とサンプルホールド回路107との間にフィルタ回路501があっても良い。その場合は、実施例2の周波数シフトキーイング復調器と同様の効果を有する。
【0062】
【発明の効果】
以上のように、本発明の周波数シフトキーイング復調器によれば、IF信号から復調ベースバンド信号を生成する処理において、直接的にはPLL回路を使用しないため簡易な回路構成となり、また、従来のPLL回路を用いた周波数シフトキーイング復調器では困難であったフィルタによる信号と雑音の分離を可能としているため、精度の良い復調ができる。
【0063】
また、サンプルホールド回路からの信号からディジタル化した復調信号を生成する際に、比較する電圧を自動的に好適な値に調整できるため、入力した周波数シフトキーイング変調信号に周波数オフセットが生じている場合でも対応ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例1における周波数シフトキーイング復調器の構成を示すブロック図である。
【図2】位相差積分器105の構成を示すブロック図である。
【図3】位相差積分器105の各構成要素の動作波形例を示す図である。
【図4】本発明の実施例1における周波数シフトキーイング復調器の主要な信号の動作波形例を示す図である。
【図5】本発明の実施例2における周波数シフトキーイング復調器の構成を示すブロック図である。
【図6】本発明の実施例3における周波数シフトキーイング復調器の構成を示すブロック図である。
【図7】固定発振回路601の論理回路図である。
【図8】固定発振回路601内の動作波形例を示す図である。
【図9】本発明の実施例4における周波数シフトキーイング復調器のPLL回路901の構成を示すブロック図である。
【図10】本発明の実施例5における周波数シフトキーイング復調器の構成を示すブロック図である。
【図11】本発明の実施例5における周波数シフトキーイング復調器の主要な信号の動作波形例を示す図である。
【図12】本発明の実施例6における周波数シフトキーイング復調器の構成を示すブロック図である。
【図13】本発明の実施例7における周波数シフトキーイング復調器の構成を示すブロック図である。
【図14】本発明の実施例7における周波数シフトキーイング復調器の主要な信号の動作波形例を示す図である。
【図15】従来の周波数シフトキーイング復調器の構成を示すブロック図である。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a frequency shift keying type demodulator for modulating a digital signal by frequency shift.
[0002]
[Prior art]
Generally, a phase locked loop (hereinafter, referred to as "PLL" (Phase Locked Loop)) circuit is used for a demodulator using the frequency shift keying method.
Hereinafter, a frequency shift keying demodulator using a conventional PLL circuit will be described with reference to FIG.
FIG. 15 is a block diagram showing a configuration of a frequency shift keying demodulator using a conventional PLL circuit.
15, 1501 is an IF signal, 1502 is a phase comparator, 1503 is an LPF, 1504 is a demodulated baseband signal, 1505 is a VCO, 1506 is a VCO output signal, 1507 is a determiner, 1508 is a threshold voltage, and 1509 is a demodulated signal. It is.
[0003]
The IF signal 1501 is an intermediate frequency signal generated by converting a frequency shift keying modulation signal, which is a high frequency signal received by an antenna or the like, by a frequency conversion circuit (not shown).
The
The
The
The
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, the PLL circuit is a loop circuit including the
In particular, the cut-off frequency (cut-off frequency) of the PLL circuit needs to be increased in order to improve the response to the input modulation signal. However, if the response is improved, the signal-to-noise ratio becomes worse due to noise. In order to maintain the balance, an optimum circuit design has been required, and the circuit has been complicated by adding a compensation circuit and the like.
Further, since the cutoff frequency acts on the demodulated baseband signal 1504 as intersymbol interference, it has been a cause of erroneous determination when the
The conventional frequency shift keying demodulator has the above problem.
[0005]
An object of the present invention is to provide a frequency shift keying demodulator that accurately demodulates a frequency shift keying modulation signal input with a simple circuit configuration without using a high-precision PLL circuit.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, a frequency shift keying demodulator according to the present invention has the following configuration.
According to the first aspect of the present invention, there is provided a fixed oscillation circuit for oscillating a reference signal of a fixed frequency, a phase difference between a frequency shift keying modulation signal obtained by performing modulation by frequency shift using a digital signal as a baseband signal, and a phase difference between the reference signal and the reference signal. A phase difference integrator for detecting the integral value of each of the symbol periods defining a section of 1-bit data, a symbol detector for detecting a symbol synchronization signal from the frequency shift keying modulation signal, and an output from the phase difference integrator. A signal, a sample and hold circuit that samples and holds a timing signal generated based on the symbol synchronization signal, a determiner that generates a demodulated signal by comparing an output signal from the sample and hold circuit with a threshold voltage, And a frequency shift keying demodulator.
[0007]
According to a second aspect of the present invention, the phase difference integrator detects a first zero-cross point of the frequency shift keying modulation signal and a second zero-cross detection of the reference signal. A circuit, a first zero-crossing detection counter that counts a detection signal of the first zero-crossing detection circuit for each symbol period, and a second that counts a detection signal of the second zero-crossing detection circuit for each symbol period. A zero-cross detection counter, a time difference detection circuit that measures a time until the first zero-cross detection counter and the second zero-cross detection counter reach a constant value, and obtains a time difference between the two; and a frequency shift keying modulation based on the time difference. A phase difference detection circuit for obtaining a phase difference per symbol period of the signal. A frequency shift keying demodulator according to
[0008]
According to a third aspect of the present invention, there is provided a symbol detector for detecting a symbol synchronization signal from a frequency shift keying modulated signal obtained by performing modulation by frequency shift using a digital signal as a baseband signal, and a zero cross point of the frequency shift keying modulated signal. , A zero-cross detection counter that counts a detection signal of the zero-cross detection circuit for each symbol period that defines a section of 1-bit data, and a time until the zero-cross detection counter reaches a constant value. A phase difference integrator having a time difference detection circuit for obtaining a time difference between the measurement time and the fixed time; and a phase difference detection circuit for obtaining a phase difference per symbol period of the frequency shift keying modulation signal from the time difference. The output signal from the phase difference integrator is calculated based on the symbol synchronization signal. Frequency shift comprising: a sample and hold circuit for sampling and holding with the generated timing signal; and a determiner for generating a demodulated signal by comparing an output signal from the sample and hold circuit with a threshold voltage. It is a keying demodulator.
[0009]
According to a fourth aspect of the present invention, the fixed oscillation circuit generates two or more oscillation output signals having different phases, and selects the oscillation output signal having the smallest phase difference from the symbol synchronization signal as a reference signal. The frequency shift keying demodulator according to claim 1 or 3, wherein the frequency shift keying demodulator outputs the signal.
[0010]
The invention according to claim 5 has a PLL circuit in place of the fixed oscillation circuit, wherein the PLL circuit integrates a phase comparator for comparing a phase difference between two signals and an output signal of the phase comparator. A low-pass filter, a voltage-controlled oscillator whose oscillation frequency changes according to the output signal of the low-pass filter, and a frequency divider for dividing the output signal of the voltage-controlled oscillator. The voltage controlled oscillator is controlled so that the phase of the signal and the output signal of the frequency divider coincide, and the output signal of the voltage controlled oscillator is output as a reference signal. 3. The frequency shift keying demodulator according to
[0011]
The invention according to claim 6 is the frequency shift keying demodulator according to
[0012]
According to a seventh aspect of the present invention, as the averaging means, a voltage obtained by smoothing an output signal of the phase difference integrator by a low-pass filter is used as the threshold voltage. It is a frequency shift keying demodulator.
[0013]
The invention according to claim 8 is characterized in that, as the averaging means, a maximum value and a minimum value of the output signal from the sample hold circuit are detected, and a midpoint of each potential is set as the threshold voltage. A frequency shift keying demodulator according to claim 6.
[0016]
Claim 9 2. The invention according to
[0017]
Claim 10 The invention according to
[0018]
The present invention has an effect that a frequency shift keying demodulator having good reception characteristics can be realized with a simple circuit configuration not including a PLL circuit or a circuit configuration including a simple PLL circuit.
Further, since the present invention can automatically generate (adjust) the threshold voltage used in the decision unit, even if the input frequency shift keying modulation signal has a frequency offset, it can use a suitable threshold voltage to accurately digitize. This has the effect of realizing a frequency shift keying demodulator capable of obtaining a demodulated signal.
[0019]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment that specifically shows a preferred embodiment for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.
[0020]
<< Example 1 >>
First Embodiment A frequency shift keying demodulator according to a first embodiment will be described with reference to FIGS.
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of the frequency shift keying demodulator according to the first embodiment of the present invention.
In FIG. 1, 101 is an IF signal, 102 is a symbol detector, 103 is a symbol synchronization signal, 104 is a fixed oscillation circuit, 105 is a phase difference integrator, 106 is a demodulation baseband signal, 107 is a sample and hold circuit, and 108 is a sample. A hold signal, 109 is a determiner, 110 is a threshold voltage, and 111 is a demodulated signal.
The IF signal 101 is an intermediate frequency signal generated by converting a frequency shift keying modulation signal, which is a high frequency signal received by an antenna or the like, by a frequency conversion circuit (not shown).
[0021]
The frequency shift keying modulation signal in the first embodiment increases the frequency by a fixed amount from the center frequency when the transmission baseband signal indicates “+1”, and decreases by the same frequency when the transmission baseband signal indicates “−1”. It is modulated according to the method of causing.
[0022]
The
The fixed
[0023]
The
FIG. 2 is a block diagram showing an internal configuration of the
2,
[0024]
The first zero
[0025]
The second zero
[0026]
The counter value of the first zero-crossing
[0027]
The time
[0028]
The phase
[0029]
FIG. 3 shows an operation waveform example of each component of the
In one symbol period 301 of the
Then, the counter value of the first zero-crossing
The phase
[0030]
In one symbol period 302, the frequency of the IF signal 101 <the frequency of the fixed
Therefore, the counter value of the second zero-crossing
The phase
[0031]
The sample and hold
The
[0032]
FIG. 4 shows an operation waveform example of a main signal in the frequency shift keying demodulator of the first embodiment.
When the transmission baseband signal 401 has a waveform as shown in the figure, the demodulated baseband signal 106 is converted into a sawtooth signal by the above-described
The sample and hold
The
[0033]
As described above, in the frequency shift keying demodulator of the first embodiment, the
[0034]
<< Example 2 >>
Second Embodiment A frequency shift keying demodulator according to a second embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a block diagram illustrating a configuration of a frequency shift keying demodulator according to a second embodiment to which a filter circuit is added. The configuration of the frequency shift keying demodulator of the second embodiment is different from that of the first embodiment (FIG. 1) in that a
The
In the frequency shift keying demodulator (FIG. 15) using the conventional PLL circuit, the demodulated baseband signal 1504 is fed back to the control voltage of the
[0035]
However, in the configuration of the frequency shift keying demodulator according to the second embodiment, since it is not necessary to feed back a signal, the signal and noise can be separated by a filter, which is difficult with a frequency shift keying demodulator using a conventional PLL circuit. By improving the signal-to-noise ratio, the reception characteristics can be improved.
[0036]
<< Example 3 >>
Third Embodiment A frequency shift keying demodulator according to a third embodiment will be described with reference to FIGS.
FIG. 6 is a block diagram illustrating a configuration of the frequency shift keying demodulator according to the third embodiment of the present invention. Note that the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.
The fixed
FIG. 7 is a logic circuit diagram of the fixed
In FIG. 7,
[0037]
The
The
[0038]
The four D latches 707 enter a state in which
After the four D-
[0039]
The
The states of the four D latches 707 do not change over the radio frame period 803.
The above operation is repeated every time a radio frame is input.
Therefore, a signal (one of CLK_A701 to CLK_D704) having a rising timing closest to the rising timing of the
[0040]
This operation will be described with reference to FIG.
FIG. 8 shows an example of operation waveforms in the fixed
Here, after the rising
[0041]
The
In addition, if the Q-
This is the same signal during the wireless frame period 803, which is a group of wireless communication data strings.
This state is reset when
[0042]
In the frequency shift keying demodulator of the present invention, the reference signal of the fixed
[0043]
<< Example 4 >>
Fourth Embodiment A frequency shift keying demodulator according to a fourth embodiment will be described with reference to FIG. The frequency shift keying demodulator of the fourth embodiment has a configuration in which the fixed
The PLL circuit 901 in FIG. 9 includes a
The
The
The
The PLL circuit 901 controls the oscillation frequency of the
[0044]
The frequency shift keying demodulator of the fourth embodiment has the same effect as the frequency shift keying demodulator of the third embodiment.
[0045]
<< Example 5 >>
Fifth Embodiment A frequency shift keying demodulator according to a fifth embodiment will be described with reference to FIGS.
FIG. 10 is a block diagram illustrating a configuration of a frequency shift keying demodulator according to a fifth embodiment of the present invention.
The frequency shift keying demodulator according to the fifth embodiment is different from the first embodiment in that a threshold voltage 1004 is generated using a threshold voltage generation circuit 1001. Otherwise they are identical. The same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted. As shown in FIG. 10, the threshold voltage generation circuit 1001 has a
[0046]
An operation in the case where there is a difference (frequency offset) between the center frequencies of the fixed oscillation circuit signal 602 from the fixed
FIG. 11 shows an embodiment. 5 5 is an example of operation waveforms of each component of the frequency shift keying demodulator in FIG.
Now, in the modulation method of the received frequency shift keying modulation signal, when the transmission baseband signal indicates “+1” and “−1”, the width for increasing or decreasing the frequency from the center frequency is different, and when “+1”. >"-1".
Therefore, when the transmission baseband signal 401 is "+1", the phase shift becomes large, and the plus side amplitude of the demodulated baseband signal 106 becomes large. On the other hand, when the transmission baseband signal 401 is “−1”, the phase shift is small, and thus the amplitude of the demodulated baseband signal 106 on the minus side is small. That is, maximum phase shift> minimum phase shift.
When this signal is sampled and held to generate the sample and hold signal 108, the waveform is shifted in the plus direction as shown in the figure.
[0047]
The threshold voltage generation circuit 1001 detects the maximum potential of the sample and hold signal 108 by using the
[0048]
As described above, in the frequency shift keying demodulator of the fifth embodiment, the maximum value of the sample hold signal 108 is detected by the
[0049]
Further, similarly to the frequency shift keying demodulator of the second embodiment, a
[0050]
<< Example 6 >>
Sixth Embodiment A frequency shift keying demodulator according to a sixth embodiment will be described with reference to FIG.
FIG. 12 is a block diagram illustrating a configuration of the frequency shift keying demodulator according to the sixth embodiment of the present invention.
The frequency shift keying demodulator of the sixth embodiment has a low-
[0051]
The low-
The low-pass filter used here may be a passive filter (a lag filter, a lag-lead filter) formed only of a resistor and a capacitor, or an active filter using an active element such as a transistor.
[0052]
In the frequency shift keying demodulator of the sixth embodiment, even when the IF signal 101 has a frequency offset, the threshold voltage 1202 is automatically adjusted, the demodulated baseband signal 106 is determined with the optimal threshold voltage, and the demodulated signal 111 Can be output.
[0053]
Further, similarly to the frequency shift keying demodulator of the second embodiment, a
[0054]
<< Example 7 >>
Seventh Embodiment A frequency shift keying demodulator according to a seventh embodiment will be described with reference to FIGS.
FIG. 13 is a block diagram illustrating a configuration of a frequency shift keying demodulator according to the seventh embodiment of the present invention. The frequency shift keying demodulator of the seventh embodiment has a phase difference integrator 1301 instead of the
In FIG. 13, the phase difference integrator 1301 includes a first zero
[0055]
The initial value
The
[0056]
The constant
Each time the constant
The charge and the discharge at the time of detecting the rising edge are set to be equal.
[0057]
The shift amount detection circuit 1307 includes a low-
The operational amplifier 1309 amplifies the difference between the output voltage (E / 2 (V)) from the initial value
[0058]
The output voltage of the operational amplifier 1309 is fed back to the constant
[0059]
Demodulated baseband signal 1311 output from phase difference integrator 1301 configured as described above has a continuous phase change. (FIG. 14)
The sample and hold
The
The
[0060]
As described above, in the frequency shift keying demodulator of the seventh embodiment, the phase difference integrator 1301 does not need a circuit configuration for synchronizing with the
[0061]
Further, similarly to the frequency shift keying demodulator of the second embodiment, a
[0062]
【The invention's effect】
As described above, according to the frequency shift keying demodulator of the present invention, in the process of generating the demodulated baseband signal from the IF signal, the PLL circuit is not directly used, so that the circuit has a simple circuit configuration. Since a signal and noise can be separated by a filter, which has been difficult with a frequency shift keying demodulator using a PLL circuit, accurate demodulation can be performed.
[0063]
Also, when generating a digitized demodulated signal from the signal from the sample-and-hold circuit, the voltage to be compared can be automatically adjusted to a suitable value, so that a frequency offset occurs in the input frequency shift keying modulation signal. But I can cope.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of a frequency shift keying demodulator according to a first embodiment of the present invention. Figure It is.
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of an operation waveform of each component of the
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of operation waveforms of main signals of the frequency shift keying demodulator according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a block diagram illustrating a configuration of a frequency shift keying demodulator according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a block diagram illustrating a configuration of a frequency shift keying demodulator according to a third embodiment of the present invention. Figure It is.
FIG. 7 is a logic circuit diagram of a fixed
FIG. 8 is a diagram showing an example of operation waveforms in a fixed
FIG. 9 is a block diagram illustrating a configuration of a PLL circuit 901 of a frequency shift keying demodulator according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a block diagram illustrating a configuration of a frequency shift keying demodulator according to a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a diagram illustrating an example of operation waveforms of main signals of a frequency shift keying demodulator according to a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a block diagram illustrating a configuration of a frequency shift keying demodulator according to a sixth embodiment of the present invention.
FIG. 13 is a block diagram illustrating a configuration of a frequency shift keying demodulator according to a seventh embodiment of the present invention.
FIG. 14 is a diagram illustrating an example of operation waveforms of main signals of the frequency shift keying demodulator according to the seventh embodiment of the present invention.
FIG. 15 is a block diagram showing a configuration of a conventional frequency shift keying demodulator.
Claims (10)
ディジタル信号をベースバンド信号として周波数偏移による変調を施した周波数シフトキーイング変調信号と前記基準信号との位相差の積分値を、1ビットデータの区間を定めるシンボル期間毎に検出する位相差積分器と、
前記周波数シフトキーイング変調信号からシンボル同期信号を検出するシンボル検出器と、
前記位相差積分器からの出力信号を、前記シンボル同期信号に基づいて生成されたタイミング信号でサンプルホールドするサンプルホールド回路と、
前記サンプルホールド回路からの出力信号と閾値電圧とを比較することにより復調信号を生成する判定器と、
を有することを特徴とする周波数シフトキーイング復調器。A fixed oscillation circuit that oscillates a fixed frequency reference signal;
A phase difference integrator for detecting an integrated value of a phase difference between a frequency shift keying modulated signal obtained by performing modulation by frequency shift using a digital signal as a baseband signal and the reference signal for each symbol period which defines a section of 1-bit data. When,
A symbol detector for detecting a symbol synchronization signal from the frequency shift keying modulation signal,
A sample-and-hold circuit that samples and holds an output signal from the phase difference integrator with a timing signal generated based on the symbol synchronization signal;
A determiner that generates a demodulated signal by comparing an output signal from the sample and hold circuit with a threshold voltage,
A frequency shift keying demodulator comprising:
前記基準信号のゼロクロス点を検出する第2のゼロクロス検出回路と、
前記シンボル期間毎に前記第1のゼロクロス検出回路の検出信号をカウントする第1のゼロクロス検出カウンタと、
前記シンボル期間毎に前記第2のゼロクロス検出回路の検出信号をカウントする第2のゼロクロス検出カウンタと、
前記第1のゼロクロス検出カウンタ及び前記第2のゼロクロス検出カウンタが一定値になるまでの時間を計測し、双方の時間差を求める時間差検出回路と、
前記時間差から前記周波数シフトキーイング変調信号のシンボル期間当たりの位相差を求める位相差検出回路と、
を有することを特徴とする請求項1に記載の周波数シフトキーイング復調器。A first zero-cross detection circuit that detects a zero-cross point of the frequency shift keying modulation signal;
A second zero-crossing detection circuit for detecting a zero-crossing point of the reference signal;
A first zero-cross detection counter that counts a detection signal of the first zero-cross detection circuit for each symbol period;
A second zero-cross detection counter that counts a detection signal of the second zero-cross detection circuit for each symbol period;
A time difference detection circuit that measures a time until the first zero-cross detection counter and the second zero-cross detection counter reach a constant value and obtains a time difference between the two;
A phase difference detection circuit for determining a phase difference per symbol period of the frequency shift keying modulation signal from the time difference;
The frequency shift keying demodulator according to claim 1, comprising:
前記周波数シフトキーイング変調信号のゼロクロス点を検出するゼロクロス検出回路と、1ビットデータの区間を定めるシンボル期間毎に前記ゼロクロス検出回路の検出信号をカウントするゼロクロス検出カウンタと、前記ゼロクロス検出カウンタが一定値になるまでの時間を計測し、その計測時間と一定時間との時間差を求める時間差検出回路と、前記時間差から前記周波数シフトキーイング変調信号のシンボル期間当たりの位相差を求める位相差検出回路と、を有する位相差積分器と、
前記位相差積分器からの出力信号を、前記シンボル同期信号に基づいて生成されたタイミング信号でサンプルホールドするサンプルホールド回路と、
前記サンプルホールド回路からの出力信号と閾値電圧とを比較することにより復調信号を生成する判定器と、
を有することを特徴とする周波数シフトキーイング復調器。A symbol detector for detecting a symbol synchronization signal from a frequency shift keying modulation signal obtained by performing modulation by frequency shift using a digital signal as a baseband signal;
A zero-crossing detection circuit that detects a zero-crossing point of the frequency shift keying modulation signal, a zero-crossing detection counter that counts a detection signal of the zero-crossing detection circuit for each symbol period that defines a 1-bit data section, A time difference detection circuit that measures a time until the time becomes, and obtains a time difference between the measured time and the fixed time, and a phase difference detection circuit that obtains a phase difference per symbol period of the frequency shift keying modulation signal from the time difference. A phase difference integrator having
A sample-and-hold circuit that samples and holds an output signal from the phase difference integrator with a timing signal generated based on the symbol synchronization signal;
A determiner that generates a demodulated signal by comparing an output signal from the sample and hold circuit with a threshold voltage,
A frequency shift keying demodulator comprising:
前記PLL回路は、2つの信号の位相差を比較する位相比較器と、
前記位相比較器の出力信号を積分するローパスフィルタと、
前記ローパスフィルタの出力信号により発振周波数が変化する電圧制御発振器と、
前記電圧制御発振器の出力信号を分周する分周器と、
を有し、
前記PLL回路は、前記シンボル同期信号と前記分周器の出力信号との位相が一致するように前記電圧制御発振器を制御し、前記電圧制御発振器の出力信号を基準信号として出力する、
ことを特徴とする請求項1又は請求項3に記載の周波数シフトキーイング復調器。A phase locked loop (hereinafter, referred to as “PLL”) circuit in place of the fixed oscillation circuit;
A phase comparator for comparing a phase difference between the two signals;
A low-pass filter for integrating the output signal of the phase comparator;
A voltage-controlled oscillator whose oscillation frequency changes according to the output signal of the low-pass filter;
A frequency divider for dividing the output signal of the voltage controlled oscillator,
Has,
The PLL circuit controls the voltage controlled oscillator so that the phase of the symbol synchronization signal matches the output signal of the frequency divider, and outputs the output signal of the voltage controlled oscillator as a reference signal.
The frequency shift keying demodulator according to claim 1 or 3, wherein:
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