[go: up one dir, main page]

JP3658769B2 - Receiver - Google Patents

Receiver Download PDF

Info

Publication number
JP3658769B2
JP3658769B2 JP33614693A JP33614693A JP3658769B2 JP 3658769 B2 JP3658769 B2 JP 3658769B2 JP 33614693 A JP33614693 A JP 33614693A JP 33614693 A JP33614693 A JP 33614693A JP 3658769 B2 JP3658769 B2 JP 3658769B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
signal
frequency
output
switch
mixing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP33614693A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH07202747A (en
Inventor
良雄 堀池
康男 吉村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Corp
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Panasonic Corp
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Panasonic Corp, Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Panasonic Corp
Priority to JP33614693A priority Critical patent/JP3658769B2/en
Publication of JPH07202747A publication Critical patent/JPH07202747A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3658769B2 publication Critical patent/JP3658769B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Superheterodyne Receivers (AREA)

Description

【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は、主として無線通信に用いられる受信装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
一般に無線通信における受信方式としてシングルス−パヘテロダイン方式やダブルス−パヘテロダイン方式が用いられている。しかしながら上記従来のヘテロダイン方式ではイメージ周波数を除去するための帯域フィルタや隣接チャンネル信号を除去するための帯域フィルタが必要である。そして前記帯域フィルタとして水晶やセラミックの機械的振動特性を利用したメカニカルフィルタが用いられている。そのため形状が大きいことや高価であること等の諸問題がある。そのため近年、新たな受信方式としてダイレクトコンバージョン受信方式が検討されてきている。図9に従来のダイレクトコンバージョン受信方式のブロック図を示す。1はアンテナ、2は高周波増幅手段、3は第一のミキシング手段、4は隣接チャンネル信号を除去するための第一の低域フィルタ、5は第一の低周波増幅手段、6は信号発生手段、7は90゜位相シフター、8は第二のミキシング手段、9は隣接チャンネル信号を除去するための第二の低域フィルタ、10は第二の低周波増幅手段である。11は位相差検出手段であり、第一の波形整形手段12と第二の波形整形手段13とD−フリップフロップ14からなっている。端子aは第一の低周波増幅手段5の出力端子、端子bは第一の波形整形手段12の出力端子、端子cは第二の低周波増幅手段10の出力端子、端子dは第二の波形整形手段13の出力端子、端子eはD−フリップフロップ14の出力端子である。さてアンテナ1に
S=cos{ω+P(t)・Δω}・t P(t):1または−1の符号列
ω:搬送波角周波数 Δω:角周波数偏移であり極性は正
で表わされるFSK信号Sが入力した場合について考える。FSK信号Sは高周波増幅手段2により増幅された後、第一及び第二のミキシング手段3、8に入力する。信号発生手段6では
Q=COS{ω+x}・t x:搬送波角周波数ωからの角周波数誤差
で表わされる信号Qを発生する。90゜位相シフターでは信号発生手段6からの信号Qが90゜位相シフトされQ’=SIN{ω+x}・tとなる。第一のミキシング手段3では信号発生手段6からの信号QとFSK信号Sのかけ算が行なわれる。第二のミキシング手段8では90゜位相シフター7からの信号Q’とFSK信号のかけ算が行なわれる。そして第一及び第二の低域フィルター4、9により希望信号以外の高周波成分が除去され、第一及び第二の低周波増幅手段5、10により希望信号が増幅される。従って端子a及び端子cには次の信号が出力する。
【0003】
端子a:S×Q=COS{P(t)・Δωーx}・t
端子c:S×Q’=SIN{P(t)・Δωーx}・t
信号発生手段6は発振周波数安定度の高い水晶が用いられており、Δω》xに選ばれている。説明を簡単にするためにx=0として以下説明する。符号列P(t)と各端子a、b、c、d、eの信号波形の関係を図10に示し、図10を参照しながら説明する。図10から明かなように符号列P(t)が−1の時には端子aの信号に比べ端子cの信号は位相が90゜進んでいる。一方符号列P(t)が1の時には端子aの信号に比べ端子cの信号は位相が90゜遅れている。従って位相差検出手段11において端子aの信号と端子cの信号の位相差を検出することにより元の符号列P(t)を再生することができる。位相差検出手段11の位相の進み遅れ検出方法としてD−フリップフロップを用いて図9の端子b、端子cに示す波形より、端子eの出力波形を得ることができる。図10において端子bの立ち下がりエッジで端子dのレベル(丸印)をラッチして端子eに出力する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記従来の構成では、信号発生手段6の発振周波数の搬送波周波数からの誤差xが角周波数偏移Δωより大きい場合や、符号列P(t)の符号変化速度が角周波数偏移Δωに比べ無視できない大きさの場合には以下の問題を有していた。
【0005】
(1)誤差xが角周波数偏移Δωに比べ無視できない大きさの場合
符号列P(t)が変化しても、端子aと端子cの信号間で位相の進み、遅れの変化が生じない。そのため符号列P(t)を再生できない。
【0006】
(2)符号変化速度が角周波数偏移Δωに比べ無視できない大きさの場合
1ビット伝送時間内に端子a及び端子cの信号が1周期に満たなくなってくる。そのため位相の進み、遅れの判定がむずかしくなってくるため符号列P(t)正確な再生ができない。
【0007】
さらに従来の構成では、復調可能な変調信号はFSK信号だけである。すなわち音声信号のようなアナログ信号で変調されたFM信号やAM信号は復調することができないという課題があった。
【0008】
本発明は上記課題を解決するもので、簡単なスイッチ手段を用いて誤差xの影響をなくし、正確なデータの復調を可能とするだけでなく、音声信号のようなアナログ信号で変調されたFM信号やAM信号も復調することのできる受信装置を実現することを目的としたものである。
【0011】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の受信装置は、受信すべき搬送波信号周波数に近い周波数の信号を出力する第一の信号発生手段と、前記第一の信号発生手段からの信号と受信信号の差の周波数となる信号を取り出す第一のミキシング手段と、前記第一の信号発生手段からの信号を位相シフトした信号と前記受信信号の差の周波数となる信号を取り出す第二のミキシング手段と、時間的に連続した矩形波信号を発生する第二の信号発生手段と、前記第二の信号発生手段からの矩形波信号により前記第一のミキシング手段からの信号をスイッチする第一のスイッチ手段と、前記第二の信号発生手段からの矩形波信号を位相シフトした矩形波信号により前記第二のミキシング手段からの信号をスイッチする第二のスイッチ手段と、前記第一のスイッチ手段の出力信号と前記第二のスイッチ手段の出力信号とを加算または引算する演算手段と、前記第一のスイッチ手段及び前記第二のスイッチ手段の前段あるいは後段に設けられ前記第一及び第二のスイッチ手段の出力信号に含まれる前記第一のミキシング手段からの信号及び第二のミキシング手段からの信号の高調波成分を減衰させるフィルタと、前記演算手段の出力信号の周波数に応じた電圧を発生する周波数−電圧変換手段と、前記周波数−電圧変換手段の出力電圧に応じて前記第一の信号発生手段の出力周波数を前記受信信号の搬送波周波数と等しくなる方向に制御する周波数補正手段とを備えたものでもある。
【0012】
また、受信すべき搬送波信号周波数に近い周波数の信号を出力する第一の信号発生手段と、前記第一の信号発生手段からの信号と受信信号の差の周波数となる信号を取り出す第一のミキシング手段と、前記第一の信号発生手段からの信号を位相シフトした信号と前記受信信号の差の周波数となる信号を取り出す第二のミキシング手段と、時間的に連続した矩形波信号を発生する第二の信号発生手段と、前記第二の信号発生手段からの矩形波信号により前記第一のミキシング手段からの信号をスイッチする第一のスイッチ手段と、前記第二の信号発生手段からの矩形波信号を位相シフトした矩形波信号により前記第二のミキシング手段からの信号をスイッチする第二のスイッチ手段と、前記第一のスイッチ手段の出力信号と前記第二のスイッチ手段の出力信号とを加算または引算する演算手段と、前記第一のスイッチ手段及び前記第二のスイッチ手段の前段あるいは後段に設けられ前記第一及び第二のスイッチ手段の出力信号に含まれる前記第一のミキシング手段からの信号及び第二のミキシング手段からの信号の高調波成分を減衰させるフィルタと、前記演算手段の出力信号の周波数に応じた電圧を発生する周波数−電圧変換手段と、前記周波数−電圧変換手段の出力に生じるパルス状の雑音を除去する雑音除去手段とで構成され、前記雑音除去手段の出力電圧を復調出力とするものでもある。
【0020】
また、雑音除去手段は、周波数−電圧変換手段に入力する信号の零クロス点の間隔がある値以上の時パルスを発生するパルス出力手段と、前記パルス出力手段からのパルス信号を前記周波数−電圧変換手段に入力する信号の零クロス点の間隔に挿入するパルス挿入手段とで構成されたものでもある。
【0021】
【作用】
本発明は上記構成によって、第二の信号発生手段からの信号周波数を、受信すべき搬送波周波数と第一の信号発生手段の発振周波数との角周波数誤差xよりも大きく設定することにより角周波数誤差xの影響を受けることがない。さらに、第一のミキシング手段からの信号及び第二のミキシング手段からの信号が非線形回路を通ることにより発生する高調波成分を減衰させることにより符号列P(t)を正確に再生することができることとなる。
【0022】
【実施例】
以下本発明の実施例を図1を参照して説明する。なお図9の従来例と同一の機能ブロックには同一の番号を付与している。1はアンテナ、2は高周波増幅手段、3は第一のミキシング手段、4は隣接チャンネル信号を除去するための第一の低域フィルタ、101は第一のリミッタアンプ、102は第一の高調波除去フィルタ、6は第一の信号発生手段、7は90゜位相シフター、8は第二のミキシング手段、9は隣接チャンネル信号を除去するための第二の低域フィルタ、103は第二のリミッタアンプ、104は第二の高調波除去フィルタ、15は第一のスイッチ手段、16は第二のスイッチ手段、17は第二の信号発生手段、18は90゜移相手段、19は加減算を行う演算手段、20は帯域フィルタ、21は周波数−電圧変換手段、22は雑音除去手段、23は周波数補正手段である。さてアンテナ1に入力する信号Sとして、
S=cos{ω+Δω}・t
ω:搬送波角周波数 Δω:角周波数偏移であり正負両方の極性を有する
を考える。ここでデータあるいは音声により角周波数偏移Δωは時間的に変化する。すなわち信号Sは周波数変調を受けた信号である。第一の信号発生手段6では、従来例と同様
Q=COS{ω+x}・t x:搬送波角周波数ωからの角周波数誤差
で表わされる信号Qを発生する。90゜位相シフター7では信号発生手段6からの信号Qが90゜位相シフトされQ’=SIN{ω+x}tとなる。従って従来例と同様、第一の低域フィルタ4および第二の低域フィルタ9の出力端子a及びcには
端子a:S×Q=COS{Δωーx}・t
端子c:S×Q’=SIN{Δωーx}・t
なる信号が生じる。上記信号は第一のリミッタアンプ101及び第二のリミッタアンプ103で増幅され信号が大きい場合には上下対象に信号がクリップされる。すなわち矩形波信号に変換され、角周波数{Δωーx}の整数倍の角周波数成分が発生する。一方、第二の信号発生手段17では
R=COS{r・t}-(1/3)・COS{3・r・t}+(1/5)・COS{5・r・t)
で表される矩形波信号Rを発生させる。ここでr>(Δωーx)に設定されている。
【0023】
例えば最大角周波数偏移=2.4kHz/(2π)、最大周波数誤差=−4kHzとすると(Δωーx)の最大値は6.4kHzであるからr/(2π)=16kHzに設定する。
【0024】
まず説明を簡単にするためにリミッタアンプ101及び103において信号がクリップされず線形に増幅された場合を考える。端子aの信号は第一のスイッチ手段15において、第二の信号発生手段で発生する矩形波信号Rによりスイッチングされる。一方90゜移相手段18の出力には
R’=SIN{r・t}+(1/3)・SIN{3・r・t}+(1/5)・SIN{5・r・t)
なる矩形波信号R’が出力する。従って、端子cの信号は第二のスイッチ手段16において、矩形波信号R’によりスイッチングされる。よって第一のスイッチ手段15の出力端子a’及び第二のスイッチ手段16の出力端子c’には
端子a’:{COS{(Δωーx)・t}}・{COS{r・t}-(1/3)・COS{3・r・t}+・・・・・・・}
端子c’:{SIN{(Δωーx)・t}}・{SIN{r・t}+(1/3)・SIN{3・r・t}+・・・・・・・}
が生じる。
【0025】
端子a’及び端子c’の信号は、演算手段19において加算される。従って演算手段19の出力端子fには
端子f:COS{n・{{r+x}ーΔω}・t}-(1/3)・COS{{{3・r-x}+Δω}・t}+… (1)式
なる信号が出力する。帯域フィルタ20は、第一のスイッチ手段17及び第二のスイッチ手段18で発生する角周波数rの高調波成分に関係する項、すなわち(1)式の第二項以上を除去するためのものである。従って帯域フィルタ20の出力端子f’には
端子f’:COS{{{r+x}ーΔω}・t} (2)式
なる信号が出力する。ここでr>(Δω-x)に設定されているため、(2)式の位相は正の時間において常に正である。すなわち負の周波数が生じることはない。よって(2)式から明かなように端子f’に生じる出力信号は{r+x}なる角周波数を有する搬送波信号がΔωの周波数偏移を受けた周波数変調信号とみなすことができる。従って周波数に比例した出力電圧を発生する周波数−電圧変換手段21により端子f’に生じた周波数変調信号を復調することができる。さらに端子f’に生じた復調信号は雑音除去手段22でFM復調において発生するFM復調特有のパルス状の雑音が除去され端子gに出力される。帯域フィルタ20は中心周波数が16kHz付近と低いためモノリシックICで構成することができる。なお第一のスイッチ手段15及び第二のスイッチ手段16のスイッチ構成によっては、角周波数rの成分がスイッチ手段15、16の出力に生じる場合がある。この時第二の信号発生手段17からの矩形波信号を第一のスイッチ手段15あるいは第二のスイッチ手段16の出力に加え、角周波数rの成分を打ち消すようにする。また第一のスイッチ手段15及び第二のスイッチ手段16のスイッチ構成によっては、端子aあるいは端子cの信号が第一のスイッチ手段15あるいは第二のスイッチ手段16に生じることがある。この端子aあるいは端子cの信号は、帯域フィルタ20で取り除くことができるが、帯域フィルタ20の代わりにローパスフィルタを用いた場合には、端子aあるいは端子cの信号を第一のスイッチ手段15あるいは第二のスイッチ手段16の出力に加え、端子aあるいは端子cの信号を打ち消すようにすればよい。
【0026】
次に、リミッタアンプ101及び103において信号がクリップされ矩形波信号に変換された場合を考える。矩形波信号は立ち上がり、立ち下がりの変化点において位相が不連続に変化する。従って高調波除去フィルタ102及び104がない場合、演算手段19の出力信号は端子a、端子cの矩形波信号の立ち上がり及び立ち下がり点において周波数がインパルス的に変化することになる。すなわち演算手段19の出力信号は広帯域の周波数成分を有することになる。そのため次段の帯域フィルタ20において帯域制限された時、端子a、端子cの矩形波信号の立ち上がり及び立ち下がり点のタイミングにおいて振幅が大きく下がるという現象を生じさせ周波数−電圧変換手段21における周波数復調出力に歪を発生させることになる。データ伝送においてはビット誤り率を悪化させることになる。そこで本発明では第一の高調波除去フィルタ102及び第二の高調波除去フィルタ104を用いて、端子a、端子cの矩形波信号の高調波成分を除去することにより矩形波信号の立ち上がり及び立ち下がりをなめらかにしている。これにより演算手段19の出力信号は周波数がインパルス的に変化することはないため、帯域フィルタ20で帯域制限を行っても出力信号の振幅が大きく下がることはなくなる。したがって周波数−電圧変換手段21における周波数復調出力に歪が生じることはない。
【0027】
このように本発明の構成を用いれば、第一の信号発生手段6で発生する信号の周波数安定度が悪くアンテナ入力信号の周波数との誤差角周波数xが大きくても第二の信号発生手段17で発生する矩形波信号の角周波数rをr>(Δω±xの最大値)に選ぶことにより誤差角周波数xの影響を受けることなく元のデータあるいは音声信号を復調することができる。本発明の構成を用いれば、周波数補正手段23を用いなくても信号を復調できるが、さらに受信における安定度を向上させるために、端子gの信号の直流電圧を周波数補正手段23で検出し、端子gの直流電圧がある基準値Kになるように第一の信号発生手段6の信号周波数を制御するようにすればなお効果的である。基準値Kは誤差角周波数x=0の時に端子gより出力する電圧値に等しいように設定される。周波数補正手段23は抵抗とコンデンサより構成されるローパスフィルタを用い、ローパスフィルタの出力で第一の信号発生手段6の発生周波数を制御する構成でもよいし、図1には図示していないが端子gの復調出力から信号を受信したことを検知すると、端子gの電圧をA/D変換した後マイクロコンピュータ処理により第一の信号発生手段6の発生周波数を制御する直流電圧をD/A変換で発生する構成にしてもよい。さらに図1には図示していないが端子gの復調出力から信号を受信したことを検知すると、第一の低域フィルタ4及び第二の低域フィルタ9の遮断周波数を低くするように切り換える。このようにすればS/N特性を向上することができる。
【0028】
また図1における演算手段19を加算動作として説明したが引算動作を行ってもかまわない。この場合端子f’の信号は、COS{{{rーx}+Δω}・t}となる。
【0029】
また第一の高調波除去フィルタ102及第二の高調波フィルタ104を第一のスイッチ手段15及び第二のスイッチ手段16の前段に挿入しているが、第一のスイッチ手段15及び第二のスイッチ手段16の後段でかつ演算手段の前段に挿入してもよい。
【0030】
図2は図1における第一のスイッチ手段15及び第二のスイッチ手段16に適用できるスイッチ手段の構成を示す。図2において、24は端子aの信号あるいは端子cの信号が入力する入力端子、25は第二の信号発生手段17からの矩形波信号RあるいはR’が入力する入力端子、26は出力端子、27は増幅度1の反転回路、28は電子スイッチである。電子スイッチ28は入力端子25に入力する矩形波信号Rあるいは矩形波信号R’の位相が正か負かで出力端子と入力端子との接続が切り替わる。このような電子スイッチ28はアナログスイッチとしてCMOSで簡単に実現できるし、バイポーラトランジスタを用いても簡単に構成できる。
【0031】
図3は図1における周波数−電圧変換手段21及び雑音除去手段22の構成を示す図及び波形図である。図1では周波数−電圧変換手段21の後段に雑音除去手段22を配置しているが、図3の例では周波数−電圧変換手段21の中に雑音除去手段22を組み込んでいる。図3Aにおいて40は端子f’に示す周波数変調信号が入力する入力端子、29は増幅手段、30はコンパレータで構成された二値化手段、31は第一の遅延手段であり、抵抗32とコンデンサ33とコンパレータ34で構成される。35は排他的論理和手段、36は第二の遅延手段、37はパルス挿入手段、38はパルス発生手段、39はローパスフィルタ、41は復調出力端子である。入力端子40に入力した信号の周波数が高くなると排他的論理和手段35の出力パルス間隔が狭くなり、入力周波数が低くなると排他的論理和手段35の出力パルス間隔が広くなる。従ってローパスフィルタ39で不要な高周波成分を取り除くと排他的論理和手段35の出力パルス間隔に応じた電圧変化を取り出すことができる。復調感度を上げるためには第一の遅延手段31での遅延量を大きくすればよい。さて次に雑音除去方法について図3Bの波形図を用いて説明する。h及びiは排他的論理和手段35の入力である。従って排他的論理和35の出力はjに示すようなパルス列となる。さて入力端子40に入力する信号に雑音が含まれている場合、雑音の影響により信号h及びiのパルス列が不規則になり、1パルス分欠落する場合がある。このように信号h及びiのパルスが欠落すると排他的論理和手段35の出力jのパルスも欠落する。従って、jの信号をローパスフィルタに通すとパルスが欠落した部分で大きなパルス状の雑音が生じる。パルス発生手段38では、信号jに通常のパルス間隔T1より充分長い時間T2(例えばT2=2・T1)の間にパルスがなければT1毎にHIGH/LOWを繰り返すパルス出力lを発生する。パルス出力lはjにパルスが生じるとストップする。信号jは第二の遅延手段36により遅延され、信号kとなる。パルス挿入手段37では、パルス出力lの立ち上がり及び立ち下がりエッジにあわせて信号kのパルス幅に等しいパルスを信号kに挿入する。図3Bの波形図における信号mの○印のパルスが挿入されたパルスである。信号mをローパスフィルタに通し復調信号を得る。このようにパルスを挿入することによりパルスの欠落がなくなり復調出力からパルス状の雑音が発生することはなくなる。なお信号jにパルスを挿入したが信号hにパルスを挿入した後、第一の遅延手段31で信号iをつくり、排他的論理和手段35でパルスの欠落のない信号jを作成するようにしてもよい。
【0032】
図4は図1における周波数−電圧変換手段21の他の構成を示す図である。図4において図3と同一の機能ブロックには同一の番号を付与している。42はエッジ検出手段、43は単安定マルチバイブレータである。エッジ検出手段42は図3における遅延手段31と排他的論理和手段35で構成されている。単安定マルチバイブレータ43の出力は、端子40に入力する信号の周波数に応じてパルス間隔が狭くなったり広くなったりする。従って図3の場合と同様ローパスフィルタ39で不要な高周波成分を取り除くと単安定マルチバイブレータ43の出力パルス間隔に応じた電圧変化を取り出すことができる。図4の構成の利点は遅延手段31での遅延量を大きくとる必要がないという点である。そのためコンデンサ33と抵抗32で構成される回路の時定数を大きくする必要がない。そして復調感度は単安定マルチバイブレータ43の出力のパルス幅を適当に選べば復調感度を最適に設定できる。雑音除去の方法については図3と同じである。
【0033】
図5は雑音除去手段22の他の構成及び波形図を示す。図5Aにおいて44は周波数−電圧変換手段21の復調出力が入力する入力端子、45はデータ信号等の希望信号を取り除いて雑音成分だけを取り出すハイパスフィルタ、46はあるレベル以上の雑音を取り出すコンパレータ、47はパルス幅延長手段であり、45、46、47でパルス発生手段48を構成している。49は遅延手段、50は保持手段、51は出力端子である。図5Bの波形図を参照しながら雑音除去手段22の動作を説明する。入力端子44に入力した信号vはハイパスフィルタ45により信号wとなる。コンパレータ46でパルス状の雑音だけが取り出され信号xとなる。信号xはパルス幅延長手段47でパルス幅が広げられ信号yとなる。一方信号vは遅延手段49で遅延され、保持手段50では信号yのパルス出力期間中、遅延された信号vの値がサンプリングホールドされる。従って出力端子51の出力は信号zとなる。この信号zを図示していないがローパスフィルタを通すことによりなめらかな変化にすることができる。また保持手段50の代わりに引算手段を用い、信号zと信号yの引算を行って雑音を除去するように構成してもよい。なおパルス発生手段の出力信号yとして図3の信号lを用いてもよい。
【0034】
図6に周波数−電圧変換手段の他の実施例の構成を示す。図6において、60は図1における演算手段19の出力信号が入力する入力端子、61は11kHz付近に中心周波数を有するバンドパスフィルタで構成された第一のフィルタ、62は21kHz付近に中心周波数を有するバンドパスフィルタで構成された第二のフィルタ、63はダイオードで構成された整流回路からなる第一の信号出力手段、64はダイオードで構成された整流回路からなる第二の信号出力手段、65は引算手段、39はローパスフィルタ、66は出力端子である。図7は図6の動作を説明するための周波数に対する出力レベルの特性を示す特性図である。図7−Aにおける特性1は第一のフィルタ61の出力特性、特性2は第二のフィルタ62の出力特性である。図7−Bは引算手段65の出力特性である。図7−Bの特性より入力端子60に入力する信号の周波数変化を電圧変化として出力端子66より出力することができる。39はローパスフィルタであり16kHz付近及びその高調波成分を取り除くためのフィルタである。図6の周波数−電圧変換手段を用いれば図1における帯域フィルタ20を省略できる。すなわち第一のフィルタ61と第二のフィルタ62が不要な16kHzの高調波成分を取り除く帯域フィルタ20を兼ねている。さらに図3及び図4に示す周波数−電圧変換手段の構成で発生するパルス状の雑音が発生しにくいため雑音除去手段22を用いなくても誤り発生の少ないデータ復調を行うことができるという利点がある。なお第一のフィルタ61及び第二のフィルタ62は抵抗とコンデンサ及びトランジスタを用いたアクティブフィルタで構成することができる。
【0035】
図8に第二の信号発生手段17と90゜移相手段18の構成を示す。52はマイクロコンピュータの基準クロックより作成したクロック信号が入力する入力端子、53、54、55はD−フリップフロップであり、それぞれ1/2分周器を構成している。56、57は出力端子であり、端子56から矩形波信号R、端子57から矩形波信号Rに直交した矩形波信号R’が出力する。図8の回路を用いれば簡単にIC化が可能である。なお入力端子52に入力する信号として双安定マルチバイブレータ等で発振させた信号を用いてもよい。
【0036】
なお図1の実施例では周波数変調信号の復調について説明したが、周波数変調信号だけでなく振幅変調信号や位相変調信号の復調も図1の周波数−電圧変換手段21のかわりに入力する変調信号に対応した復調手段を用いることにより可能である。
【0037】
高周波増幅手段2からの信号を本発明の構成装置の入力信号としているが、高周波増幅手段2の出力信号を周波数変換した中間周波数信号を本発明の構成装置の入力信号としてもかまわない。
【0038】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の受信装置によれば、簡単な構成の電子スイッチを用いて第一の信号発生手段の周波数安定度が悪くても正確な復調を行うことができる。従って周波数安定度の良い高価な水晶発振器を第一の信号発生手段に用いる必要がなく、また高価なメカニカルフィルタも必要がなくかつIC化しやすいため安価に受信装置を実現できることとなる。加えてアンテナに大きなレベルの信号が入力し、受信回路でクリップした場合でも復調することが可能であるためAGC回路を必要としないという効果がある。
【0039】
また周波数補正手段を用いればさらに周波数安定度の悪い場合であっても、正確に周波数変調信号の復調を行うことができる。
【0040】
また雑音除去手段を用いれば周波数変調信号の復調において、パルス状の雑音を取り除くことができるためS/N特性の改善をはかることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例における受信装置のブロック図
【図2】本発明の一実施例におけるスイッチ手段のブロック図
【図3】(A)は本発明の一実施例における周波数−電圧変換手段及び雑音除去手段のブロック図
(B)は波形図
【図4】本発明の一実施例における周波数−電圧変換手段及び雑音除去手段の他のブロック図
【図5】(A)は本発明の一実施例における雑音除去手段のブロック図(B)は波形図
【図6】本発明の一実施例における周波数−電圧変換手段の他のブロック図
【図7】図6における周波数−電圧変換手段の特性図
【図8】本発明の一実施例における第二の信号発生手段と90゜移相手段のブロック図
【図9】従来の受信装置のブロック図
【図10】従来の受信装置における各出力端子の出力図
【符号の説明】
1 アンテナ
2 高周波増幅手段
3 第一のミキシング手段
4 第一の低域濾波手段
6 第一の信号発生手段
7 90゜シフター
8 第二のミキシング手段
9 第二の低域濾波手段
15 第一のスイッチ手段
16 第二のスイッチ手段
17 第二の信号発生手段
18 90゜移相手段
19 演算手段
21 周波数−電圧変換手段
22 周波数補正手段
22 雑音除去手段
102 高調波除去フィルタ
104 高調波除去フィルタ
[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to a receiving apparatus mainly used for wireless communication.
[0002]
[Prior art]
In general, a single super heterodyne system or a double super heterodyne system is used as a reception system in wireless communication. However, the conventional heterodyne method requires a band filter for removing image frequencies and a band filter for removing adjacent channel signals. A mechanical filter using mechanical vibration characteristics of quartz or ceramic is used as the band filter. Therefore, there are various problems such as large shape and high price. Therefore, in recent years, a direct conversion reception method has been studied as a new reception method. FIG. 9 shows a block diagram of a conventional direct conversion reception system. 1 is an antenna, 2 is high-frequency amplification means, 3 is first mixing means, 4 is a first low-pass filter for removing adjacent channel signals, 5 is first low-frequency amplification means, and 6 is signal generation means. , 7 is a 90 ° phase shifter, 8 is a second mixing means, 9 is a second low-pass filter for removing adjacent channel signals, and 10 is a second low-frequency amplification means. Reference numeral 11 denotes a phase difference detection means, which includes a first waveform shaping means 12, a second waveform shaping means 13, and a D-flip flop 14. Terminal a is an output terminal of the first low-frequency amplification means 5, terminal b is an output terminal of the first waveform shaping means 12, terminal c is an output terminal of the second low-frequency amplification means 10, and terminal d is a second output terminal. The output terminal of the waveform shaping means 13 and the terminal e are the output terminals of the D-flip flop 14. Now to antenna 1
S = cos {ω + P (t) · Δω} · t P (t): code sequence of 1 or −1
ω: carrier wave angular frequency Δω: angular frequency deviation, polarity is positive
Consider the case where the FSK signal S represented by The FSK signal S is amplified by the high frequency amplification means 2 and then input to the first and second mixing means 3 and 8. In the signal generating means 6
Q = COS {ω + x} · t x: Angular frequency error from carrier angular frequency ω
A signal Q represented by In the 90 ° phase shifter, the signal Q from the signal generating means 6 is phase-shifted by 90 ° so that Q ′ = SIN {ω + x} · t. In the first mixing means 3, the signal Q from the signal generating means 6 and the FSK signal S are multiplied. In the second mixing means 8, the signal Q ′ from the 90 ° phase shifter 7 and the FSK signal are multiplied. High-frequency components other than the desired signal are removed by the first and second low-pass filters 4 and 9, and the desired signal is amplified by the first and second low-frequency amplifiers 5 and 10. Therefore, the following signals are output to the terminals a and c.
[0003]
Terminal a: S × Q = COS {P (t) · Δω−x} · t
Terminal c: S × Q ′ = SIN {P (t) · Δω−x} · t
As the signal generating means 6, a crystal having high oscillation frequency stability is used, and Δω >> x is selected. In order to simplify the description, the following description will be made assuming that x = 0. The relationship between the code string P (t) and the signal waveforms of the terminals a, b, c, d, e is shown in FIG. 10 and will be described with reference to FIG. As apparent from FIG. 10, when the code string P (t) is −1, the signal of the terminal c is advanced by 90 ° compared to the signal of the terminal a. On the other hand, when the code string P (t) is 1, the signal at the terminal c is delayed by 90 ° compared to the signal at the terminal a. Therefore, by detecting the phase difference between the signal at the terminal a and the signal at the terminal c in the phase difference detection means 11, the original code string P (t) can be reproduced. As a phase advance / delay detection method of the phase difference detection means 11, an output waveform of the terminal e can be obtained from the waveforms shown in the terminals b and c of FIG. In FIG. 10, the level (circle) of the terminal d is latched at the falling edge of the terminal b and output to the terminal e.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above-described conventional configuration, when the error x from the carrier frequency of the oscillation frequency of the signal generating means 6 is larger than the angular frequency deviation Δω, or the code change rate of the code sequence P (t) is compared with the angular frequency deviation Δω. In the case of a size that cannot be ignored, it had the following problems.
[0005]
(1) When the error x is not negligible compared to the angular frequency deviation Δω
Even if the code string P (t) changes, the phase advances between the signals at the terminals a and c, and the delay does not change. For this reason, the code string P (t) cannot be reproduced.
[0006]
(2) When the sign change rate is not negligible compared to the angular frequency deviation Δω
Within one bit transmission time, the signals at terminals a and c are less than one cycle. Therefore, it becomes difficult to determine the phase advance and delay, and the code string P (t) cannot be accurately reproduced.
[0007]
Further, in the conventional configuration, only the FSK signal can be demodulated. That is, there has been a problem that FM signals and AM signals modulated with analog signals such as audio signals cannot be demodulated.
[0008]
The present invention solves the above-described problems, and not only eliminates the influence of the error x by using a simple switching means, but also enables accurate data demodulation, as well as an FM modulated with an analog signal such as an audio signal. The object is to realize a receiving apparatus capable of demodulating signals and AM signals.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the receiving apparatus of the present invention provides:First signal generating means for outputting a signal having a frequency close to the carrier signal frequency to be received, and first mixing means for extracting a signal having a frequency difference between the signal from the first signal generating means and the received signal; A second mixing means for extracting a signal having a frequency that is a difference between the signal obtained by phase-shifting the signal from the first signal generating means and the received signal; and a second mixing means for generating a temporally continuous rectangular wave signal. A signal generating means, a first switch means for switching a signal from the first mixing means by a rectangular wave signal from the second signal generating means, and a rectangular wave signal from the second signal generating means. A second switch means for switching a signal from the second mixing means by a phase-shifted rectangular wave signal; an output signal of the first switch means; and a second switch means. An arithmetic means for adding or subtracting a force signal; and the first switch means and the second switch means provided in the front stage or the rear stage of the first switch means and the second switch means. A filter for attenuating a harmonic component of a signal from one mixing means and a signal from the second mixing means, a frequency-voltage converting means for generating a voltage corresponding to the frequency of the output signal of the computing means, and the frequency -A frequency correction means for controlling the output frequency of the first signal generating means in a direction equal to the carrier frequency of the received signal in accordance with the output voltage of the voltage converting means;
[0012]
A first signal generating means for outputting a signal having a frequency close to the carrier signal frequency to be received; and a first mixing for extracting a signal having a frequency difference between the signal from the first signal generating means and the received signal. And second mixing means for extracting a signal having a frequency that is a difference between the signal obtained by phase-shifting the signal from the first signal generating means and the received signal, and generating a rectangular wave signal continuous in time. Two signal generation means, a first switch means for switching a signal from the first mixing means by a rectangular wave signal from the second signal generation means, and a rectangular wave from the second signal generation means Second switch means for switching a signal from the second mixing means by a rectangular wave signal obtained by phase-shifting the signal; an output signal of the first switch means; and the second switch Included in the output signals of the first and second switch means provided in the preceding stage or the subsequent stage of the first switch means and the second switch means, and arithmetic means for adding or subtracting the stage output signal A filter for attenuating the harmonic component of the signal from the first mixing means and the signal from the second mixing means, a frequency-voltage converting means for generating a voltage corresponding to the frequency of the output signal of the computing means, And a noise removal means for removing pulse noise generated at the output of the frequency-voltage conversion means, and the output voltage of the noise removal means is used as a demodulated output.
[0020]
The noise removing means includes a pulse output means for generating a pulse when the interval between zero cross points of the signal input to the frequency-voltage converting means is a certain value or more, and the pulse signal from the pulse output means is converted to the frequency-voltage. It is also composed of pulse insertion means for inserting the signal input to the conversion means at intervals of zero cross points.
[0021]
[Action]
With the above configuration, the present invention sets the signal frequency from the second signal generating means to be larger than the angular frequency error x between the carrier frequency to be received and the oscillation frequency of the first signal generating means. It is not affected by x. Further, the code string P (t) can be accurately reproduced by attenuating the harmonic component generated by the signal from the first mixing means and the signal from the second mixing means passing through the nonlinear circuit. It becomes.
[0022]
【Example】
An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. The same functional blocks as those in the conventional example of FIG. 1 is an antenna, 2 is high frequency amplification means, 3 is first mixing means, 4 is a first low-pass filter for removing adjacent channel signals, 101 is a first limiter amplifier, and 102 is a first harmonic. A removal filter, 6 is a first signal generating means, 7 is a 90 ° phase shifter, 8 is a second mixing means, 9 is a second low-pass filter for removing adjacent channel signals, and 103 is a second limiter. Amplifier 104, second harmonic elimination filter, 15 first switch means, 16 second switch means, 17 second signal generation means, 18 90 ° phase shift means, 19 add / subtract Arithmetic means, 20 a band filter, 21 a frequency-voltage converting means, 22 a noise removing means, and 23 a frequency correcting means. Now, as the signal S input to the antenna 1,
S = cos {ω + Δω} · t
ω: Angular frequency of carrier wave Δω: Angular frequency shift with both positive and negative polarities
think of. Here, the angular frequency deviation Δω varies with time depending on data or voice. That is, the signal S is a signal subjected to frequency modulation. The first signal generating means 6 is the same as the conventional example.
Q = COS {ω + x} · t x: Angular frequency error from carrier angular frequency ω
A signal Q represented by In the 90 ° phase shifter 7, the signal Q from the signal generating means 6 is phase-shifted by 90 ° so that Q ′ = SIN {ω + x} t. Therefore, as in the conventional example, the output terminals a and c of the first low-pass filter 4 and the second low-pass filter 9 are connected to the output terminals a and c.
Terminal a: S × Q = COS {Δω−x} · t
Terminal c: S × Q ′ = SIN {Δω−x} · t
A signal is generated. The signal is amplified by the first limiter amplifier 101 and the second limiter amplifier 103, and when the signal is large, the signal is clipped to the upper and lower targets. That is, it is converted into a rectangular wave signal, and an angular frequency component that is an integral multiple of the angular frequency {Δω−x} is generated. On the other hand, the second signal generating means 17
R = COS {r ・ t}-(1/3) ・ COS {3 ・ r ・ t} + (1/5) ・ COS {5 ・ r ・ t)
A rectangular wave signal R represented by Here, r> (Δω−x) is set.
[0023]
For example, assuming that the maximum angular frequency shift = 2.4 kHz / (2π) and the maximum frequency error = −4 kHz, the maximum value of (Δω−x) is 6.4 kHz, so r / (2π) = 16 kHz.
[0024]
First, in order to simplify the description, let us consider a case in which the signal is not clipped in the limiter amplifiers 101 and 103 but is amplified linearly. The signal at the terminal a is switched in the first switch means 15 by the rectangular wave signal R generated by the second signal generating means. On the other hand, the output of the 90 ° phase shift means 18
R ’= SIN {r · t} + (1/3) · SIN {3 · r · t} + (1/5) · SIN {5 · r · t)
The rectangular wave signal R ′ is output. Therefore, the signal at the terminal c is switched by the second switch means 16 by the rectangular wave signal R ′. Therefore, the output terminal a 'of the first switch means 15 and the output terminal c' of the second switch means 16 are
Terminal a ′: {COS {(Δω−x) · t}} · {COS {r · t} − (1/3) · COS {3 · r · t} +.
Terminal c ′: {SIN {(Δω−x) · t}} · {SIN {r · t} + (1/3) · SIN {3 · r · t} +
Occurs.
[0025]
The signals at the terminals a ′ and c ′ are added by the computing means 19. Accordingly, the output terminal f of the computing means 19 is connected to the output terminal f.
Terminal f: COS {n · {{r + x} −Δω} · t} − (1/3) · COS {{{3 · r−x} + Δω} · t} + (1)
Is output. The band-pass filter 20 is for removing a term related to the harmonic component of the angular frequency r generated by the first switch means 17 and the second switch means 18, that is, the second term or more of the equation (1). is there. Accordingly, the output terminal f ′ of the bandpass filter 20 is connected to the output terminal f ′.
Terminal f ′: COS {{{r + x} −Δω} · t} Equation (2)
Is output. Here, since r> (Δω−x) is set, the phase of the equation (2) is always positive at the positive time. That is, no negative frequency occurs. Therefore, as apparent from the equation (2), the output signal generated at the terminal f ′ can be regarded as a frequency modulation signal in which a carrier signal having an angular frequency of {r + x} undergoes a frequency shift of Δω. Therefore, the frequency modulation signal generated at the terminal f 'can be demodulated by the frequency-voltage conversion means 21 that generates an output voltage proportional to the frequency. Further, the demodulated signal generated at the terminal f 'is subjected to noise removal means 22 to remove pulsed noise peculiar to the FM demodulation generated in the FM demodulation and output to the terminal g. Since the center frequency of the band-pass filter 20 is as low as about 16 kHz, it can be constituted by a monolithic IC. Depending on the switch configuration of the first switch means 15 and the second switch means 16, an angular frequency r component may occur at the outputs of the switch means 15 and 16. At this time, the rectangular wave signal from the second signal generating means 17 is added to the output of the first switch means 15 or the second switch means 16 to cancel the component of the angular frequency r. Depending on the switch configuration of the first switch means 15 and the second switch means 16, a signal at the terminal a or terminal c may be generated at the first switch means 15 or the second switch means 16. The signal at the terminal a or terminal c can be removed by the band filter 20, but when a low-pass filter is used instead of the band filter 20, the signal at the terminal a or terminal c is changed to the first switch means 15 or In addition to the output of the second switch means 16, the signal at the terminal a or terminal c may be canceled.
[0026]
Next, consider a case where the signal is clipped and converted into a rectangular wave signal in the limiter amplifiers 101 and 103. The phase of the rectangular wave signal changes discontinuously at the rising and falling change points. Therefore, when the harmonic elimination filters 102 and 104 are not provided, the frequency of the output signal of the computing means 19 changes in an impulse manner at the rising and falling points of the rectangular wave signals at the terminals a and c. That is, the output signal of the computing means 19 has a wide frequency component. Therefore, when the band is limited in the band filter 20 in the next stage, the frequency is demodulated in the frequency-voltage conversion means 21 by causing a phenomenon that the amplitude greatly decreases at the timing of the rising and falling points of the rectangular wave signals at the terminals a and c. This will cause distortion in the output. In data transmission, the bit error rate is deteriorated. Therefore, in the present invention, the first harmonic elimination filter 102 and the second harmonic elimination filter 104 are used to remove the harmonic components of the rectangular wave signals at the terminals a and c, thereby rising and rising of the rectangular wave signal. The fall is smooth. As a result, since the frequency of the output signal of the computing means 19 does not change in an impulse manner, the amplitude of the output signal does not drop greatly even if the band limitation is performed by the band filter 20. Therefore, no distortion occurs in the frequency demodulated output in the frequency-voltage converting means 21.
[0027]
As described above, when the configuration of the present invention is used, even if the frequency stability of the signal generated by the first signal generating means 6 is poor and the error angular frequency x with respect to the frequency of the antenna input signal is large, the second signal generating means 17. The original data or audio signal can be demodulated without being affected by the error angular frequency x by selecting the angular frequency r of the rectangular wave signal generated in step r> (maximum value of Δω ± x). If the configuration of the present invention is used, the signal can be demodulated without using the frequency correction means 23, but in order to further improve the stability in reception, the DC voltage of the signal at the terminal g is detected by the frequency correction means 23, It is still effective if the signal frequency of the first signal generating means 6 is controlled so that the DC voltage at the terminal g becomes a certain reference value K. The reference value K is set to be equal to the voltage value output from the terminal g when the error angular frequency x = 0. The frequency correction means 23 may be configured to use a low-pass filter composed of a resistor and a capacitor, and control the frequency generated by the first signal generation means 6 by the output of the low-pass filter. Although not shown in FIG. When it is detected that a signal is received from the demodulated output of g, the voltage at the terminal g is A / D converted, and then the DC voltage for controlling the generated frequency of the first signal generating means 6 is converted by D / A conversion by microcomputer processing. You may make it the structure which generate | occur | produces. Further, although not shown in FIG. 1, when it is detected that a signal is received from the demodulated output of the terminal g, the first low-pass filter 4 and the second low-pass filter 9 are switched so as to lower the cutoff frequency. In this way, the S / N characteristic can be improved.
[0028]
1 has been described as an addition operation, a subtraction operation may be performed. In this case, the signal at the terminal f ′ is COS {{{r−x} + Δω} · t}.
[0029]
The first harmonic removing filter 102 and the second harmonic filter 104 are inserted in front of the first switch means 15 and the second switch means 16, but the first switch means 15 and the second harmonic filter 104 are inserted. You may insert in the back | latter stage of the switch means 16, and the front | former stage of a calculating means.
[0030]
FIG. 2 shows a configuration of switch means applicable to the first switch means 15 and the second switch means 16 in FIG. In FIG. 2, 24 is an input terminal for receiving a signal at terminal a or a signal at terminal c, 25 is an input terminal for receiving a rectangular wave signal R or R ′ from the second signal generating means 17, 26 is an output terminal, Reference numeral 27 denotes an inverting circuit having an amplification factor of 1, and 28 denotes an electronic switch. In the electronic switch 28, the connection between the output terminal and the input terminal is switched depending on whether the phase of the rectangular wave signal R or the rectangular wave signal R 'input to the input terminal 25 is positive or negative. Such an electronic switch 28 can be easily realized by CMOS as an analog switch, and can also be easily configured by using a bipolar transistor.
[0031]
FIG. 3 is a diagram and a waveform diagram showing the configuration of the frequency-voltage converting means 21 and the noise removing means 22 in FIG. In FIG. 1, the noise removal unit 22 is arranged at the subsequent stage of the frequency-voltage conversion unit 21, but in the example of FIG. 3, the noise removal unit 22 is incorporated in the frequency-voltage conversion unit 21. In FIG. 3A, 40 is an input terminal for inputting a frequency modulation signal shown at terminal f ', 29 is an amplifying means, 30 is a binarizing means composed of a comparator, 31 is a first delay means, and a resistor 32 and a capacitor 33 and a comparator 34. 35 is exclusive OR means, 36 is second delay means, 37 is pulse insertion means, 38 is pulse generation means, 39 is a low pass filter, and 41 is a demodulation output terminal. When the frequency of the signal input to the input terminal 40 increases, the output pulse interval of the exclusive OR unit 35 becomes narrower, and when the input frequency decreases, the output pulse interval of the exclusive OR unit 35 becomes wider. Accordingly, if unnecessary high-frequency components are removed by the low-pass filter 39, a voltage change corresponding to the output pulse interval of the exclusive OR means 35 can be taken out. In order to increase the demodulation sensitivity, the delay amount in the first delay means 31 may be increased. Next, the noise removal method will be described with reference to the waveform diagram of FIG. 3B. h and i are inputs to the exclusive OR means 35. Therefore, the output of the exclusive OR 35 is a pulse train as shown in j. When noise is included in the signal input to the input terminal 40, the pulse train of the signals h and i may become irregular due to the influence of noise, and one pulse may be lost. Thus, if the pulses of the signals h and i are lost, the pulse of the output j of the exclusive OR means 35 is also lost. Accordingly, when the signal j is passed through the low-pass filter, a large pulse noise is generated at the portion where the pulse is missing. The pulse generation means 38 generates a pulse output l that repeats HIGH / LOW every T1 if there is no pulse in the signal j for a time T2 (for example, T2 = 2 · T1) sufficiently longer than the normal pulse interval T1. The pulse output l stops when a pulse occurs at j. The signal j is delayed by the second delay means 36 to become a signal k. In the pulse insertion means 37, a pulse equal to the pulse width of the signal k is inserted into the signal k in accordance with the rising and falling edges of the pulse output l. It is a pulse in which a pulse marked with a circle in the signal m in the waveform diagram of FIG. 3B is inserted. The signal m is passed through a low-pass filter to obtain a demodulated signal. By inserting a pulse in this way, there is no missing pulse, and no pulse-like noise is generated from the demodulated output. Although a pulse is inserted into the signal j, a signal i is generated by the first delay means 31 after a pulse is inserted into the signal h, and a signal j having no missing pulse is generated by the exclusive OR means 35. Also good.
[0032]
FIG. 4 is a diagram showing another configuration of the frequency-voltage converting means 21 in FIG. 4, the same functional blocks as those in FIG. 3 are given the same numbers. 42 is an edge detection means, and 43 is a monostable multivibrator. The edge detection means 42 includes the delay means 31 and the exclusive OR means 35 in FIG. The output of the monostable multivibrator 43 has a narrower or wider pulse interval depending on the frequency of the signal input to the terminal 40. Accordingly, when unnecessary high frequency components are removed by the low-pass filter 39 as in the case of FIG. 3, a voltage change corresponding to the output pulse interval of the monostable multivibrator 43 can be taken out. The advantage of the configuration of FIG. 4 is that there is no need to increase the delay amount in the delay means 31. For this reason, it is not necessary to increase the time constant of the circuit composed of the capacitor 33 and the resistor 32. The demodulation sensitivity can be optimally set by appropriately selecting the pulse width of the output of the monostable multivibrator 43. The method for removing noise is the same as in FIG.
[0033]
FIG. 5 shows another configuration and waveform diagram of the noise removing means 22. In FIG. 5A, 44 is an input terminal to which the demodulated output of the frequency-voltage converting means 21 is input, 45 is a high-pass filter that removes a desired signal such as a data signal and extracts only noise components, 46 is a comparator that extracts noise of a certain level or more Reference numeral 47 denotes a pulse width extending means, and 45, 46 and 47 constitute a pulse generating means 48. Reference numeral 49 is a delay means, 50 is a holding means, and 51 is an output terminal. The operation of the noise removing unit 22 will be described with reference to the waveform diagram of FIG. 5B. The signal v input to the input terminal 44 becomes a signal w by the high pass filter 45. Only pulsed noise is taken out by the comparator 46 and becomes a signal x. The pulse width of the signal x is expanded by the pulse width extension means 47 to become a signal y. On the other hand, the signal v is delayed by the delay means 49, and the holding means 50 samples and holds the value of the delayed signal v during the pulse output period of the signal y. Therefore, the output of the output terminal 51 is the signal z. Although this signal z is not shown, it can be changed smoothly by passing through a low-pass filter. Further, subtraction means may be used in place of the holding means 50, and noise may be removed by subtracting the signal z and the signal y. Note that the signal 1 in FIG. 3 may be used as the output signal y of the pulse generating means.
[0034]
FIG. 6 shows the configuration of another embodiment of the frequency-voltage conversion means. In FIG. 6, 60 is an input terminal to which the output signal of the computing means 19 in FIG. 1 is input, 61 is a first filter composed of a bandpass filter having a center frequency near 11 kHz, and 62 is a center frequency near 21 kHz. A second filter composed of a band-pass filter, 63 a first signal output means composed of a rectifier circuit composed of a diode, and 64 a second signal output means composed of a rectifier circuit composed of a diode, 65 Is a subtracting means, 39 is a low-pass filter, and 66 is an output terminal. FIG. 7 is a characteristic diagram showing the characteristics of the output level with respect to the frequency for explaining the operation of FIG. In FIG. 7A, characteristic 1 is the output characteristic of the first filter 61, and characteristic 2 is the output characteristic of the second filter 62. FIG. 7B shows the output characteristics of the subtracting means 65. 7B, the frequency change of the signal input to the input terminal 60 can be output from the output terminal 66 as a voltage change. A low-pass filter 39 is a filter for removing the vicinity of 16 kHz and its harmonic components. If the frequency-voltage conversion means of FIG. 6 is used, the band filter 20 in FIG. 1 can be omitted. That is, the first filter 61 and the second filter 62 also serve as the band-pass filter 20 that removes unnecessary harmonic components of 16 kHz. Further, since the pulse-like noise generated by the configuration of the frequency-voltage converting means shown in FIGS. 3 and 4 is difficult to generate, there is an advantage that data demodulation with less error occurrence can be performed without using the noise removing means 22. is there. The first filter 61 and the second filter 62 can be configured by active filters using resistors, capacitors, and transistors.
[0035]
FIG. 8 shows the configuration of the second signal generating means 17 and the 90 ° phase shifting means 18. 52 is an input terminal for receiving a clock signal generated from a reference clock of the microcomputer, 53, 54 and 55 are D-flip flops, each of which constitutes a 1/2 frequency divider. Reference numerals 56 and 57 denote output terminals, which output a rectangular wave signal R from the terminal 56 and a rectangular wave signal R ′ orthogonal to the rectangular wave signal R from the terminal 57. If the circuit of FIG. 8 is used, an IC can be easily formed. Note that a signal oscillated by a bistable multivibrator or the like may be used as a signal input to the input terminal 52.
[0036]
In the embodiment of FIG. 1, the demodulation of the frequency modulation signal has been described. However, not only the frequency modulation signal but also the amplitude modulation signal and the phase modulation signal are demodulated in place of the frequency-voltage conversion means 21 shown in FIG. This is possible by using corresponding demodulation means.
[0037]
Although the signal from the high frequency amplifying means 2 is used as the input signal of the constituent device of the present invention, an intermediate frequency signal obtained by frequency conversion of the output signal of the high frequency amplifying means 2 may be used as the input signal of the constituent device of the present invention.
[0038]
【The invention's effect】
As described above, according to the receiving apparatus of the present invention, accurate demodulation can be performed even if the frequency stability of the first signal generating means is poor by using an electronic switch having a simple configuration. Therefore, it is not necessary to use an expensive crystal oscillator with good frequency stability for the first signal generating means, and an expensive mechanical filter is not necessary, and it is easy to make an IC, so that a receiving device can be realized at low cost. In addition, there is an effect that an AGC circuit is not required because a large level signal is input to the antenna and can be demodulated even when it is clipped by the receiving circuit.
[0039]
If the frequency correction means is used, the frequency modulation signal can be accurately demodulated even if the frequency stability is worse.
[0040]
Further, if noise removing means is used, pulse-like noise can be removed in the demodulation of the frequency modulation signal, so that the S / N characteristics can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram of a receiving apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram of switch means in one embodiment of the present invention.
FIG. 3A is a block diagram of frequency-voltage conversion means and noise removal means in an embodiment of the present invention.
(B) Waveform diagram
FIG. 4 is another block diagram of frequency-voltage converting means and noise removing means in one embodiment of the present invention.
FIG. 5A is a block diagram of noise removing means in one embodiment of the present invention, and FIG.
FIG. 6 is another block diagram of frequency-voltage conversion means in one embodiment of the present invention.
7 is a characteristic diagram of frequency-voltage conversion means in FIG.
FIG. 8 is a block diagram of second signal generating means and 90 ° phase shifting means in an embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a block diagram of a conventional receiving apparatus.
FIG. 10 is an output diagram of each output terminal in a conventional receiver.
[Explanation of symbols]
1 Antenna
2 High frequency amplification means
3 First mixing means
4 First low-pass filtering means
6 First signal generating means
7 90 ° shifter
8 Second mixing means
9 Second low-pass filtering means
15 First switch means
16 Second switch means
17 Second signal generating means
18 90 ° phase shift means
19 Calculation means
21 Frequency-voltage conversion means
22 Frequency correction means
22 Noise removal means
102 Harmonic rejection filter
104 Harmonic rejection filter

Claims (2)

受信すべき搬送波信号周波数に近い周波数の信号を出力する第一の信号発生手段と、前記第一の信号発生手段からの信号と受信信号の差の周波数となる信号を取り出す第一のミキシング手段と、前記第一の信号発生手段からの信号を位相シフトした信号と前記受信信号の差の周波数となる信号を取り出す第二のミキシング手段と、時間的に連続した矩形波信号を発生する第二の信号発生手段と、前記第二の信号発生手段からの矩形波信号により前記第一のミキシング手段からの信号をスイッチする第一のスイッチ手段と、前記第二の信号発生手段からの矩形波信号を位相シフトした矩形波信号により前記第二のミキシング手段からの信号をスイッチする第二のスイッチ手段と、前記第一のスイッチ手段の出力信号と前記第二のスイッチ手段の出力信号とを加算または引算する演算手段と、前記第一のスイッチ手段及び前記第二のスイッチ手段の前段あるいは後段に設けられ前記第一及び第二のスイッチ手段の出力信号に含まれる前記第一のミキシング手段からの信号及び第二のミキシング手段からの信号の高調波成分を減衰させるフィルタと、前記演算手段の出力信号の周波数に応じた電圧を発生する周波数−電圧変換手段と、前記周波数−電圧変換手段の出力電圧に応じて前記第一の信号発生手段の出力周波数を前記受信信号の搬送波周波数と等しくなる方向に制御する周波数補正手段とで構成された受信装置。  First signal generating means for outputting a signal having a frequency close to the carrier signal frequency to be received, and first mixing means for extracting a signal having a frequency difference between the signal from the first signal generating means and the received signal; A second mixing means for extracting a signal having a frequency that is a difference between the signal obtained by phase-shifting the signal from the first signal generating means and the received signal; and a second mixing means for generating a temporally continuous rectangular wave signal. A signal generating means, a first switch means for switching a signal from the first mixing means by a rectangular wave signal from the second signal generating means, and a rectangular wave signal from the second signal generating means. A second switch means for switching a signal from the second mixing means by a phase-shifted rectangular wave signal; an output signal of the first switch means; and a second switch means. An arithmetic means for adding or subtracting a force signal; and the first switch means and the second switch means provided in the front stage or the rear stage of the first switch means and the second switch means. A filter for attenuating a harmonic component of a signal from one mixing means and a signal from the second mixing means, a frequency-voltage converting means for generating a voltage corresponding to the frequency of the output signal of the computing means, and the frequency A receiving device comprising frequency correcting means for controlling the output frequency of the first signal generating means in a direction equal to the carrier frequency of the received signal in accordance with the output voltage of the voltage converting means. 受信すべき搬送波信号周波数に近い周波数の信号を出力する第一の信号発生手段と、前記第一の信号発生手段からの信号と受信信号の差の周波数となる信号を取り出す第一のミキシング手段と、前記第一の信号発生手段からの信号を位相シフトした信号と前記受信信号の差の周波数となる信号を取り出す第二のミキシング手段と、時間的に連続した矩形波信号を発生する第二の信号発生手段と、前記第二の信号発生手段からの矩形波信号により前記第一のミキシング手段からの信号をスイッチする第一のスイッチ手段と、前記第二の信号発生手段からの矩形波信号を位相シフトした矩形波信号により前記第二のミキシング手段からの信号をスイッチする第二のスイッチ手段と、前記第一のスイッチ手段の出力信号と前記第二のスイッチ手段の出力信号とを加算または引算する演算手段と、前記第一のスイッチ手段及び前記第二のスイッチ手段の前段あるいは後段に設けられ前記第一及び第二のスイッチ手段の出力信号に含まれる前記第一のミキシング手段からの信号及び第二のミキシング手段からの信号の高調波成分を減衰させるフィルタと、前記演算手段の出力信号の周波数に応じた電圧を発生する周波数−電圧変換手段と、前記周波数−電圧変換手段の出力に生じるパルス状の雑音を除去する雑音除去手段とで構成され、前記雑音除去手段は、周波数−電圧変換手段に入力する信号の零クロス点の間隔がある値以上の時パルスを発生するパルス出力手段と、前記パルス出力手段からのパルス信号を前記周波数−電圧変換手段に入力する信号の零クロス点の間隔に挿入するパルス挿入手段とで構成し、前記雑音除去手段の出力電圧を復調出力とする受信装置。First signal generating means for outputting a signal having a frequency close to the carrier signal frequency to be received, and first mixing means for extracting a signal having a frequency difference between the signal from the first signal generating means and the received signal; A second mixing means for extracting a signal having a frequency that is a difference between the signal obtained by phase-shifting the signal from the first signal generating means and the received signal; and a second mixing means for generating a temporally continuous rectangular wave signal. A signal generating means, a first switch means for switching a signal from the first mixing means by a rectangular wave signal from the second signal generating means, and a rectangular wave signal from the second signal generating means. A second switch means for switching a signal from the second mixing means by a phase-shifted rectangular wave signal; an output signal of the first switch means; and a second switch means. An arithmetic means for adding or subtracting a force signal; and the first switch means and the second switch means provided in the front stage or the rear stage of the first switch means and the second switch means. A filter for attenuating a harmonic component of a signal from one mixing means and a signal from the second mixing means, a frequency-voltage converting means for generating a voltage corresponding to the frequency of the output signal of the computing means, and the frequency A noise removing means for removing pulsed noise generated at the output of the voltage converting means , wherein the noise removing means has a zero cross point interval of a signal input to the frequency-voltage converting means when the interval is greater than a certain value. Pulse output means for generating a pulse, and a pulse for inserting a pulse signal from the pulse output means into an interval between zero cross points of a signal input to the frequency-voltage conversion means Constituted by the input means, the receiving apparatus to demodulate an output voltage of said noise removing means.
JP33614693A 1993-12-28 1993-12-28 Receiver Expired - Fee Related JP3658769B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP33614693A JP3658769B2 (en) 1993-12-28 1993-12-28 Receiver

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP33614693A JP3658769B2 (en) 1993-12-28 1993-12-28 Receiver

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH07202747A JPH07202747A (en) 1995-08-04
JP3658769B2 true JP3658769B2 (en) 2005-06-08

Family

ID=18296172

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP33614693A Expired - Fee Related JP3658769B2 (en) 1993-12-28 1993-12-28 Receiver

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3658769B2 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
JPH07202747A (en) 1995-08-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2982567B2 (en) Receiver
US5640428A (en) Direct conversion receiver
JP2792888B2 (en) Direct conversion receiver
US5212825A (en) Synthetic heterodyne demodulator circuit
US4618967A (en) Radio receiver
JP3095067B2 (en) DC offset canceller, receiver having the same, communication system and DC offset canceling method
JP3658769B2 (en) Receiver
EP0217457A1 (en) Angle demodulator
JP3674090B2 (en) Receiver
JP3658768B2 (en) FM receiver
JP3608230B2 (en) Receiver
JP2005252641A (en) Narrowband time code receiver
US6985541B1 (en) FM demodulator for a low IF receiver
US6335659B1 (en) Demodulator circuits
CN100471041C (en) Demodulator and demodulation method for demodulating received signal and corresponding wireless station
JP2006148627A (en) Demodulator of frequency modulation signal and demodulation method of frequency modulation signal
JPH0983401A (en) Receiver
CN1101630C (en) Receiving device
JPS6149846B2 (en)
JP2517035B2 (en) Frequency discrimination circuit
JP2768253B2 (en) Flow measurement device
JPH0127301Y2 (en)
JP4359839B2 (en) FSK receiver
JPS63155907A (en) Pulse count fm demodulation circuit
JP2000196685A (en) Direct conversion receiver for frequency deviation modulation signal

Legal Events

Date Code Title Description
A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20040511

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20040617

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20050222

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20050307

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080325

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090325

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100325

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110325

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110325

Year of fee payment: 6

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees