JPH0810980Y2 - FSK receiver - Google Patents
FSK receiverInfo
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- JPH0810980Y2 JPH0810980Y2 JP1989057855U JP5785589U JPH0810980Y2 JP H0810980 Y2 JPH0810980 Y2 JP H0810980Y2 JP 1989057855 U JP1989057855 U JP 1989057855U JP 5785589 U JP5785589 U JP 5785589U JP H0810980 Y2 JPH0810980 Y2 JP H0810980Y2
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Description
【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案はFSK受信機に関し、特にジャイレータ・フィ
ルタを用いた直交検波受信方式を採用するFSK受信機に
関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial application] The present invention relates to an FSK receiver, and more particularly to an FSK receiver that employs a quadrature detection reception method using a gyrator filter.
近年集積回路技術の進歩によって受信機の小型化が進
んできた。しかし無線部を例にとると回路の基本方式が
同じであるため集積化が不可能か、あるいは困難な素子
の存在により小型化の限界に近づいているのが現状であ
る。たとえばスーパーへテロダイン受信機においては高
周波、中間周波フィルタ等が大きな面積を必要としてい
る。そこで小型、軽量化のために直交検波受信方式が考
えられている。Recent advances in integrated circuit technology have made receivers smaller. However, taking the wireless unit as an example, the basic circuit scheme is the same, so that it is impossible to integrate it, or the existence of difficult elements is approaching the limit of miniaturization. For example, in a superheterodyne receiver, high frequency and intermediate frequency filters require a large area. Therefore, a quadrature detection reception system has been considered to reduce the size and weight.
直交検波受信方式は回線周波数と局部発振周波数とを
等しくしてミキサによって受信周波数と局部発振周波数
のビートをとりだし、低域通過フィルタによりベースバ
ンド信号のみとしこのビートをリミッタ回路で振幅制限
をしたあと復調処理をして復調信号を得る方式である。
直交検波受信方式では、局部発振周波数と回線周波数が
一致しているために中間周波数がゼロとなるので、イメ
ージ周波数が存在しないことが特徴である。このことは
高周波増幅器、中間周波増幅器においてイメージ周波数
を減衰するための選択性の高いフィルタを全く必要とし
ないことを意味している。また隣接チャンネル妨害波を
減衰させるためのチャンネル・フィルタは中間周波数が
ゼロであることから低周波のアクティブフィルタで構成
が可能であり、例えば第4図の回路図に示すような、外
付のCR部品とボルテージフォロア32からなるアクティブ
フィルタがあった。In the quadrature detection reception method, the line frequency and the local oscillation frequency are made equal, and the beat of the reception frequency and the local oscillation frequency is taken out by the mixer, and only the baseband signal is made by the low-pass filter, and the amplitude of this beat is limited by the limiter circuit. In this method, demodulation processing is performed to obtain a demodulated signal.
The quadrature detection reception method is characterized in that there is no image frequency because the intermediate frequency becomes zero because the local oscillation frequency and the line frequency match. This means that a high selectivity filter for attenuating the image frequency is not required at all in the high frequency amplifier and the intermediate frequency amplifier. Also, since the channel filter for attenuating the adjacent channel interference wave has an intermediate frequency of zero, it can be configured with a low frequency active filter. For example, an external CR as shown in the circuit diagram of FIG. 4 can be used. There was an active filter consisting of components and a voltage follower 32.
以上述べた従来のFSK受信機は直交検波受信方式を用
いることにより高周波フィルタ、中間周波フィルタ等を
削除することが可能となるために受信機の小型化、軽量
化が実現可能となる。ところが、フィルタの入力信号が
ベースバンド信号であるために周波数が数キロヘルツと
低く、はしご形のアクティブフィルタを構成した場合に
第4図の回路図に示すように時定数の関係から抵抗値を
数百kΩと設定した場合にはコンデンサの容量は数千pF
から数万pFとなってしまう。このために集積回路上に前
記コンデンサを実現することが不可能となり、集積回路
の外部に多くの素子を必要とし受信機の小型化、軽量化
に大きなさまたげとなる欠点がある。また外部の回路素
子数を削減するためにバッシブ・フィルタで回路を構成
すると低周波であるためにコイルの値が大きくなり、受
信機の小型化、軽量化に大きなさまたげとなる欠点があ
る。The conventional FSK receiver described above can eliminate the high-frequency filter, the intermediate-frequency filter, and the like by using the quadrature detection reception method, so that the receiver can be made compact and lightweight. However, since the input signal of the filter is a baseband signal, the frequency is as low as several kilohertz, and when a ladder-type active filter is configured, the resistance value is calculated from the relationship of the time constant as shown in the circuit diagram of FIG. When set to 100 kΩ, the capacitance of the capacitor is several thousand pF
To tens of thousands of pF. For this reason, it becomes impossible to realize the above-mentioned capacitor on the integrated circuit, and many elements are required outside the integrated circuit, which causes a serious obstacle to downsizing and weight saving of the receiver. Further, if the circuit is constructed by a passive filter in order to reduce the number of external circuit elements, the value of the coil becomes large due to the low frequency, which causes a drawback that the receiver can be made smaller and lighter.
〔課題を解決するための手段〕 本考案のFSK受信機は2値ディジタル信号で周波数シ
フトキーイングされたFSK受信信号の周波数と同一の周
波数で発振する発振器と前記発振器の出力信号を2分岐
して同相信号と90度移相された信号とをそれぞれ局部発
振信号として供給し前記FSK受信信号と混合して互いに9
0度移相されたベースバンド信号を生成する第1および
第2のミキサ回路と前記第1および第2のミキサ回路の
出力信号をそれぞれ雑音帯域制限する第1および第2の
低域通過フィルタと前記第1および第2の低域通過フィ
ルタの出力信号から復調信号を得る直交検波復調回路と
を有するFSK受信機において、 前記第1および第2の低域通過フィルタそれぞれが入
力電圧V1を電圧電流変換する第1のトランスコンダクタ
ンスアンプ(以下トランスコンダクタンスアンプをTCA
という)と、前記第1のTCAの出力信号を入力し前記入
力電圧V1と逆極性電圧に極性変換して前記第1のTCAの
入力に帰還する第2のTCAと、前記第1のTCAの出力部に
接続され他端の等価的接地点との間に電圧Vcを生成する
第1のコンデンサと、前記第1のTCAの出力部に接続さ
れ前記電圧Vcを電圧電流変換する第3のTCAと、前記第
3のTCAの出力部に接続され前記電圧Vcと逆極性電圧に
極性変換して前記第3のTCAの入力に帰還する第4のTCA
と、前記第3のTCAの出力部に接続され他端の等価的接
地点との間に電圧V2を生成する第2のコンデンサとを有
し前記第1から第4までのTCAおよび第1のコンデンサ
により形成される等価的インダクタンスと前記第2のコ
ンデンサとにより前記第1および第2の低域通過フィル
タを形成する。[Means for Solving the Problem] An FSK receiver of the present invention is an oscillator that oscillates at the same frequency as the frequency of the FSK reception signal frequency-shift keyed with a binary digital signal and an output signal of the oscillator is branched into two. The in-phase signal and the 90 ° phase-shifted signal are respectively supplied as local oscillation signals, mixed with the FSK reception signal, and mixed with each other.
First and second mixer circuits for generating 0-degree phase-shifted baseband signals, and first and second low-pass filters for limiting the output signals of the first and second mixer circuits by noise bands, respectively. In an FSK receiver having a quadrature detection demodulation circuit that obtains a demodulation signal from the output signals of the first and second low pass filters, each of the first and second low pass filters receives an input voltage V 1 as a voltage. The first transconductance amplifier that converts current (hereinafter referred to as TCA
And a second TCA for inputting the output signal of the first TCA, converting the polarity to a voltage having a polarity opposite to that of the input voltage V 1 and feeding back to the input of the first TCA, and the first TCA. A first capacitor connected to the output of the first TCA to generate a voltage V c between the other end and an equivalent ground point, and a first capacitor connected to the output of the first TCA to convert the voltage V c into a current. A third TCA and a fourth TCA which is connected to the output of the third TCA and converts the polarity to a voltage having a reverse polarity to the voltage V c and returns to the input of the third TCA.
And a second capacitor connected to the output of the third TCA to generate a voltage V 2 between the other end and an equivalent grounding point, and the first to fourth TCAs and the first capacitor. The first and second low-pass filters are formed by the equivalent inductance formed by the capacitor and the second capacitor.
次に、本考案について図面を参照して説明する。 Next, the present invention will be described with reference to the drawings.
第1図は本考案の実施例の構成図である。マークある
いはスペースの2値デジタル信号で周波数変調された受
信波は、高周波増幅器101で増幅され、2分割されてそ
れぞれミキサ回路102A,Bに入力される。また局部発振周
波数は電圧制御発振回路109より90度移相器108に入力さ
れ位相を+45度,−45度づつまわされてミキサ回路102
A,Bに入力される。このミキサ回路102A,Bの出力は90度
位相のずれたベースバンド信号が出力される。前述した
ように回線周波数と局部発振周波数は一致しているので
ベースバンド信号はビート周波数となる。低域通過フィ
ルタ103はベースバンドの信号のみを取り出すことと、
雑音の帯域制限を行うものであり、後述するジャイレー
タ・フィルタにより構成されている。ベースバンド信号
は各々リミッタ回路104に入力されて2値化された信号
I,Qが得られ、復調回路105(例えばD型フリップクロッ
プ回路)により周波数検波が行われる。この周波数検波
信号は第2図の波形図に示すように、変調されたデータ
の波形をデータMとすると、変調信号I,Qの位相が90度
変化することにより、出力Lも同様に変化してもとのデ
ータMが復調される。このようにして復調された復調信
号は雑音を取り除くための低域通過フィルタ106を通り
コンパレータ107により2値化され、2値デジタル信号
として出力される。FIG. 1 is a block diagram of an embodiment of the present invention. The received wave that has been frequency-modulated with the binary digital signal of the mark or space is amplified by the high frequency amplifier 101, divided into two, and input to the mixer circuits 102A and 102B, respectively. Further, the local oscillation frequency is input to the 90-degree phase shifter 108 from the voltage-controlled oscillation circuit 109 and the phase is rotated by +45 degrees and -45 degrees, respectively, and the mixer circuit 102
Input to A and B. The mixer circuits 102A and 102B output baseband signals that are 90 degrees out of phase with each other. As described above, since the line frequency and the local oscillation frequency match, the baseband signal becomes the beat frequency. The low-pass filter 103 extracts only the baseband signal,
It limits the band of noise and is composed of a gyrator filter described later. The baseband signals are input to the limiter circuit 104 and binarized.
I and Q are obtained, and frequency detection is performed by the demodulation circuit 105 (for example, a D-type flip crop circuit). As shown in the waveform diagram of FIG. 2, assuming that the waveform of the modulated data is data M, this frequency detection signal changes the phase of the modulation signals I and Q by 90 degrees, so that the output L also changes. The original data M is demodulated. The demodulated signal demodulated in this way passes through a low-pass filter 106 for removing noise and is binarized by a comparator 107 and output as a binary digital signal.
次に低域通過フィルタ103に用いられるジャイレータ
・フィルタについて第3図(a),(b)の回路図およ
びブロック図を参照して説明する。このジャイレータ・
フィルタは基本的には第3図(a)に示すインダクタン
スL1とキャパシタンスC1からなる低域通過フィルタと等
価な機能を有している。第3図(b)において、トラン
スコンダクタンス・アンプ33は電圧・電流変換回路であ
り、入力電位差をV1、出力電流をIoで表せば、トランス
コンダクタンスGは、下記のように表される。Next, a gyrator filter used in the low pass filter 103 will be described with reference to the circuit diagrams and block diagrams of FIGS. 3 (a) and 3 (b). This gyrator
The filter basically has a function equivalent to that of a low pass filter composed of an inductance L 1 and a capacitance C 1 shown in FIG. 3 (a). In FIG. 3B, the transconductance amplifier 33 is a voltage-current conversion circuit, and if the input potential difference is V 1 and the output current is I o , the transconductance G is expressed as follows.
G=dIo/dV1 今各電流、各電圧を第3図(b)に示すように設定す
れば I01=GV1 ……(1−1) I02=GV2 ……(1−2) I1=GVc ……(1−3) なる関係が成立する。また、 Vc=Ic/jωC2 ω:入力角周波数………(2−1) I02=I01+Ic ……(2−2) であるので、(2−1〜2)式に(1−1〜3)式を代
入してVcを消去し整理すれば (V1-V2)/I1=jωC2/G・Gとなる。これはL1=C2/
G・Gと考えれば (V1-V2)/I1=jωL1 これは第3図(a)のフローティングのL1と等価であ
り、L1=C2/G・Gで表現可能である。すなわち、トラン
スコンダクタンスGが減少すれば同一の容量でL値が増
加するようになる。なお、第3図(b)において32はボ
ルテージホロワで、これはインピーダンス変換のために
ジャイレータ・フィルタの前後の用いている。フローテ
ィングのL1はトランスコンダクタンス・アンプ33を4個
とC2を用いることにより実現している。また、31はトラ
ンスコンダクタンス・アンプ33へのバイアス回路であ
る。G = dI o / dV 1 If each current and each voltage are set as shown in FIG. 3 (b), I 01 = GV 1 (1-1) I 02 = GV 2 (1-2) ) I 1 = GV c (1-3). Further, since V c = I c / jωC 2 ω: input angular frequency ... (2-1) I 02 = I 01 + I c ... (2-2), the equation (2-1 to 2) is used. By substituting the equations (1-1 to 3) and erasing and arranging V c , it becomes (V 1 −V 2 ) / I 1 = jωC 2 / G · G. This is L 1 = C 2 /
Considering G · G, (V1-V2) / I 1 = jωL 1 This is equivalent to the floating L 1 in FIG. 3 (a), and can be expressed by L 1 = C 2 / G · G. That is, if the transconductance G decreases, the L value increases with the same capacitance. In FIG. 3 (b), 32 is a voltage follower, which is used before and after the gyrator filter for impedance conversion. Floating L1 is realized by using four transconductance amplifiers 33 and C2. Reference numeral 31 is a bias circuit for the transconductance amplifier 33.
以上のような構成を用いた低域通過フィルタ103はIC
チップ上に実現可能となる。The low pass filter 103 using the above configuration is an IC
It can be realized on a chip.
以上説明したように本考案はトランスコンダクタンス
・アンプを用いたジャイレータフィルタを低域通過フィ
ルタとして用いることにより、等価的に大きなコイルを
ICチップ上に実現可能となり、従来RCアクティブフィル
タにより構成していたために必要であった外付部品のC,
RをICチップ内に搭載可能となり、FSK受信機の無線部の
小型化、軽量化に大きな効果がある。As described above, the present invention uses a gyrator filter that uses a transconductance amplifier as a low-pass filter, so that an equivalently large coil can be obtained.
C which is an external component that can be realized on the IC chip and was necessary because it was composed of an RC active filter in the past.
The R can be installed in the IC chip, which is extremely effective in reducing the size and weight of the radio section of the FSK receiver.
第1図は本考案の一実施例のブロック図、第2図は本実
施例を説明する波形図、第3図(a),(b)は第1図
の要部であるジャイレータフィルタの回路図とブロック
図、第4図は従来の低域通過フィルタの回路図である。 101……高周波増幅器、102A,B……ミキサ回路、103……
低域通過フィルタ、104……リミッタ回路、105……復調
回路、106……低域通過フィルタ、107……コンバレータ
回路、108……90度移相器、109……局部発振回路。FIG. 1 is a block diagram of one embodiment of the present invention, FIG. 2 is a waveform diagram for explaining this embodiment, and FIGS. 3 (a) and 3 (b) are circuits of a gyrator filter which is a main part of FIG. FIG. 4, a block diagram, and FIG. 4 are circuit diagrams of a conventional low-pass filter. 101 …… High frequency amplifier, 102A, B …… Mixer circuit, 103 ……
Low pass filter, 104 ... Limiter circuit, 105 ... Demodulation circuit, 106 ... Low pass filter, 107 ... Converter circuit, 108 ... 90 degree phase shifter, 109 ... Local oscillation circuit.
Claims (1)
ングされたFSK受信信号の周波数と同一の周波数で発振
する発振器と前記発振器の出力信号を2分岐して同相信
号と90度移相された信号とをそれぞれ局部発振信号とし
て供給し前記FSK受信信号と混合して互いに90度移相さ
れたベースバンド信号を生成する第1および第2のミキ
サ回路と前記第1および第2のミキサ回路の出力信号を
それぞれ雑音帯域制限する第1および第2の低域通過フ
ィルタと前記第1および第2の低域通過フィルタの出力
信号から復調信号を得る直交検波復調回路とを有するFS
K受信機において、 前記第1および第2の低域通過フィルタそれぞれが 入力電圧V1を電圧電流変換する第1のトランスコンダク
タンスアンプ(以下トランスコンダクタンスアンプをTC
Aという)と、 前記第1のTCAの出力信号を入力し前記入力電圧V1と逆
極性電圧に極性変換して前記第1のTCAの入力に帰還す
る第2のTCAと、 前記第1のTCAの出力部に接続され他端の等価的接地点
との間に電圧Vcを生成する第1のコンデンサと、 前記第1のTCAの出力部に接続され前記電圧Vcを電圧電
流変換する第3のTCAと、 前記第3のTCAの出力部に接続され前記電圧Vcと逆極性
電圧に極性変換して前記第3のTCAの入力に帰還する第
4のTCAと、 前記第3のTCAの出力部に接続され他端の等価的接地点
との間に電圧V2を生成する第2のコンデンサとを有し前
記第1から第4までのTCAおよび第1のコンデンサによ
り形成される等価的インダクタンスと前記第2のコンデ
ンサとにより前記第1および第2の低域通過フィルタを
形成することを特徴とするFSK受信機。1. An oscillator which oscillates at the same frequency as the frequency of an FSK reception signal frequency-shift keyed by a binary digital signal and a signal obtained by bifurcating the output signal of the oscillator and shifting the phase by 90 degrees from the in-phase signal. Are supplied as local oscillation signals and are mixed with the FSK reception signal to generate baseband signals that are phase-shifted by 90 degrees from each other. Outputs of the first and second mixer circuits and the outputs of the first and second mixer circuits. FS having first and second low-pass filters for limiting the noise band of each signal and a quadrature detection demodulation circuit for obtaining a demodulated signal from the output signals of the first and second low-pass filters
In the K receiver, each of the first and second low pass filters converts a first transconductance amplifier into a voltage-current conversion input voltage V 1 (hereinafter referred to as transconductance amplifier TC
A), a second TCA for inputting the output signal of the first TCA, converting the polarity to a voltage having a polarity opposite to that of the input voltage V 1, and returning the voltage to the input of the first TCA; A first capacitor connected to the output of the TCA to generate a voltage V c between the other end and an equivalent ground point; and a voltage connected to the output of the first TCA to convert the voltage V c into a current. A third TCA, a fourth TCA connected to the output of the third TCA, which converts the polarity of the voltage V c to a voltage having a reverse polarity and returns to the input of the third TCA, A second capacitor connected to the output of the TCA and generating a voltage V 2 between the other end and an equivalent ground point, and is formed by the first to fourth TCA and the first capacitor. FSK, characterized in that the first and second low-pass filters are formed by an equivalent inductance and the second capacitor. Shin machine.
Priority Applications (6)
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DE69030838T DE69030838T2 (en) | 1989-04-20 | 1990-04-20 | Direct mix receiver with local carrier jitter frequency for the transmitted carrier frequency detection |
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Publications (2)
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Family Applications (1)
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Family Cites Families (2)
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---|---|---|---|---|
JPS59144953U (en) * | 1983-03-17 | 1984-09-27 | 日本電気株式会社 | Frequency shift keying signal receiver |
JPS6210914A (en) * | 1985-07-08 | 1987-01-19 | Tokyo Denshi Yakin Kenkyusho:Kk | Synthesized reactance device |
-
1989
- 1989-05-18 JP JP1989057855U patent/JPH0810980Y2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
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JPH02147952U (en) | 1990-12-17 |
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