(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ビデオ信号を含むベースバンド帯域の信号に応じてＦＭ変調された所定周波数の搬送波を入力とするＦＭ復調装置であって、
前記搬送波をデジタル化する手段と、
このデジタル出力を、前記搬送波の周波数成分を用いて直交復調方式によりベースバンド帯域に変換して互いに直交した成分を生成する第一の直交復調手段と、
この直交成分をダウンサンプリングする手段と、
このダウンサンプリング出力のＦＭ復調をなす第一のＦＭ復調手段と、
このＦＭ復調出力をアナログ化して導出する手段と、
を含むことを特徴とするＦＭ復調装置。
【請求項２】
前記ベースバンド帯域の信号には、オーディオ信号によりＦＭ変調された副搬送波成分を含んでおり、前記搬送波はこのベースバンド帯域の信号に応じてＦＭ変調されており、
前記第一のＦＭ復調手段の出力から前記副搬送波成分を抽出する手段と、
この抽出出力を前記副搬送波の周波数成分を用いて直交復調方式により互いに直交した成分を生成する第二の直交復調手段と、
この直交成分に基づいてオーディオ信号のＦＭ復調をなす第二のＦＭ復調手段と、
このＦＭ復調出力をアナログ化して導出する手段と、
を更に含むことを特徴とする請求項１記載のＦＭ復調装置。
【請求項３】
前記第一及び第二のＦＭ復調手段の各々は、
前記直交する成分に基づいて位相情報を算出する手段と、
この位相情報と１サンプリング前の位相情報との差を検出してＦＭ復調出力として導出する手段と、
を有することを特徴とする請求項２記載のＦＭ復調装置。
【請求項４】
前記第二の直交復調手段における前記副搬送波の周波数成分は、ＮＣＯ（数値制御発振器）により生成されることを特徴とする請求項２記載のＦＭ復調装置。
【請求項５】
ビデオ信号を含むベースバンド帯域の信号に応じてＦＭ変調された所定周波数の搬送波を入力とするＦＭ復調方法であって、
前記搬送波をデジタル化するステップと、
このデジタル出力を、前記搬送波の周波数成分を用いて直交復調方式によりベースバンド帯域に変換して互いに直交した成分を生成する第一の直交復調ステップと、
この直交成分をダウンサンプリングするステップと、
このダウンサンプリング出力のＦＭ復調をなす第一のＦＭ復調ステップと、
このＦＭ復調出力をアナログ化して導出するステップと、
を含むことを特徴とするＦＭ復調方法。
【請求項６】
前記ベースバンド帯域の信号には、オーディオ信号によりＦＭ変調された副搬送波成分を含んでおり、前記搬送波はこのベースバンド帯域の信号に応じてＦＭ変調されており、
前記第一のＦＭ復調手段の出力から前記副搬送波成分を抽出するステップと、
この抽出出力を前記副搬送波の周波数成分を用いて直交復調方式により互いに直交した成分を生成する第二の直交復調ステップと、
この直交成分に基づいてオーディオ信号のＦＭ復調をなす第二のＦＭ復調ステップと、
このＦＭ復調出力をアナログ化して導出するステップと、
を更に含むことを特徴とする請求項５記載のＦＭ復調方法。
【請求項７】
前記第一及び第二のＦＭ復調ステップの各々は、
前記直交する成分に基づいて位相情報を算出するステップと、
この位相情報と１サンプリング前の位相情報との差を検出してＦＭ復調出力として導出するステップと、
を有することを特徴とする請求項６記載のＦＭ復調方法。
【請求項８】
前記第二の直交復調ステップにおける前記副搬送波の周波数成分は、ＮＣＯ（数値制御発振器）により生成されることを特徴とする請求項６記載のＦＭ復調方法。
【請求項９】
請求項１〜４いずれか記載のＦＭ復調装置を含むことを特徴とする通信装置。
【請求項１０】
ＦＰＵ（Field Pick Up ）装置であることを特徴とする請求項９記載の通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はＦＭ復調装置及びその方法並びにそれを用いた通信装置に関し、特にビデオ信号及びオーディオ信号のＦＭ変調波を受信してベースバンド帯域の信号として出力する受信部を有し、ＦＰＵ（Field Pick Up ）装置に用いて好適なＦＭ復調方式に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ビデオ信号を中継するためのＦＰＵ装置の受信部では、ＮＴＳＣ方式のコンポジット信号（映像信号と同期信号との合成信号であり、以下、簡単化のためにビデオ信号と称す）とオーディオ信号とがＦＭ変調された信号を受信して、ＦＭ復調して出力するようになっている。
【０００３】
図５はこのようなＦＰＵ装置におけるＦＭ復調部有する受信部の機能ブロック図である。図５を参照すると、受信ＩＦ信号はＦＭ復調部１０１へ入力されてＦＭ復調され、ディエンファシス部１０２においてディエンファシス処理された後、ビデオ信号を抽出するためのＶ  ＬＰＦ（ビデオローパスフィルタ）１０３へ入力されて、ビデオ成分のみが抽出され、アンプ１０４を介して出力される。
【０００４】
ここで、図６及び図７を参照すると、図６は入力されるＩＦ信号の周波数スペクトラムを示しており、図７は出力として得られるベースバンド（ＢＢ）帯域の信号の周波数スペクトラムを示している。図６を参照すると、１３０ＭＨｚのＩＦ周波数を中心として、ビデオ信号成分が存在し、オーディオ成分として、オーディオ＃１と＃２とＯ／Ｗ（オーダワイヤ）との３種が図示の様に存在している。
【０００５】
また、図７を参照すると、０〜４．２ＭＨｚの帯域を有するビデオ信号と、３つのサブキャリア（副搬送波）である、例えば、６ＭＨｚ、６．５ＭＨｚ、７ＭＨｚを、上述した３種のオーディオ信号によりＦＭ変調した信号とが存在する。従って、図５のＶ  ＬＰＦ１０３は、図７に示したビデオ信号成分のみを抽出するために設けられたビデオローパスフィルタである。
【０００６】
また、ＦＭ復調部１０１の出力は、上述の３種のオーディオ成分を含むサブキャリアをそれぞれ抽出するためのチャネルバンドパスフィルタであるＣＨ  ＢＰＦ１０５〜１０７へ入力されている。そして、ＦＭ復調部１０８〜１１０において、局部発振器（ＬＯＣ）１１１〜１１３からのサブキャリアによりＦＭ復調されて、ディエンファシス部１１４〜１１６を介してＬＰＦ１１７〜１１９へ入力される。これらＬＰＦ１１７〜１１９により、上述した３種のオーディオ信号が抽出され、レベル調整のためのアンプ１２０〜１２２をそれぞれ介して出力される様になっている。
【０００７】
なお、関連する技術として特許文献１がある。
【特許文献１】特開平６−７７７３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
図５に示したＦＭ復調装置では、ＦＭ復調部１０１がアナログ信号処理であるから、精度向上のために調整が必要であり、その調整は繁雑である。また、ＩＦ信号は高周波でありその周波数帯域は図６に示した様に、広いために、ＦＭ復調部１０１には、広帯域で高速処理が要求されることになる。
【０００９】
更にはまた、図７に示したオーディオ信号のサブキャリア周波数は固定ではなく、ＦＰＵ装置のユーザの仕様により相違するものであるから、ユーザ毎に、ＣＨ  ＢＰＦ１０５〜１０７の周波数特性の調整や、ＦＭ復調部１０８〜１１０のための局部発振器１１１〜１１３の周波数変更が必要になり、これら調整や変更は極めて繁雑であり、更には、ユーザ毎に局部発振器１１１〜１１３の水晶発振素子を予め準備することも必要になり、コスト的にも得策ではないという欠点がある。
【００１０】
本発明の目的は、高速処理をできるだけ抑えて回路設計や調整を容易とし、また水晶発振器をユーザ毎に準備したり、ユーザ毎の調整を不要としたＦＭ復調装置及びその方法並びにそれに用いる通信装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明によるＦＭ復調装置は、
ビデオ信号を含むベースバンド帯域の信号に応じてＦＭ変調された所定周波数の搬送波を入力とするＦＭ復調装置であって、
前記搬送波をデジタル化する手段と、
このデジタル出力を、前記搬送波の周波数成分を用いて直交復調方式によりベースバンド帯域に変換して互いに直交した成分を生成する第一の直交復調手段と、
この直交成分をダウンサンプリングする手段と、
このダウンサンプリング出力のＦＭ復調をなす第一のＦＭ復調手段と、
このＦＭ復調出力をアナログ化して導出する手段と、
を含むことを特徴とする。
【００１３】
本発明によるＦＭ復調方法は、
ビデオ信号を含むベースバンド帯域の信号に応じてＦＭ変調された所定周波数の搬送波を入力とするＦＭ復調方法であって、
前記搬送波をデジタル化するステップと、
このデジタル出力を、前記搬送波の周波数成分を用いて直交復調方式によりベースバンド帯域に変換して互いに直交した成分を生成する第一の直交復調ステップと、
この直交成分をダウンサンプリングするステップと、
このダウンサンプリング出力のＦＭ復調をなす第一のＦＭ復調ステップと、
このＦＭ復調出力をアナログ化して導出するステップと、
を含むことを特徴とする。
【００１５】
本発明による通信装置は、上記のＦＭ復調装置を用いたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、直交復調方式を採用し、またデジタル信号処理を行う様にしたので、低速処理が可能となるという効果があり、またユーザ毎にサブキャリア周波数が相違しても、制御信号のみを変更することにより容易に対処することが可能となるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下に本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。図１は本発明の実施の形態を示すブロック図である。図１を参照すると、図６に示した周波数スペクトラムを有するＦＭ変調波のＩＦ信号は、ＦＭ復調部１へ入力されて、ＦＭ復調されると共に図７に示すようなベースバンド帯域へダウンコンバートされる。このＦＭ復調部１では、後述するが、デジタル処理が行われるようになっている。                                                                      
【００１８】
このＦＭ復調出力は、ディエンファシス部２へ供給されてディエンファシス処理され、ビデオ信号を選択的に通過させるためのＶ  ＬＰＦ（ビデオローパスフィルタ）３へ入力される。このＶ  ＬＰＦ３によるビデオ出力は、ＤＡＣ（デジタルアナログコンバータ）４によりアナログ化された後、ＬＰＦ５及びアンプ６を介してビデオ信号として出力される。
【００１９】
ＦＭ復調部１によりベースバンド帯域とされた図７に示す周波数スペクトラムを有する信号は、オーディオ信号抽出用のチャネルバンドパスフィルタ（ＣＨ  ＢＰＦ）７〜９へそれぞれ入力されて、オーディオ＃１，＃２，Ｏ／Ｗの３種のサブキャリア信号がそれぞれ抽出される。これらＣＨ  ＢＰＦ７〜９の各出力は間引部１０〜１２へそれぞれ入力されて間引き（ダウンサンプリング）処理される。
【００２０】
この間引き処理は以下の理由による。すなわち、先のＦＭ復調部１におけるデジタル化の際には、ビデオ成分を含んでいるために高いサンプリング周波数でデジタル変換されているが、オーディオ成分はより低いサンプリング周波数で良いために、ダウンサンプリングなる間引き処理が行われるのである。
【００２１】
そして、ＦＭ復調部１３〜１５においてデジタルＦＭ復調がそれぞれ行われ、間引部１６〜１８及びディエンファシス部１９〜２１を介してＤＡＣ２２へ入力される。ＤＡＣ２２において、アナログ化されてレベル調整用のアンプ２３〜２５を介して、オーディオ＃１，＃２，Ｏ／Ｗの３種のオーディオ信号が得られることになる。
【００２２】
図２は図１のＦＭ復調部１の一例を示す機能ブロック図であり、一般的なデジタルＦＭ復調機能を有するものである。図２を参照すると、ＩＦ入力はＡＤＣ３０においてデジタル化されて、遅延部５１及び位相変換部５２へ入力される。遅延部５１では、ＡＤＣ３０の出力の遅延調整を行うものであり、位相変換部５２による処理遅延を補正するためのものである。
【００２３】
位相変換部５２は、遅延部５１の出力信号成分と直交関係にある信号成分を生成するものであり、遅延部５１の信号成分をｓｉｎ（正弦）成分とすると、ｃｏｓ（余弦）成分を生成するものである。位相計算部５３は、ＦＭ変調されている信号の位相を検出するものであり、直交座標であるｘ−ｙ座標系で表わされている互いに直交する成分（ｓｉｎ及びｃｏｓ）から、極座標で表わされるｒ成分とθ成分に変換して、θ成分すなわち位相を検出するものである。
【００２４】
よって、この位相計算部５３は、直交座標系から極座標系に変換してθ成分を算出する機能を有しており、
θ＝ｔａｎ-1ｙ／ｘ
なる式を算出する機能を有している。従って、互いに直交する成分（ｘ，ｙ）が入力されると、上記式を予め算出して得られている変換テーブルを用いてθを直ちに出力するような回路とすることができる。
【００２５】
この位相計算部５３で検出された位相情報は、次段の位相差検出部６０へ入力されて、１サンプリング前の位相情報との差である位相差（Δθ）が検出される。すなわち、この位相差検出部６０では、１サンプリング前のデータの位相情報と現サンプリングデータの位相情報との差が、遅延素子５４及び減算器５５により検出されるようになっている。この位相差情報、すなわち周波数情報が図７に示したベースバンド帯域のＦＭ復調出力として導出されることになる。
【００２６】
この図２の回路構成においては、ＩＦ信号帯域をダウンコンバートせずに、直接ＦＭ復調するようになっているために、全ての処理を高速で行う必要があり、実用的ではない。そこで、図１のＦＭ復調部１の他の例として、図３に示す回路を用いる。
【００２７】
図３を参照すると、ＩＦ信号はＡＤＣ３０によりデジタル化されて直交復調部３１へ入力される。直交復調部３１では、ＮＣＯ（Numerical Controlled Oscillator ）３４からのＩＦ周波数である１３０ＭＨｚと乗算されることにより、図７のベースバンド帯域へダウンコンバートされる。このＮＣＯ３４のＩＦ設定は、デジタル制御信号により行われるものである。
【００２８】
より詳述すると、ＡＤＣ３０によりデジタル化されたＩＦ信号は、２分岐されて乗算器３２，３３へ入力されて、ＮＣＯ３４から出力されている互いに直交するＩＦ周波数成分（ｓｉｎ成分及びｃｏｓ成分）と乗算され、ベースバンド信号にダウンコンバートされる。
【００２９】
この互いに直交するベースバンド信号は、ダウンサンプリングするための間引部３５，３６へそれぞれ入力された後、次段の位相計算部３７及び位相差検出部６０からなるＦＭ復調部へ導出される。
【００３０】
位相計算部３７及び位相差検出部６０については、図２において説明した位相計算部５３及び位相差検出部６０と同じであり、それらの説明は省略する。
【００３１】
このように、ＩＦ入力をデジタル化し、直交復調部３１によりベースバンド帯域にダウンコンバートして直交成分であるｓｉｎ成分とｃｏｓ成分とを生成し、位相計算をベースバンド帯域で行うことができることになり、処理速度を低下させることが可能となる。また、ＦＭ復調部１のローカル周波数の設定は、デジタル制御によるＮＣＯ３４を用いることができるために、その制御信号もデジタルとすることができ、調整や設定が極めて容易となる。
【００３２】
図４は図１のＦＭ復調部１の更に他の例を示す図であり、ＩＦ信号は、ＡＤＣによるデジタル化処理を経ることなく、直接直交復調部４０へ入力されて、アナログ信号のままベースバンド帯域へダウンコンバートされる。この直交復調部４０は、乗算器４１，４２と、１３０ＭＨｚのＩＦ周波数を発生する局部発振器４３と、このＩＦ周波数を９０度移相する移相器４４とを有している。
【００３３】
乗算器４１，４２により得られた互いに直交する成分（ｓｉｎ及びｃｏｓ）は、ＡＤＣ４５，４６によりそれぞれデジタル化されて次段の位相計算部４７へ入力され、図２において説明した如く、位相情報が算出される。この位相情報は、次段の位相差検出部６０へ入力される。この位相差検出部６０は、図２の位相差検出部６０と同一である。
【００３４】
本例では、直交復調部４０においては、アナログ処理であるために、ＩＦ周波数の移相器４４による直交精度やレベル精度が要求され、調整が必要であるが、後段のＡＤＣ４５，４６、位相計算部４７、位相差検出部６０などにおいては、ベースバンド帯域となっているために高速処理は要求されないという利点がある。
【００３５】
なお、図１に示したオーディオ信号のＦＭ復調部１３〜１５については、図３に示したＦＭ復調部からＡＤＣ３０を除いた回路構成が用いられる。この場合には、直交復調部３１への入力は、図７の３種のオーディオ信号のサブキャリアであり、ＮＣＯ３４の設定は、これら各サブキャリアの周波数を設定するためのデジタル制御信号ｂ〜ｄとなる。
【００３６】
更に、図１のチャネルフィルタであるＣＨ  ＢＰＦ７〜９はデジタルフィルタとすることができるので、デジタルフィルタの係数を変更するだけで、ユーザ毎の仕様に容易に対処可能である。
【００３７】
上記の実施の形態のＦＭ復調装置は、ＦＰＵ装置の受信部に用いて好適であるが、これに限定されることなく一般のＦＭ無線通信装置の受信部に用いることができることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の実施の形態のブロック図である。
【図２】図１のＦＭ復調部の一例を示す図である。
【図３】図１のＦＭ復調部の他の例を示す図である。
【図４】図１のＦＭ復調部の更に他の例を示す図である。
【図５】従来例を説明するためのブロック図である。
【図６】ＩＦ信号の周波数スペクトラムを示す図である。
【図７】ベースバンド信号の周波数スペクトラムを示す図である。
【符号の説明】
【００３９】
１，１３〜１５  ＦＭ復調部
２，１９〜２１  ディエンファシス部
３  Ｖ  ＬＰＦ（ビデオローパスフィルタ）
４，２２  ＤＡＣ（デジタルアナログコンバータ）
５  ＬＰＦ
６，２３〜２５  アンプ
７〜９  ＣＨ  ＢＰＦ（チャネルバンドパスフィルタ）
１０〜１２，１６〜１８，
３５，３６  間引部
３０，４５，４６  ＡＤＣ（アナログデジタルコンバータ）
３１，４０  直交復調部
３２，３３，４１，４２  乗算器
３４  ＮＣＯ
３７，４７，５３  位相計算部
３８，４８，５４  遅延素子
３９，４９，５５  減算器
５１  遅延部
５２  位相変換部
６０  位相差検出部
【図１】
0004792908.tif 000002
【図２】
0004792908.tif 000003
【図３】
0004792908.tif 000004
【図４】
0004792908.tif 000005
【図５】
0004792908.tif 000006
【図６】
0004792908.tif 000007
【図７】
0004792908.tif 000008