(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の局部発振信号、及び前記第１の局部発振信号と９０度位相が異なる第１移相信号を生成する第１発振部と、
外部より角度変調信号を入力し、前記第１発振部より前記第１の局部発振信号及び前記第１移相信号を入力して、前記角度変調信号の瞬時値と前記第１の局部発振信号の瞬時値との積のうち周波数が０である成分を除いた成分からなる第１ベースバンド信号を生成し、前記角度変調信号の瞬時値と前記第１移相信号の瞬時値との積のうち周波数が０である成分を除いた成分からなる第２ベースバンド信号を生成する第１混合部と、
第２の局部発振信号、及び前記第２の局部発振信号と９０度位相が異なる第２移相信号を生成する第２発振部と、
前記第１混合部より前記第１及び第２ベースバンド信号を入力し、前記第２発振部より前記第２の局部発振信号及び前記第２移相信号を入力して、前記第１ベースバンド信号の瞬時値と前記第２の局部発振信号の瞬時値との積及び前記第２ベースバンド信号の瞬時値と前記第２移相信号の瞬時値との積の和又は差を表す中間周波信号を生成する第２混合部と、
前記第２混合部より前記中間周波信号を入力して復調することにより角度復調信号を生成する復調部と、を備え、
前記第２発振部は、
基準発振信号を発生し、前記基準発振信号の周波数を、自己に供給される第１の制御信号によって示される周波数に変化させる基準発振器と、
前記基準発振信号を所定の第１の分周比で分周して、前記第２の局部発振信号として出力する第１の分周手段と、
前記基準発振信号を所定の第２の分周比で分周する第２の分周手段と、
前記中間周波信号を入力して、前記中間周波信号と前記第２の分周手段より出力される信号とに基づき、前記基準発振信号の周波数が前記中間周波信号の周波数に対し一定の比率を有する値へと収束するような前記第１の制御信号を生成して前記基準発振器に与える第１の周波数制御手段と、
を備え、
前記第１発振部は、
前記第１の局部発振信号を発生し、前記第１の局部発振信号の周波数を、自己に供給される第２の制御信号によって示される周波数に変化させる可変周波数発振器と、
前記基準発振信号を入力し、入力した基準発振信号を所定の第３の分周比で分周する第３の分周手段と、
前記第１の局部発振信号を所定の第４の分周比で分周する第４の分周手段と、
前記第３の分周手段から出力される信号と前記第４の分周手段から出力される信号との位相差に基づき、前記第１の局部発振信号の周波数が前記基準発振信号の周波数に対し一定の比率を有する周波数に収束するような前記第２の制御信号を生成して前記可変周波数発振器に与える第２の周波数制御手段と、
を備える、角度復調装置であって、
前記第１の周波数制御手段は、
入力された前記中間周波信号を所定の第５の分周比で分周して第１の信号として出力する第５の分周手段と、
前記第２の分周手段より出力される信号を所定の第６の分周比で分周して第２の信号として出力する第６の分周手段と、
前記第１の信号及び第２の信号の位相差を検出して、該位相差に応じて前記基準発振信号の周波数を制御する前記第１の制御信号を生成する位相比較手段と、
を備え、
前記第１、第２、第３、第４、第５、第６の各分周比は、
前記第１の局部発振信号の周波数が前記角度変調信号の搬送波周波数と所定のオフセット周波数との和又は差に収束し、前記第２の局部発振信号の周波数が所定の中間周波数と前記所定のオフセット周波数との和又は差に収束し、前記第６の分周手段より前記位相比較手段に入力する前記第２の信号の周波数が前記中間周波数を前記第５の分周比で除した周波数に収束するように設定されている、
ことを特徴する角度復調装置。
【請求項２】
前記第２発振部は、入力した前記中間周波信号の瞬時値を二値化する波形整形器を更に備え、
前記第５の分周手段は、前記波形整形器により二値化された中間周波信号を分周する、
ことを特徴とする請求項１に記載の角度復調装置。
【請求項３】
前記第１の分周比をＲ、前記第２の分周比をｐ、前記第３の分周比をｓ、前記第４の分周比をｔ、前記第５の分周比をｕ、前記第６の分周比をｖとし、前記角度変調信号の搬送波周波数をｆ０、第１の局部発振信号の周波数が収束する値をｆ１、前記第２の局部発振信号の周波数が収束する値をｆ２、前記中間周波数をｆＩＦ、前記オフセット周波数をΔｆとする場合、各分周比Ｒ、ｐ、ｓ、ｔ、ｕ、ｖは、次の（式１）〜（式３）を満たす値に設定されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の角度復調装置。
ｆ１＝ｆ０＋Δｆ  ・・・（式１）
（ｆ１／ｔ）＝ｆ２・（Ｒ／ｓ）  ・・・（式２）
ｆ２・｛（Ｒ・ｕ）／（ｐ・ｖ）｝＝（ｆ２＋Δｆ）＝ｆＩＦ  ・・・（式３）
【請求項４】
前記オフセット周波数のΔｆは、次の（式４）を満たすことを特徴とする請求項３に記載の角度復調装置。
Δｆ≦３００［Ｈｚ］  ・・・（式４）
【請求項５】
前記第５の分周比のｕ及び前記第６の分周比のｖは、ｕ＝ｖであることを特徴とする請求項３又は４に記載の角度復調装置。
【請求項６】
第１の局部発振信号、及び前記第１の局部発振信号と９０度位相が異なる第１移相信号を生成する第１発振処理と、
外部より角度変調信号を入力し、前記第１発振処理で得られる前記第１の局部発振信号及び前記第１移相信号を入力して、前記角度変調信号の瞬時値と前記第１の局部発振信号の瞬時値との積のうち周波数が０である成分を除いた成分からなる第１ベースバンド信号を生成し、前記角度変調信号の瞬時値と前記第１移相信号の瞬時値との積のうち周波数が０である成分を除いた成分からなる第２ベースバンド信号を生成する第１混合処理と、
第２の局部発振信号、及び前記第２の局部発振信号と９０度位相が異なる第２移相信号を生成する第２発振処理と、
前記第１混合処理で得られる前記第１及び第２ベースバンド信号を入力し、前記第２発振処理で得られる前記第２の局部発振信号及び前記第２移相信号を入力して、前記第１ベースバンド信号の瞬時値と前記第２の局部発振信号の瞬時値との積及び前記第２ベースバンド信号の瞬時値と前記第２移相信号の瞬時値との積の和又は差を表す中間周波信号を生成する第２混合処理と、
前記第２混合処理で得られる前記中間周波信号を入力して復調することにより角度復調信号を生成する復調処理と、を継続して行い、
前記第２発振処理では、
基準発振器に基準発振信号を発生させるとともに、前記基準発振信号の周波数を、供給される第１の制御信号によって示される周波数に変化させる基準発振処理と、
前記基準発振信号を所定の第１の分周比で分周して、前記第２の局部発振信号として出力する第１の分周処理と、
前記基準発振信号を所定の第２の分周比で分周する第２の分周処理と、
前記中間周波信号を入力して、前記中間周波信号と前記第２の分周処理で得られる信号とに基づき、前記基準発振信号の周波数が前記中間周波信号の周波数に対し一定の比率を有する値へと収束するような前記第１の制御信号を生成して前記基準発振処理へ供給する第１の周波数制御処理と、
を継続して行い、
前記第１発振処理は、
前記第１の局部発振信号を発生し、前記第１の局部発振信号の周波数を、供給される第２の制御信号によって示される周波数に変化させる可変周波数発振処理と、
前記基準発振信号を入力し、入力した基準発振信号を所定の第３の分周比で分周する第３の分周処理と、
前記第１の局部発振信号を所定の第４の分周比で分周する第４の分周処理と、
前記第３の分周処理で得られる信号と前記第４の分周処理で得られる信号との位相差に基づき、前記第１の局部発振信号の周波数が前記基準発振信号の周波数に対し一定の比率を有する周波数に収束するような前記第２の制御信号を生成して前記可変周波数発振処理へ供給する第２の周波数制御処理と、
を継続して行う、角度復調方法であって、
前記第１の周波数制御処理は、
入力された前記中間周波信号を所定の第５の分周比で分周して第１の信号として出力する第５の分周処理と、
前記第２の分周処理で得られる信号を所定の第６の分周比で分周して第２の信号として出力する第６の分周処理と、
前記第１の信号及び前記第２の信号の位相差を検出して、該位相差に応じて前記基準発振信号の周波数を制御する前記第１の制御信号を生成する位相比較処理と、
を継続して行い、
前記第１、第２、第３、第４、第５、第６の各分周比は、
前記第１の局部発振信号の周波数が前記角度変調信号の搬送波周波数と所定のオフセット周波数との和又は差に収束し、前記第２の局部発振信号の周波数が所定の中間周波数と前記所定のオフセット周波数との和又は差に収束し、前記第６の分周処理より前記位相比較処理に入力する前記第２の信号の周波数が前記中間周波数を前記第５の分周比で除した周波数に収束するように設定されている、
ことを特徴する角度復調方法。
【請求項７】
コンピュータに、
第１の局部発振信号、及び前記第１の局部発振信号と９０度位相が異なる第１移相信号を生成する第１発振処理と、
外部より角度変調信号を入力し、前記第１発振処理で得られる前記第１の局部発振信号及び前記第１移相信号を入力して、前記角度変調信号の瞬時値と前記第１の局部発振信号の瞬時値との積のうち周波数が０である成分を除いた成分からなる第１ベースバンド信号を生成し、前記角度変調信号の瞬時値と前記第１移相信号の瞬時値との積のうち周波数が０である成分を除いた成分からなる第２ベースバンド信号を生成する第１混合処理と、
第２の局部発振信号、及び前記第２の局部発振信号と９０度位相が異なる第２移相信号を生成する第２発振処理と、
前記第１混合処理で得られる前記第１及び第２ベースバンド信号を入力し、前記第２発振処理で得られる前記第２の局部発振信号及び前記第２移相信号を入力して、前記第１ベースバンド信号の瞬時値と前記第２の局部発振信号の瞬時値との積及び前記第２ベースバンド信号の瞬時値と前記第２移相信号の瞬時値との積の和又は差を表す中間周波信号を生成する第２混合処理と、
前記第２混合処理で得られる前記中間周波信号を入力して復調することにより角度復調信号を生成する復調処理と、を継続して行わせ、
前記第２発振処理では、
基準発振器に基準発振信号を発生させるとともに、前記基準発振信号の周波数を、供給される第１の制御信号によって示される周波数に変化させる基準発振処理と、
前記基準発振信号を所定の第１の分周比で分周して、前記第２の局部発振信号として出力する第１の分周処理と、
前記基準発振信号を所定の第２の分周比で分周する第２の分周処理と、
前記中間周波信号を入力して、前記中間周波信号と前記第２の分周処理で得られる信号とに基づき、前記基準発振信号の周波数が前記中間周波信号の周波数に対し一定の比率を有する値へと収束するような前記第１の制御信号を生成して前記基準発振処理へ供給する第１の周波数制御処理と、
を継続して行わせ、
前記第１発振処理は、
前記第１の局部発振信号を発生し、前記第１の局部発振信号の周波数を、供給される第２の制御信号によって示される周波数に変化させる可変周波数発振処理と、
前記基準発振信号を入力し、入力した基準発振信号を所定の第３の分周比で分周する第３の分周処理と、
前記第１の局部発振信号を所定の第４の分周比で分周する第４の分周処理と、
前記第３の分周処理で得られる信号と前記第４の分周処理で得られる信号との位相差に基づき、前記第１の局部発振信号の周波数が前記基準発振信号の周波数に対し一定の比率を有する周波数に収束するような前記第２の制御信号を生成して前記可変周波数発振処理に供給する第２の周波数制御処理と、
を継続して行わせる、プログラムであって、
前記第１の周波数制御処理は、
入力された前記中間周波信号を所定の第５の分周比で分周して第１の信号として出力する第５の分周処理と、
前記第２の分周処理で得られる信号を所定の第６の分周比で分周して第２の信号として出力する第６の分周処理と、
前記第１の信号及び第２の信号の位相差を検出して、該位相差に応じて前記基準発振信号の周波数を制御する前記第１の制御信号を出力する位相比較処理とを、
継続して行わせ、
前記第１、第２、第３、第４、第５、第６の各分周比は、
前記第１の局部発振信号の周波数が前記角度変調信号の搬送波周波数と所定のオフセット周波数との和又は差に収束し、前記第２の局部発振信号の周波数が所定の中間周波数と前記所定のオフセット周波数との和又は差に収束し、前記第６の分周処理より前記位相比較処理に入力する前記第２の信号の周波数が前記中間周波数を前記第５の分周比で除した周波数に収束するように設定されている、
プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、角度復調装置、角度復調方法及び記録媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
交流信号の周波数が所望の値になるよう制御する手法として、ＰＬＬ（Phase Lock Loop）の手法が用いられている。
ＰＬＬは、例えば、ロックする対象である信号を入力し、一方で交流信号を発生して、入力した信号と発生した交流信号との位相差に基づいて交流信号の周波数の変化量を決定し、決定した変化量に相当する分交流信号の周波数を変化させることにより、交流信号の周波数を入力した信号の周波数へと収束させる（交流信号を入力した信号にロックさせる）という手法である。
【０００３】
ＰＬＬは、例えば、図２に示すような構成を有するＦＭ（Frequency Modulation）受信機において、局部発振信号を生成するために用いられる。
図２に示すＦＭ受信機において、アンテナ１により受信されＲＦ（Radio Frequency：ラジオ周波数）増幅器２により増幅されたＦＭ変調信号は分波器３により第１のミキサ４Ｉ及び４Ｑへと供給される。ＦＭ変調信号は、局部発振器１１及び移相器９が作る互いに９０度位相の異なる一対の第１の局部発振信号と各々混合され、一対のベースバンド信号へと変換される。
【０００４】
ベースバンド信号はＬＰＦ（Low Pass Filter）５Ｉ及び５Ｑにより高調波成分をカットされ、ＡＦ（Audio Frequency：オーディオ周波数）増幅器６Ｉ及び６Ｑにより増幅され、直流除去部７Ｉ及び７Ｑにより直流成分を除去された後、第２のミキサ８Ｉ及び８Ｑによって、局部発振器１１及び移相器１０が作る互いに９０度位相の異なる一対の第２の局部発振信号と各々混合される。混合により得られた信号同士は加算器１２により互いに加算され、これにより、単一の中間周波信号（ＩＦ信号）が得られる。
中間周波信号は、ＢＰＦ（Band Pass Filter）１３及びＩＦ（Intermediate Frequency：中間周波数）増幅器１４を介してＦＭ検波器１５に供給され、ＦＭ検波器１５が中間周波信号を復調し、復調により得られたオーディオ信号を出力する。
【０００５】
なお、第１及び第２の局部発振信号は局部発振器１１により生成される。局部発振器１１は、図３に示す構成を有している。
【０００６】
ＶＣＯ（Voltage Controlled Oscillator）１０１、分周器１０２、位相比較器１０３及びループフィルタ１０４は第１のＰＬＬを形成しており、ＶＣＯ１０１が発生して分周器１０２が分周した基準発振信号を、中間周波信号の搬送波成分にロックしている。第２の局部発振信号は、基準発振信号が分周器１０５及び１０６により順次分周されることにより得られる。第２の局部発振信号は基準発振信号に同期し、第２の局部発振信号の周波数は、所定の中間周波数と所定のオフセット周波数との差に相当する周波数に収束するものとする。なお、ＶＣＯ１０１は、自己に供給される制御信号が示す変化分だけ基準発振信号の周波数を変化させる。位相比較器１０３は、分周器１０２が分周した基準発振信号と中間周波信号の搬送波成分との位相差を表す誤差信号を生成する。ループフィルタ１０４は、位相比較器１０３が生成する誤差信号を制御信号に変換してＶＣＯ１０１に供給する。
【０００７】
ＶＣＯ（Voltage Controlled Oscillator）１１１、分周器１１２、位相比較器１０８、ＬＰＦ（Low Pass Filter）１０９及びループフィルタ１１０は第２のＰＬＬを形成しており、ＶＣＯ１１１が発生して分周器１１２が分周した第１の局部発振信号を、分周器１０７が分周した基準発振信号にロックしている。第１の局部発振信号も基準発振信号に同期し、第１の局部発振信号の周波数は、受信する対象のＦＭ変調信号の搬送波周波数と上述のオフセット周波数との和に相当する周波数に収束するものとする。なお、ＶＣＯ１１１は、自己に供給される制御信号が示す変化分だけ基準発振信号の周波数を変化させる。位相比較器１０８は、分周器１０７が分周した基準発振信号と分周器１１２が分周した第１の局部発振信号との位相差を表す誤差信号を生成する。ループフィルタ１１０は、位相比較器１０８が生成する誤差信号を制御信号に変換してＶＣＯ１１１に供給する。
【０００８】
図２のＦＭ受信機は、受信する対象の信号を、変換後の搬送波成分の周波数が３００ヘルツ程度以内である低周波信号に変換するダイレクトコンバージョンの手法を用いたＦＭ復調を行う。ダイレクトコンバージョンの手法によれば、ＦＭ変調信号を復調する装置の構成を簡単にできる上、スーパーヘテロダインと異なり影像周波数近傍の信号による妨害のおそれがない、という利点が得られる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、図３に示す局部発振器にあっては、位相比較器１０３が分周された基準発振信号と中間周波信号の位相差を表す誤差信号を生成するので、分周器１０２が分周した基準発振信号が、中間周波信号の側波帯成分に誤ってロックするという問題が生じる。
この問題は、制御信号のうち周波数が高い成分（高域成分）を低減することにより解決され得る。例えば、位相比較器１０３が生成する誤差信号が、位相差を矩形波のデューティー比として表すものであって、ループフィルタ１０４が所定の時定数を有する積分回路等から構成されている場合、この問題は、ループフィルタ１０４の時定数を増大させることにより解決され得る。
しかし、ループフィルタの時定数を増大させる等して制御信号の高域成分を低減した場合、局部発振器１１の第１のＰＬＬが基準発振信号の周波数を一定値に収束させる速さが低下し、局部発振信号や中間周波信号の周波数が不安定になる、という問題が生じる。
【００１０】
この発明は上記実状に鑑みてなされたもので、局部発振信号の周波数が確実に所望の値に収束する角度復調装置を提供することを目的とする。
また、この発明は、局部発振信号の周波数が高速に所望の値に収束する角度復調装置を提供することも目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、この発明の第１の観点にかかる角度復調装置は、
第１の局部発振信号、及び前記第１の局部発振信号と９０度位相が異なる第１移相信号を生成する第１発振部と、
外部より角度変調信号を入力し、前記第１発振部より前記第１の局部発振信号及び前記第１移相信号を入力して、前記角度変調信号の瞬時値と前記第１の局部発振信号の瞬時値との積のうち周波数が０である成分を除いた成分からなる第１ベースバンド信号を生成し、前記角度変調信号の瞬時値と前記第１移相信号の瞬時値との積のうち周波数が０である成分を除いた成分からなる第２ベースバンド信号を生成する第１混合部と、
第２の局部発振信号、及び前記第２の局部発振信号と９０度位相が異なる第２移相信号を生成する第２発振部と、
前記第１混合部より前記第１及び第２ベースバンド信号を入力し、前記第２発振部より前記第２の局部発振信号及び前記第２移相信号を入力して、前記第１ベースバンド信号の瞬時値と前記第２の局部発振信号の瞬時値との積及び前記第２ベースバンド信号の瞬時値と前記第２移相信号の瞬時値との積の和又は差を表す中間周波信号を生成する第２混合部と、
前記第２混合部より前記中間周波信号を入力して復調することにより角度復調信号を生成する復調部と、を備え、
前記第２発振部は、
基準発振信号を発生し、前記基準発振信号の周波数を、自己に供給される第１の制御信号によって示される周波数に変化させる基準発振器と、
前記基準発振信号を所定の第１の分周比で分周して、前記第２の局部発振信号として出力する第１の分周手段と、
前記基準発振信号を所定の第２の分周比で分周する第２の分周手段と、
前記中間周波信号を入力して、前記中間周波信号と前記第２の分周手段より出力される信号とに基づき、前記基準発振信号の周波数が前記中間周波信号の周波数に対し一定の比率を有する値へと収束するような前記第１の制御信号を生成して前記基準発振器に与える第１の周波数制御手段と、
を備え、
前記第１発振部は、
前記第１の局部発振信号を発生し、前記第１の局部発振信号の周波数を、自己に供給される第２の制御信号によって示される周波数に変化させる可変周波数発振器と、
前記基準発振信号を入力し、入力した基準発振信号を所定の第３の分周比で分周する第３の分周手段と、
前記第１の局部発振信号を所定の第４の分周比で分周する第４の分周手段と、
前記第３の分周手段から出力される信号と前記第４の分周手段から出力される信号との位相差に基づき、前記第１の局部発振信号の周波数が前記基準発振信号の周波数に対し一定の比率を有する周波数に収束するような前記第２の制御信号を生成して前記可変周波数発振器に与える第２の周波数制御手段と、
を備える、角度復調装置であって、
前記第１の周波数制御手段は、
入力された前記中間周波信号を所定の第５の分周比で分周して第１の信号として出力する第５の分周手段と、
前記第２の分周手段より出力される信号を所定の第６の分周比で分周して第２の信号として出力する第６の分周手段と、
前記第１の信号及び第２の信号の位相差を検出して、該位相差に応じて前記基準発振信号の周波数を制御する前記第１の制御信号を生成する位相比較手段と、
を備え、
前記第１、第２、第３、第４、第５、第６の各分周比は、
前記第１の局部発振信号の周波数が前記角度変調信号の搬送波周波数と所定のオフセット周波数との和又は差に収束し、前記第２の局部発振信号の周波数が所定の中間周波数と前記所定のオフセット周波数との和又は差に収束し、前記第６の分周手段より前記位相比較手段に入力する前記第２の信号の周波数が前記中間周波数を前記第５の分周比で除した周波数に収束するように設定されている、
ことを特徴する。
【００１５】
このような角度復調装置によれば、位相比較手段へと供給される第１の信号の最大周波数偏移は、第５の分周手段に分周される以前の中間周波数信号の最大周波数偏移より減少する。このため、第１の周波数制御手段は、第６の分周手段に分周される基準発振信号を、中間周波信号の側波帯成分の影響を受けず搬送波成分に安定してロックする。
また、このような角度復調装置の第１の周波数制御手段は、第１の制御信号の高域成分を低減する量を減らしても安定してロックを行う。従って、このような角度復調装置によれば、第１及び第２の局部発振信号の周波数が高速に所望の値に収束する。
【００１６】
前記第２発振部は、入力した中間周波信号の瞬時値を二値化する波形整形器を更に備え、前記第５の分周手段は、前記波形整形器により二値化された中間周波信号を分周するものとすれば、位相ロックループが、第６の分周手段に分周される基準発振信号を、中間周波信号の側波帯成分にロックする誤動作を起こす危険が減少する。
尚、前記第１の分周比をＲ、前記第２の分周比をｐ、前記第３の分周比をｓ、前記第４の分周比をｔ、前記第５の分周比をｕ、前記第６の分周比をｖとし、前記角度変調信号の搬送波周波数をｆ０、第１の局部発振信号の周波数が収束する値をｆ１、前記第２の局部発振信号の周波数が収束する値をｆ２、前記中間周波数をｆＩＦ、前記オフセット周波数をΔｆとする場合、各分周比Ｒ、ｐ、ｓ、ｔ、ｕ、ｖは、次の（式１）〜（式３）を満たす値に設定されていてもよい。
ｆ１＝ｆ０＋Δｆ  ・・・（式１）
（ｆ１／ｔ）＝ｆ２・（Ｒ／ｓ）  ・・・（式２）
ｆ２・｛（Ｒ・ｕ）／（ｐ・ｖ）｝＝（ｆ２＋Δｆ）＝ｆＩＦ  ・・・（式３）
また、前記オフセット周波数のΔｆは、次の（式４）を満たしてもよい。
Δｆ≦３００［Ｈｚ］  ・・・（式４）
また、前記第５の分周比のｕ及び前記第６の分周比のｖは、ｕ＝ｖであってもよい。
【００１７】
また、この発明の第２の観点にかかる角度復調方法は、
第１の局部発振信号、及び前記第１の局部発振信号と９０度位相が異なる第１移相信号を生成する第１発振処理と、
外部より角度変調信号を入力し、前記第１発振処理で得られる前記第１の局部発振信号及び前記第１移相信号を入力して、前記角度変調信号の瞬時値と前記第１の局部発振信号の瞬時値との積のうち周波数が０である成分を除いた成分からなる第１ベースバンド信号を生成し、前記角度変調信号の瞬時値と前記第１移相信号の瞬時値との積のうち周波数が０である成分を除いた成分からなる第２ベースバンド信号を生成する第１混合処理と、
第２の局部発振信号、及び前記第２の局部発振信号と９０度位相が異なる第２移相信号を生成する第２発振処理と、
前記第１混合処理で得られる前記第１及び第２ベースバンド信号を入力し、前記第２発振処理で得られる前記第２の局部発振信号及び前記第２移相信号を入力して、前記第１ベースバンド信号の瞬時値と前記第２の局部発振信号の瞬時値との積及び前記第２ベースバンド信号の瞬時値と前記第２移相信号の瞬時値との積の和又は差を表す中間周波信号を生成する第２混合処理と、
前記第２混合処理で得られる前記中間周波信号を入力して復調することにより角度復調信号を生成する復調処理と、を継続して行い、
前記第２発振処理では、
基準発振器に基準発振信号を発生させるとともに、前記基準発振信号の周波数を、供給される第１の制御信号によって示される周波数に変化させる基準発振処理と、
前記基準発振信号を所定の第１の分周比で分周して、前記第２の局部発振信号として出力する第１の分周処理と、
前記基準発振信号を所定の第２の分周比で分周する第２の分周処理と、
前記中間周波信号を入力して、前記中間周波信号と前記第２の分周処理で得られる信号とに基づき、前記基準発振信号の周波数が前記中間周波信号の周波数に対し一定の比率を有する値へと収束するような前記第１の制御信号を生成して前記基準発振処理へ供給する第１の周波数制御処理と、
を継続して行い、
前記第１発振処理は、
前記第１の局部発振信号を発生し、前記第１の局部発振信号の周波数を、供給される第２の制御信号によって示される周波数に変化させる可変周波数発振処理と、
前記基準発振信号を入力し、入力した基準発振信号を所定の第３の分周比で分周する第３の分周処理と、
前記第１の局部発振信号を所定の第４の分周比で分周する第４の分周処理と、
前記第３の分周処理で得られる信号と前記第４の分周処理で得られる信号との位相差に基づき、前記第１の局部発振信号の周波数が前記基準発振信号の周波数に対し一定の比率を有する周波数に収束するような前記第２の制御信号を生成して前記可変周波数発振処理へ供給する第２の周波数制御処理と、
を継続して行う、角度復調方法であって、
前記第１の周波数制御処理は、
入力された前記中間周波信号を所定の第５の分周比で分周して第１の信号として出力する第５の分周処理と、
前記第２の分周処理で得られる信号を所定の第６の分周比で分周して第２の信号として出力する第６の分周処理と、
前記第１の信号及び前記第２の信号の位相差を検出して、該位相差に応じて前記基準発振信号の周波数を制御する前記第１の制御信号を生成する位相比較処理と、
を継続して行い、
前記第１、第２、第３、第４、第５、第６の各分周比は、
前記第１の局部発振信号の周波数が前記角度変調信号の搬送波周波数と所定のオフセット周波数との和又は差に収束し、前記第２の局部発振信号の周波数が所定の中間周波数と前記所定のオフセット周波数との和又は差に収束し、前記第６の分周処理より前記位相比較処理に入力する前記第２の信号の周波数が前記中間周波数を前記第５の分周比で除した周波数に収束するように設定されている、
ことを特徴とする。
【００１９】
また、この発明の第３の観点にかかるコンピュータに読取り可能な記録媒体は、
コンピュータに、
第１の局部発振信号、及び前記第１の局部発振信号と９０度位相が異なる第１移相信号を生成する第１発振処理と、
外部より角度変調信号を入力し、前記第１発振処理で得られる前記第１の局部発振信号及び前記第１移相信号を入力して、前記角度変調信号の瞬時値と前記第１の局部発振信号の瞬時値との積のうち周波数が０である成分を除いた成分からなる第１ベースバンド信号を生成し、前記角度変調信号の瞬時値と前記第１移相信号の瞬時値との積のうち周波数が０である成分を除いた成分からなる第２ベースバンド信号を生成する第１混合処理と、
第２の局部発振信号、及び前記第２の局部発振信号と９０度位相が異なる第２移相信号を生成する第２発振処理と、
前記第１混合処理で得られる前記第１及び第２ベースバンド信号を入力し、前記第２発振処理で得られる前記第２の局部発振信号及び前記第２移相信号を入力して、前記第１ベースバンド信号の瞬時値と前記第２の局部発振信号の瞬時値との積及び前記第２ベースバンド信号の瞬時値と前記第２移相信号の瞬時値との積の和又は差を表す中間周波信号を生成する第２混合処理と、
前記第２混合処理で得られる前記中間周波信号を入力して復調することにより角度復調信号を生成する復調処理と、を継続して行わせ、
前記第２発振処理では、
基準発振器に基準発振信号を発生させるとともに、前記基準発振信号の周波数を、供給される第１の制御信号によって示される周波数に変化させる基準発振処理と、
前記基準発振信号を所定の第１の分周比で分周して、前記第２の局部発振信号として出力する第１の分周処理と、
前記基準発振信号を所定の第２の分周比で分周する第２の分周処理と、
前記中間周波信号を入力して、前記中間周波信号と前記第２の分周処理で得られる信号とに基づき、前記基準発振信号の周波数が前記中間周波信号の周波数に対し一定の比率を有する値へと収束するような前記第１の制御信号を生成して前記基準発振処理へ供給する第１の周波数制御処理と、
を継続して行わせ、
前記第１発振処理は、
前記第１の局部発振信号を発生し、前記第１の局部発振信号の周波数を、供給される第２の制御信号によって示される周波数に変化させる可変周波数発振処理と、
前記基準発振信号を入力し、入力した基準発振信号を所定の第３の分周比で分周する第３の分周処理と、
前記第１の局部発振信号を所定の第４の分周比で分周する第４の分周処理と、
前記第３の分周処理で得られる信号と前記第４の分周処理で得られる信号との位相差に基づき、前記第１の局部発振信号の周波数が前記基準発振信号の周波数に対し一定の比率を有する周波数に収束するような前記第２の制御信号を生成して前記可変周波数発振処理に供給する第２の周波数制御処理と、
を継続して行わせる、プログラムであって、
前記第１の周波数制御処理は、
入力された前記中間周波信号を所定の第５の分周比で分周して第１の信号として出力する第５の分周処理と、
前記第２の分周処理で得られる信号を所定の第６の分周比で分周して第２の信号として出力する第６の分周処理と、
前記第１の信号及び第２の信号の位相差を検出して、該位相差に応じて前記基準発振信号の周波数を制御する前記第１の制御信号を出力する位相比較処理とを、
継続して行わせ、
前記第１、第２、第３、第４、第５、第６の各分周比は、
前記第１の局部発振信号の周波数が前記角度変調信号の搬送波周波数と所定のオフセット周波数との和又は差に収束し、前記第２の局部発振信号の周波数が所定の中間周波数と前記所定のオフセット周波数との和又は差に収束し、前記第６の分周処理より前記位相比較処理に入力する前記第２の信号の周波数が前記中間周波数を前記第５の分周比で除した周波数に収束するように設定されている、
プログラムを記録したことを特徴とする。
【００２０】
このような記録媒体に記録されたプログラムを実行するコンピュータは、位相比較器へと供給される角度変調波の最大周波数偏移を、第１の分周器に分周される以前の最大周波数偏移より減少させる。このため、ＰＬＬは、第２の分周器に分周される交流信号を、角度変調波の側波帯成分の影響を受けず搬送波成分に安定してロックするように改善される。
そして、改善後のＰＬＬは、改善前のＰＬＬに比べ、制御信号の高域成分を低減する量を減らしてもロックの安定性を同程度以上に維持するようになる。従って、このような記録媒体に記録されたプログラムを実行するコンピュータによれば、ＰＬＬが高速にロックするようになる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態にかかる位相ロック特性改善装置、角度復調装置及び位相ロック特性改善方法を、ＦＭ（Frequency Modulation）受信機を例として説明する。
【００２２】
この発明の実施の形態にかかるＦＭ受信機の構成は、局部発振器１１の構成が図１に示す構成を有している点を除き、図２に示す構成と実質的に同一である。
すなわち、図２に示すように、このＦＭ受信機は、アンテナ１と、ＲＦ（Radio Frequency：ラジオ周波数）増幅器２と、分波器３と、ミキサ４Ｉ、４Ｑ、８Ｉ及び８Ｑと、ＬＰＦ（Low Pass Filter）５Ｉ及び５Ｑと、ＡＦ（Audio Frequency：オーディオ周波数）増幅器６Ｉ及び６Ｑと、直流除去部７Ｉ及び７Ｑと、移相器９及び１０と、局部発振器１１と、加算器１２と、ＢＰＦ（Band Pass Filter）１３と、ＩＦ（Intermediate Frequency：中間周波数）増幅器１４と、ＦＭ検波器１５とより構成されている。
【００２３】
ＲＦ増幅器２は、電磁波によりアンテナ１に励起された信号（ＲＦ信号）をアンテナ１から供給されると、アンテナ１から供給された信号を増幅して分波器３に供給する。
分波器３は、ＲＦ増幅器２から供給されたＲＦ信号を、ミキサ４Ｉ及び４Ｑに供給する。
【００２４】
ミキサ４Ｉ及び４Ｑは、互いに実質的に同一の構成を有している。ミキサ４Ｉは、分波器３から供給されるＲＦ信号及び局部発振器１１から供給される後述の第１の局部発振信号との積を表す信号（Ｉチャンネルベースバンド信号）を生成して、ＬＰＦ５Ｉに供給する。ミキサ４Ｑは、分波器３から供給されるＲＦ信号と移相器９から供給される後述の第１移相信号との積を表す信号（Ｑチャンネルベースバンド信号）を生成して、ＬＰＦ５Ｑに供給する。
【００２５】
ＬＰＦ５Ｉ及び５Ｑは、互いに実質的に同一の構成を有している。ＬＰＦ５Ｉ及び５Ｑは、ミキサ４Ｉ又は４Ｑから供給されたＩチャンネルベースバンド信号又はＱチャンネルベースバンド信号をフィルタリングする。具体的には、ＬＰＦ５Ｉは、Ｉチャンネルベースバンド信号のうち、再生されるべき後述のＡＦ信号の帯域の上限を超える周波数成分を除去し、残りの周波数成分をＡＦ増幅器６Ｉに供給する。ＬＰＦ５Ｑは、Ｑチャンネルベースバンド信号のうち、再生されるべきＡＦ信号の帯域の上限を超える周波数成分を除去し、残りの周波数成分をＡＦ増幅器６Ｑに供給する。
【００２６】
ＡＦ増幅器６Ｉ及び６Ｑは互いに実質的に同一の構成を有している。ＡＦ増幅器６Ｉは、ＬＰＦ５Ｉから供給された信号を増幅して直流除去部７Ｉに供給し、ＡＦ増幅器６Ｑは、ＬＰＦ５Ｑから供給された信号を増幅して直流除去部７Ｑに供給する。
【００２７】
直流除去部７Ｉ及び７Ｑは互いに実質的に同一の構成を有しており、例えば、いずれもコンデンサより構成されている。直流除去部７Ｉは、ＡＦ増幅器６Ｉから供給された信号のうち直流成分を除去し、その他の成分をミキサ８Ｉに供給する。直流除去部７Ｑは、ＡＦ増幅器６Ｑから供給された信号のうち直流成分を除去し、その他の成分をミキサ８Ｑに供給する。
【００２８】
ミキサ８Ｉ及び８Ｑは、互いに実質的に同一の構成を有している。ミキサ８Ｉは、直流除去部７Ｉから供給される信号と局部発振器１１から供給される後述の第２の局部発振信号との積を表す信号のうち、周波数がこれら２つの信号の周波数の和（又は差）に実質的に等しい成分を表す信号を生成して、加算器１２に供給する。ミキサ８Ｑは、直流除去部７Ｑから供給される信号と移相器１０から供給される後述の第２移相信号との積を表す信号のうち、周波数がこれら２つの信号の周波数の和（又は差）に実質的に等しい成分を表す信号を生成して、加算器１２に供給する。
【００２９】
移相器９は、局部発振器１１より第１の局部発振信号を供給されると、第１の局部発振信号の位相を実質的に９０度遅らせた信号である第１移相信号を生成し、ミキサ４Ｑに供給する。
移相器１０は、局部発振器１１より第２の局部発振信号を供給されると、第２の局部発振信号の位相を実質的に９０度遅らせた信号である第２移相信号を生成し、ミキサ８Ｑに供給する。
【００３０】
加算器１２は、ミキサ８Ｉ及び８Ｑから供給される信号の和を表す信号を生成して、ＢＰＦ１３に供給する。
ＢＰＦ１３は、加算器１２から供給された信号をフィルタリングする。具体的には、ＢＰＦ１３は、加算器１２から供給された信号のうち、所定の中間周波数近傍の帯域の成分をＩＦ増幅器１４に供給し、その他の成分を実質的に遮断する。
ＩＦ増幅器１４は、ＢＰＦ１３から供給された成分（ＩＦ信号）を増幅して、ＦＭ検波器１５及び局部発振器１１に供給する。
【００３１】
ＦＭ検波器１５は、比検波器、クワドラチャ復調回路その他任意のＦＭ検波回路や、ＡＦ増幅器及びスピーカなどから構成されており、ＩＦ増幅器１４から供給された信号の周波数変移を振幅へと変換することによりＩＦ信号のＦＭ復調を行い、復調により得られたＡＦ信号を、このＦＭ受信機の出力信号として出力し、再生する。
【００３２】
局部発振器１１は、図１に示すように、ＶＣＯ（Voltage Controlled Oscillator）１０１及び１１１と、分周器１０２、１０５、１０６、１０７、１１２、１１４及び１１５と、位相比較器１０３及び１０８と、ループフィルタ１０４及び１１０と、ＬＰＦ１０９と、波形整形器１１３とより構成されている。
すなわち、このＦＭ受信機の局部発振器１１は、図３に示す局部発振器１１の構成に加え、波形整形器１１３、分周器１１４及び１１５を更に備えている。
【００３３】
ＶＣＯ１０１及び１１１は交流信号を生成し、各自が生成する交流信号の周波数を、各自に供給された制御信号が指定する変化分だけ変化させる。なお、ＶＣＯ１０１及び１１１は、いずれも、制御信号が未だ自己に供給されていない状態では、例えば、自己に固有のフリーランニング周波数の交流信号を生成するものとする。
ＶＣＯ１０１は、自己が生成した交流信号（基準発振信号）を分周器１０２、１０５及び１０７へと供給する。ＶＣＯ１１１は、自己が生成した交流信号を分周器１１２へと供給し、また、この交流信号を第１の局部発振信号としてミキサ４Ｉ及び移相器９へと供給する。
【００３４】
分周器１０２、１０５、１０６、１０７、１１２、１１４及び１１５は、いずれも、例えばフリップフロップ回路、カウンタ回路等より構成されている。
【００３５】
分周器１０２は、ＶＣＯ１０１より供給された交流信号を分周比ｐ（ただし、ｐは自然数）で分周する（すなわち、分周器１０２は、基準発振信号に同期していて基準発振信号の周波数のｐ分の１に実質的に等しい周波数を有する交流信号を生成する）。そして、分周器１０２は、自己が分周を行って得られた信号を分周器１１５に供給する。
【００３６】
分周器１０５は、ＶＣＯ１０１より供給された基準発振信号を分周比ｑ（ただし、ｑは自然数）で分周し、自己が分周を行って得られた信号を分周器１０６に供給する。
分周器１０６は、分周器１０５より供給された交流信号を分周比ｒ（ただし、ｒは自然数）で分周し、自己が分周を行って得られた信号を、第２の局部発振信号としてミキサ８Ｉ及び移相器１０へと供給する。
【００３７】
分周器１０７は、ＶＣＯ１０１より供給された基準発振信号を分周比ｓ（ただし、ｓは自然数）で分周し、自己が分周を行って得られた信号を位相比較器１０８に供給する。
分周器１１２は、ＶＣＯ１１１より供給された交流信号を分周比ｔ（ただし、ｔは自然数）で分周し、自己が分周を行って得られた信号を位相比較器１０８へと供給する。
【００３８】
分周器１１４は、波形整形器１１３より供給された矩形波を分周比ｕ（ただし、ｕは自然数）で分周し、自己が分周を行って得られた信号を位相比較器１０３に供給する。
分周器１１５は、分周器１０２より供給された交流信号を分周比ｖ（ただし、ｖは自然数）で分周し、自己が分周を行って得られた信号を位相比較器１０３に供給する。
【００３９】
波形整形器１１３は、シュミットトリガ回路等より構成されており、ＩＦ増幅器１４より供給されたＩＦ信号の瞬時値を二値化して得られる矩形波を生成して、分周器１１４へと供給する。
【００４０】
位相比較器１０３は、乗算回路等より構成されており、分周器１１４及び１１５から供給される２つの交流信号の位相差を矩形波のデューティー比として表す誤差信号を生成し、生成した誤差信号をループフィルタ１０４へと供給する。
ループフィルタ１０４は、所定の時定数を有する積分回路等より構成されており、位相比較器１０３より供給される誤差信号のデューティー比を表すレベルを有する制御信号を生成し、生成した制御信号をＶＣＯ１０１に供給する。
【００４１】
位相比較器１０３が出力する誤差信号は、分周器１１４及び１１５から供給される２つの信号の位相差が実質的に０であるとき、ループフィルタ１０４から、基準発振信号の周波数の変化分を実質的に０と指定する制御信号が出力されるようなものとなる。すなわち、ループフィルタ１０４が出力する制御信号は、ＶＣＯ１０１が現に生成している交流信号の周波数をそのまま保つよう指定するものとなる。
【００４２】
一方、分周器１１４から供給される信号の搬送波成分の位相が、分周器１１５から供給される信号の位相より進んでいるときに位相比較器１０３が出力する誤差信号は、ループフィルタ１０４が出力する制御信号が示す変化分が正の値となるようなものとなる。すなわち、基準発振信号の周波数を上昇させるよう指定するものとなる。
一方、分周器１１４から供給される信号の搬送波成分の位相が、分周器１１５から供給される信号の位相より遅れているときに位相比較器１０３が出力する誤差信号は、ループフィルタ１０４が出力する制御信号が示す変化分が負の値となるようなものとなる。すなわち、基準発振信号の周波数を下降させるよう指定するものとなる。
ただし、誤差信号は、変化分の値が正負いずれである場合も、分周器１１４から供給される信号の搬送波成分と分周器１１５から供給される信号との位相差が大きいほど、制御信号が指定する変化分の絶対値が大きな値になるようなものである。
従って、ＶＣＯ１０１、分周器１０２及び１１５、位相比較器１０３及びループフィルタ１０４は、基準発振信号を分周器１１４から供給される信号の搬送波成分にロックする、第１のＰＬＬ（Phase Lock Loop）として機能する。
【００４３】
位相比較器１０８は、乗算回路等より構成されており、分周器１０７及び１１２から供給される２つの交流信号の位相差を矩形波のデューティー比として表す誤差信号を生成し、生成した制御信号をＬＰＦ１０９へと供給する。
ＬＰＦ１０９は、位相比較器１０８より供給される誤差信号に含まれる高調波成分を除去し、高調波成分が実質的に除去された誤差信号をループフィルタ１１０に供給する。
ループフィルタ１１０は、所定の時定数を有する積分回路等より構成されており、ＬＰＦ１０９より供給される誤差信号のデューティー比を表すレベルを有する制御信号を生成し、生成した制御信号をＶＣＯ１１１に供給する。
【００４４】
位相比較器１０８が出力する誤差信号は、分周器１０７及び１１２から供給される２つの信号の位相差が実質的に０であるとき、ループフィルタ１１０から、ＶＣＯ１１１が生成する交流信号の周波数の変化分を実質的に０と指定する制御信号が出力されるようなものとなる。
【００４５】
一方、分周器１１２から供給される信号の搬送波成分の位相が、分周器１０７から供給される信号の位相より進んでいるときに位相比較器１０８が出力する誤差信号は、ループフィルタ１１０が出力する制御信号が示す変化分が負の値となるようなものとなる。また、分周器１１２から供給される信号の搬送波成分の位相が、分周器１０７から供給される信号の位相より遅れているときに位相比較器１０８が出力する誤差信号は、ループフィルタ１１０が出力する制御信号が示す変化分が正の値となるようなものとなる。ただし、変化分の値が正負いずれである場合も、誤差信号は、分周器１０７及び１１２から供給される２つの信号の位相差が大きいほどループフィルタ１１０が出力する制御信号が指定する変化分の絶対値が大きな値になるようなものとする。
従って、ＶＣＯ１１１、分周器１０７、位相比較器１０８、ＬＰＦ１０９及びループフィルタ１１０は、第１の局部発振信号を分周器１０７に分周された基準発振信号にロックする、第２のＰＬＬとして機能する。
【００４６】
なお、上述の分周比ｐ、ｑ、ｒ、ｓ、ｔ、ｕ及びｖの値は、
（１）  第１の局部発振信号の周波数が、後述する動作により、このＦＭ受信機が受信する対象のＦＭ変調信号の搬送波周波数と所定のオフセット周波数との和（又は差）に収束し、
（２）  第２の局部発振信号の周波数が、後述する動作により、ＢＰＦ１３の通過帯域内の所定の中間周波数とオフセット周波数との差（又は和）へと収束し、
（３）  分周器１１５が位相比較器１０３に供給する交流信号の周波数が、後述する動作により、上述の中間周波数のｕ分の１の値に収束する、
ような値に設定されている。
【００４７】
そして更に、
（４）  上述のオフセット周波数の大きさは３００ヘルツ以内である、
ことが望ましい。再生されるべきＡＦ信号が音声を表す場合、その音声のうち３００ヘルツ程度以下の成分は、再生されなくても再生される音声の正確さは損なわれない。従ってこの場合、Ｉチャンネルベースバンド信号やＱチャンネルベースバンド信号から直流成分を除去する直流除去部７Ｉや７Ｑは、正確に直流成分のみを除去しなくても、実質的にオフセット周波数未満の成分のみを除去するものであれば、復調の正確さを損なうことなく、またＩチャンネルベースバンド信号やＱチャンネルベースバンド信号の搬送波成分を誤って除去することもなく、ミキサ４Ｉや４Ｑで発生する２次歪みの直流成分を除去できる。
【００４８】
換言すれば、分周比ｐ、ｑ、ｒ、ｓ、ｔ、ｕ及びｖの値は、このＦＭ受信機が受信する対象のＦＭ変調信号の搬送波周波数をｆ０、第１の局部発振信号の周波数が収束する値をｆ１、第２の局部発振信号の周波数が収束する値をｆ２、中間周波数をｆＩＦ、オフセット周波数をΔｆとする場合、数式１〜数式３に示す関係を実質的に満たすような値とする。そして更に、数式４に満たす関係を満たすことが望ましい。
【００４９】
【数１】
ｆ１＝ｆ０＋Δｆ
【数２】
（ｆ１／ｔ）＝ｆ２・｛（ｑ・ｒ）／ｓ｝
【数３】
ｆ２・｛（ｑ・ｒ・ｕ）／（ｐ・ｖ）｝＝（ｆ２＋Δｆ）＝ｆＩＦ
【数４】
Δｆ≦３００［Ｈｚ］
【００５０】
具体的には、例えば、このＦＭ受信機が受信する対象のＦＭ変調信号の搬送波周波数が４７０メガヘルツで、オフセット周波数が７２ヘルツで、中間周波数が約３６．０７２１４９キロヘルツである場合、分周比ｐ、ｑ、ｒ、ｓ、ｔ、ｕ及びｖの値は、順に、４９９、２５０、２、３６０、９４００、２０及び２０であれば、数式１〜数式４に示す関係は実質的に満たされる。
このとき、第１の局部発振信号の周波数は約４７０．００００７２メガヘルツに収束し、第２の局部発振信号の周波数は約３６．０００００５５キロヘルツに収束し、分周器１１５が位相比較器１０３に供給する交流信号の周波数は、約１．８０３６０７４５キロヘルツに収束する。
【００５１】
なお、分周器１１４及び１１５が、正常に動作する図３の局部発振器１１に追加されるものである場合は、更に、ｕ＝ｖである必要がある。
【００５２】
（動作）
次に、このＦＭ受信機の動作を説明する。
このＦＭ受信機が受信する対象のＦＭ変調信号がアンテナ１にＲＦ信号を誘起すると、ＲＦ増幅器２がこのＲＦ信号を増幅して分波器３に供給し、分波器３は、ＲＦ増幅器２から供給されたＲＦ信号を、ミキサ４Ｉ及び４Ｑに供給する。
一方、ミキサ４Ｉには局部発振器１１のＶＣＯ１１１が生成する第１の局部発振信号が供給され、ミキサ４Ｑには第１の局部発振信号の位相が実質的に９０度遅れたものに相当する信号である第１移相信号が移相器９より供給される。
【００５３】
ＶＣＯ１１１が出力する交流信号の周波数は、分周器１０７が出力する信号の周波数（つまり、基準発振信号の周波数のｓ分の１）が、分周器１１２が出力する信号の周波数（つまり、ＶＣＯ１１１自身が現に生成している交流信号の周波数のｔ分の１）より高いときは上昇し、低いときは下降する。従って、第１の局部発振信号の周波数は、ＶＣＯ１０１が出力する交流信号（つまり、基準発振信号）の周波数のｓ分のｔの値に収束する。
【００５４】
ミキサ４Ｉは、Ｉチャンネルベースバンド信号を生成する。ミキサ４Ｉが生成したＩチャンネルベースバンド信号はＬＰＦ５Ｉによりフィルタリングされ、ＡＦ増幅器６Ｉにより増幅され、更に直流除去部７Ｉにより直流成分の除去を受けた後、ミキサ８Ｉに供給される。
ミキサ４Ｑは、Ｑチャンネルベースバンド信号を生成する。ミキサ４Ｑが生成したＱチャンネルベースバンド信号はＬＰＦ５Ｑによりフィルタリングされ、ＡＦ増幅器６Ｑにより増幅され、更に直流除去部７Ｑにより直流成分の除去を受けた後、ミキサ８Ｑに供給される。
Ｉチャンネルベースバンド信号及びＱチャンネルベースバンド信号に含まれる、ＦＭ変調信号の搬送波成分の周波数は、オフセット周波数に実質的に等しい値へと収束する。
【００５５】
一方、ミキサ８Ｉには局部発振器１１の分周器１０６が出力する第２の局部発振信号が供給され、ミキサ８Ｑには第２の局部発振信号の位相が実質的に９０度遅れたものに相当する信号である第２移相信号が移相器１０より供給される。
【００５６】
ミキサ８Ｉは、直流除去部７Ｉが供給する信号と第２の局部発振信号との積を表す信号のうち、周波数がこれら２つの信号の周波数の和（又は差）に実質的に等しい成分を表す信号を生成し、加算器１２に供給する。第２の局部発振信号は、基準発振信号が分周器１０５により分周比ｑで分周され、更に分周器１０６により分周比ｒで分周されたものである。
ミキサ８Ｑは、直流除去部７Ｑが供給する信号と第２移相信号との積を表す信号のうち、周波数がこれら２つの信号の周波数の和（又は差）に実質的に等しい成分を表す信号を生成し、加算器１２に供給する。
【００５７】
加算器１２は、ミキサ８Ｉ及び８Ｑから供給される信号の和を表す信号を生成する。この信号はＢＰＦ１３によりフィルタリングされてＩＦ信号となり、ＩＦ信号はＩＦ増幅器１４により増幅される。
ＩＦ増幅器１４により増幅されたＩＦ信号はＦＭ検波器１５によりＦＭ復調され、復調により得られたＡＦ信号が、このＦＭ受信機の出力信号として出力され、再生される。
【００５８】
一方、ＩＦ増幅器１４に増幅されたＩＦ信号は、局部発振器１１の波形整形器１１３にも供給される。このＩＦ信号は波形整形器１１３により二値化され、分周器１１４により分周比ｕで分周された後、位相比較器１０３に供給される。位相比較器１０３は、分周器１１４から供給される信号の搬送波成分と分周器１１５から供給される交流信号との位相差を表す誤差信号を生成してループフィルタ１０４に供給する。ループフィルタ１０４は、この誤差信号に基づき制御信号を生成する。
ループフィルタ１０４が出力する制御信号は、分周器１１５が出力する信号の周波数（つまり、基準発振信号の周波数の（ｐ・ｖ）分の１）が中間周波数のｕ分の１より高いときは、基準発振信号の周波数を下降させるものとなる。また、中間周波数のｕ分の１より低いときは、基準発振信号の周波数を上昇させるものとなる。従って、基準発振信号の周波数は、中間周波数の｛（ｐ・ｖ）／ｕ｝倍の値に収束する（特にｕ＝ｖであれば、中間周波数のｐ倍の値に収束する）。そして、第２の局部発振信号の周波数は、基準発振信号の周波数の（ｑ・ｒ）分の１の値となる。
そして、ＩＦ信号に含まれる、ＦＭ変調信号の搬送波成分の周波数は、第２の局部発振信号の周波数とオフセット周波数との和（又は差）に実質的に等しい値へと収束する。
【００５９】
以上説明した動作の結果、このＦＭ受信機に受信されたＦＭ変調信号が復調され、ＡＦ信号が表す音声が再生される。
このＦＭ受信機はダイレクトコンバージョンの手法によりＦＭ変調信号の復調を行う。そして、第１及び第２の局部発振信号は、いずれも単一の基準発振信号に基づいて生成される。従って構成が簡単である。また、基準発振信号の周波数は、中間周波数の｛（ｐ・ｖ）／ｕ｝倍の値へと収束する。従って調整も容易である。
【００６０】
また、図１の局部発振器１１の分周器１１４から位相比較器１０３へと供給される交流信号の最大周波数偏移は、ＩＦ信号の最大周波数偏移のｕ分の１の値となる。
このため、図１の局部発振器１１の位相ロック特性は、図３の局部発振器１１に比べて改善される。すなわち、図１の局部発振器１１の動作と、図３の局部発振器１１の動作とを比較した場合、例えば、所定の時刻（以下、時刻０とする）に双方に同一のＩＦ信号が供給され始めたという条件下では、図３の局部発振器１１の第１のＰＬＬより、図１の局部発振器１１の第１のＰＬＬの方が、ＩＦ信号の側波帯成分の影響を受けず搬送波成分に安定してロックする。すなわち、図１の構成において基準発振信号の周波数が誤ってＩＦ信号の側波帯成分の周波数の｛（ｐ・ｖ）／ｕ｝倍に収束してしまう可能性は、図３の構成において基準発振信号の周波数が誤ってＩＦ信号の側波帯成分の周波数のｐ倍に収束してしまう可能性より少なくなる。
【００６１】
そして、図１の局部発振器１１の第１のＰＬＬは、ループフィルタ１０４の時定数が図３のループフィルタ１０４の時定数より小さい値であっても、図３の局部発振器１１の第１のＰＬＬと同程度に（又は、より安定して）、ＩＦ信号の搬送波成分にロックし得る。
図１又は図３の構成において、第１のＰＬＬは、ループフィルタ１０４の時定数が小さいほど、基準発振信号の周波数を高速に収束させる。従って、図１のループフィルタ１０４の時定数を適切に選択することにより、図１の局部発振器１１の第１のＰＬＬは、分周器１０２及び１１５に分周された基準発振信号を、図３の局部発振器１１の第１のＰＬＬと同程度に（又は、より安定して）ＩＦ信号の搬送波成分にロックし、しかも、図３の局部発振器１１の第１のＰＬＬより高速にＩＦ信号の搬送波成分にロックするようになる。
【００６２】
なお、このＦＭ受信機の構成は、上述のものに限られない。
例えば、分波器３は、Ａ／Ｄ（Analog-to-Digital）変換器と、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）やＣＰＵ（Central Processing Unit）とから構成されていてもよい。また、ＦＭ検波器１５は、ＤＳＰやＣＰＵとＤ／Ａ（Digital-to-Analog）変換器とより構成されていてもよい。そして、このＦＭ受信機の他の構成要素の機能の一部又は全部が、ＤＳＰやＣＰＵにより行われていてもよい。
【００６３】
また、このＦＭ受信機は、ＦＭ変調信号をアンテナ１から取得する必要はなく、例えば、ＦＭ変調信号を有線回線より取得してもよい。また、ＲＦ増幅器２は省略可能である。
また、このＦＭ受信機は、ＰＭ（Phase Modulation）変調信号を復調してもよい。この場合、ＦＭ検波器１５は、例えば、ＩＦ信号をＦＭ復調して得られたＡＦ信号を積分するための積分回路等を備えるものとすればよい。
【００６４】
また、分周比ｐ、ｑ、ｒ、ｓ、ｔ、ｕ及びｖの値は、上述した関係を満たす限り任意である。従って、分周器１０２、１０５、１０６、１０７、１１２、１１４及び１１５のうち少なくともいずれかが、その分周比を変えられるようなものであってもよい。そして、例えば、分周器１１２の分周比を可変とすれば、このＦＭ受信機は、受信する対象のＦＭ変調信号の搬送波周波数を可変とすることができる。
【００６５】
以上、この発明にかかる位相ロック特性改善装置、角度復調装置及び位相ロック特性改善方法を説明したが、この発明の位相ロック特性改善装置及び角度復調装置は、専用のシステムによらず、通常のコンピュータシステムを用いて実現可能である。例えば、Ａ／Ｄ変換器、Ｄ／Ａ変換器を備えるパーソナルコンピュータに、上述の動作を実行するためのプログラムを格納した媒体（フロッピーディスク、ＣＤ−ＲＯＭ等）から該プログラムをインストールすることにより、上記処理を実行するＦＭ受信機を構成することができる。
【００６６】
また、例えば、通信ネットワークの掲示板（ＢＢＳ）に該プログラムを掲示し、これをネットワークを介して配信してもよい。ネットワークを介した配信は、該プログラムにより搬送波を変調して得られる変調信号を伝送することにより行ってもよい。
そして、このプログラムを起動し、ＯＳの制御下に、他のアプリケーションプログラムと同様に実行することにより、上述の処理を実行することができる。
【００６７】
なお、ＯＳが処理の一部を分担する場合、あるいは、ＯＳが本願発明の１つの構成要素の一部を構成するような場合には、記録媒体には、その部分を除いたプログラムを格納してもよい。この場合も、この発明では、その記録媒体には、コンピュータが実行する各機能又はステップを実行するためのプログラムが格納されているものとする。
【００６８】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、ＰＬＬが角度変調波の搬送波成分に確実にロックするようにするための位相ロック特性改善装置及び位相ロック特性改善方法や、局部発振信号の周波数が確実に所望の値に収束する角度復調装置が実現される。
また、この発明によれば、ＰＬＬによる交流信号のロックが高速に行われるようにするための位相ロック特性改善装置及び位相ロック特性改善方法や、局部発振信号の周波数が高速に所望の値に収束する角度復調装置が実現される。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態にかかるＦＭ受信機の局部発振器の基本構成を示すブロック図である。
【図２】ＦＭ受信機の基本構成を示すブロック図である。
【図３】局部発振器の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１      アンテナ
２      ＲＦ増幅器
３      分波器
４Ｉ、４Ｑ、８Ｉ、８Ｑ      ミキサ
５Ｉ、５Ｑ、１０９      ＬＰＦ
６Ｉ、６Ｑ      ＡＦ増幅器
７Ｉ、７Ｑ      直流除去部
９、１０      移相器
１１      局部発振器
１０１、１１１      ＶＣＯ
１０２、１０５、１０６、１０７、１１２、１１４、１１５      分周器
１０３、１０８      位相比較器
１０４、１１０      ループフィルタ
１１３      波形整形器
１２      加算器
１３      ＢＰＦ
１４      ＩＦ増幅器
１５      ＦＭ検波器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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