(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
２値データのデータ値が変化しないときには一定周期でパルスが変化し該データ値が変化する変化タイミングに前記パルスの位相反転タイミングを対応させることによって該２値データを送信する位相変調信号を復調して復調信号として出力する位相変調信号復調回路であって、前記一定周期に対応するタイミングを含む所定パルス幅のウィンドウ信号を生成するウィンドウ信号生成手段と、このウィンドウ信号が生成されている期間に前記位相変調信号のレベル遷移タイミングが存在しないとき前記復調信号をレベル遷移させる復調手段とを含むことを特徴とする位相変調信号復調回路。
【請求項２】
前記ウィンドウ信号生成手段は前記位相変調信号の立上り遷移及び立下り遷移に夫々対応する立上りウィンドウ信号及び立下りウィンドウ信号を生成し、前記復調手段は前記立上りウィンドウ信号が生成されている期間に前記位相変調信号のレベル遷移タイミングが存在しないとき前記復調信号を立上り遷移させ前記立下りウィンドウ信号が生成されている期間に前記位相変調信号のレベル遷移タイミングが存在しないとき前記復調信号を立下り遷移させることを特徴とする請求項１記載の位相変調信号復調回路。
【請求項３】
前記ウィンドウ信号生成手段は、前記位相変調信号を所定基準レベルと比較する比較回路と、この比較出力の立上り遷移タイミングに対応する立上り検出パルスを生成する立上り検出パルス生成回路と、この立上り検出パルスのレベル遷移タイミングから予め設定された時間後に前記立上りウィンドウ信号を生成する立上りウィンドウ信号生成回路と、前記比較出力の立下り遷移タイミングに対応する立下り検出パルスを生成する立下り検出パルス生成回路と、この立下り検出パルスのレベル遷移タイミングから予め設定された時間後に前記立下りウィンドウ信号を生成する立下りウィンドウ信号生成回路とを含むことを特徴とする請求項１又は２記載の位相変調信号復調回路。
【請求項４】
前記立上りウィンドウ信号生成回路は、前記立上り検出パルスのレベル遷移タイミングに応答して前記予め設定された時間だけカウント動作を行う立上りカウンタと、このカウント値が予め定められた値になっている期間において前記立上りウィンドウ信号を出力する回路と、前記立下り検出パルスのレベル遷移タイミングに応答して前記予め設定された時間だけカウント動作を行う立下りカウンタと、このカウント値が予め定められた値になっている期間において前記立下りウィンドウ信号を出力する回路とを含むことを特徴とする請求項３記載の位相変調信号復調回路。
【請求項５】
前記復調手段は、前記立上りウィンドウ信号を用いて前記立上り検出パルスをマスクする立上りマスク回路と、前記立下りウィンドウ信号を用いて前記立下り検出パルスをマスクする立下りマスク回路と、前記立上りマスク回路及び前記立下りマスク回路の出力に応じて前記復調信号を遷移させる信号遷移回路とを含むことを特徴とする請求項２〜４のいずれかに記載の位相変調信号復調回路。
【請求項６】
前記復調信号のレベル遷移に応答して前記立上りウィンドウ信号生成回路の出力先と前記立下りウィンドウ信号生成回路の出力先と相互に切換える切換回路とを含むことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の位相変調信号復調回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は位相変調信号復調回路に関し、特に位相変調（Ｐｈａｓｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ；以下、ＰＳＫと略す）信号を復調する回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来この種の復調回路は、図６に示されているように、２相ＰＳＫ信号６ａのノイズを除去するバンドパスフィルタ６ｂと、アナログ信号をディジタル信号に変換するＡＤコンバータ回路６ｆと、入力される２相ＰＳＫ信号の０度、９０度、１８０度、２７０度の各信号をＡＤコンバータ回路６ｆに出力するための位相追従サンプリングホールド回路６ｇと、ＡＤコンバータ回路６ｆからの出力信号を演算し、基準値との比較により出力信号レベルを反転させる演算回路６ｄとを含んで構成されている。なお、２相ＰＳＫ信号６ａは、基地局から人工衛星に出力するコマンド信号を基地局内で折返したコマンドエコー信号である。
【０００３】
かかる構成からなる復調回路の動作について図７もを参照して説明する。まず、２相ＰＳＫ信号６ａに含まれる測距信号成分等のノイズを除去するためにバンドパスフィルタ６ｂに２相ＰＳＫ信号６ａを入力する。バンドパスフィルタ６ｂによって高周波成分及び低周波成分が除去された信号６ｃをＡＤコンバータ回路６ｆに入力する。信号６ｃの各点はサンプリングポイントである。
【０００４】
ＡＤコンバータ回路６ｆ及び位相追従サンプリングホールド回路６ｇにより、基準レベル（０Ｖ）に対するディジタル信号６ｈの０度、９０度、１８０度、２７０度の位相に対し、ＡＤ変換をするように制御する。ＡＤコンバータ回路６ｆから出力されるディジタル信号６ｈの０度、９０度、１８０度、２７０度でサンプリングされたディジタルデータを演算回路６ｄに順次入力し、演算させる。演算回路６ｄの演算値が予め設定しておいた基準値（２相ＰＳＫ信号のレベル及びサブキャリア／ビットレート比により値が変動する）を越えた場合に位相が逆転したとみなし、出力信号レベルを反転させ、ＰＣＭ（Ｐｕｌｓｅ  Ｃｏｄｅ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）信号である２相ＰＳＫ信号６ｅを出力する。
【０００５】
また、従来の他の復調回路が特開平２−２７９０５０号公報に記載されている。同公報に記載されている復調回路は、図８に記載されているように、２相ＰＳＫ（Ｂｉｎａｒｙ  ＰＳＫ；以下、ＢＰＳＫと略す）信号である入力信号１を矩形波に変換するコンパレータ２と、入力信号１からクロック信号５を復調する全波整流回路４及びコンパレータ６と、コンパレータ２の出力信号３をコンパレータ６の出力信号７で読込む４ビットシフトレジスタ８と、４ビットシフトレジスタ８のＢＣＤ（Ｂｉｎａｒｙ  Ｃｏｄｅｄ  Ｄｅｃｉｍａｌ）出力信号９を入力して１６進数に変換するデコーダ１０と、デコーダ１０の出力信号１１、１２を入力としてＰＣＭ信号１５を復調するフリップフロップ１４とを含んで構成されている。
【０００６】
かかる構成からなる従来の復調回路の動作について図９をも参照して説明する。データ（図９のａ）に対する入力信号１（図９のｂ）はコンパレータ２に入力され矩形波である出力信号３（図９のｃ）となり出力される。ＢＰＳＫ信号である入力信号１（図９のｂ）は、全波整流信号（図９のｄ）を出力する全波整流回路４及びコンパレータ６を通り、クロック信号７（図９のｅ）となって出力される。出力信号３（図９のｃ）はクロック信号７（図９のｅ）と共に４ビットシフトレジスタ８に入力され１６進数の出力信号９（図９のｆ）となり、出力される。この出力信号９（図９のｆ）に位相遷移点が現れると“Ｂ”（ＨＥＸ）又は“４”（ＨＥＸ）の値を示すため、デコーダ１０に入力して出力信号１１（図９のｈ）、出力信号１２（図９のｇ）として抽出する。出力信号１１（図９のｈ）、出力信号１２（図９のｇ）は、フリップフロップ１４に入力され、復調信号１５（図９のｉ）として出力される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来技術のうち、前者の復調回路は２相ＰＳＫ変調信号を復調する際のデータ処理工程において、位相制御及び演算を行う必要があるため、回路が複雑になり、回路規模が大きくなるという欠点がある。
【０００８】
また、公開公報に記載されている後者の復調回路は、クロック信号を抽出するための全波整流回路とコンパレータが必要であり、その分回路規模が大きくなるという欠点がある。
【０００９】
本発明は上述した従来技術の欠点を解決するためになされたものであり、その目的は簡単な構成で回路規模が大きくなることのない位相変調信号復調回路を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明による位相変調信号復調回路は、２値データのデータ値が変化しないときには一定周期でパルスが変化し該データ値が変化する変化タイミングに前記パルスの位相反転タイミングを対応させることによって該２値データを送信する位相変調信号を復調して復調信号として出力する位相変調信号復調回路であって、前記一定周期に対応するタイミングを含む所定パルス幅のウィンドウ信号を生成するウィンドウ信号生成手段と、このウィンドウ信号が生成されている期間に前記位相変調信号のレベル遷移タイミングが存在しないとき前記復調信号をレベル遷移させる復調手段とを含むことを特徴とする。
【００１１】
要するに本位相変調信号復調回路は、２値データの一定周期に対応するタイミングを含む所定パルス幅のウィンドウ信号を生成し、このウィンドウ信号が生成されている期間に位相変調信号のレベル遷移タイミングが存在しないとき、復調信号をレベル遷移させているのである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の一形態について図面を参照して説明する。以下の説明において参照する各図においては、他の図と同等部分には同一符号が付されている。
【００１３】
図１は本発明による位相変調信号復調回路の実施の一形態を示すブロック図である。同図において、本実施形態による位相変調信号復調回路は、２相ＰＳＫ信号Ｂと所定の基準電圧レベルとを比較することによって矩形波出力を得るために設けられたコンパレータ１０１と、３段接続されたＤ型フリップフロップ（ＤＦＦ）によって立上りを検出するための立上りパルス発生部１０２と、この立上りパルス発生部１０２と同様の回路１０３Ａ及びインバータ１０３Ｂを有する立下りパルス発生部１０３とを含んで構成されている。
【００１４】
立上りパルス発生部１０２は、３段接続されたＤＦＦ１０２Ａ〜１０２Ｃと、その２段目のＤＦＦ１０２Ｂの出力と３段目のＤＦＦ１０２Ｃの反転出力とを入力とするＮＡＮＤ回路１０２Ｄとを含んで構成されている。
【００１５】
また、同図において、本回路は、立上りタイミングを検出するために用いる立上りウインドウを発生する立上りウインドウ発生部１０４と、立下りタイミングを検出するために用いる立下りウインドウを発生する立下りウインドウ発生部１０５と、これら立上りウインドウ発生部１０４及び立下りウインドウ発生部１０５の出力信号の出力先を切換える切換部１０６と、この切換部１０６の出力を入力とし復調信号Ｋを出力する位相検出部１０９とを含んで構成されている。
【００１６】
なお、立上りウインドウ発生部１０４は、イネーブル入力（ＥＮＢ）がローレベルのときにＤＦＦの動作を行うＤＦＦ回路１０４Ａと、このＤＦＦ回路１０４Ａの出力に応答してイネーブル状態となる１６カウンタ１０４Ｂと、この出力されるカウント値によって選択出力内容が制御されるセレクタ１０４Ｃと、このセレクタ１０４Ｃの１６個の出力Ｓ０〜Ｓ１５のうちの出力Ｓ０、Ｓ１４及びＳ１５が出力されているときに出力するＮＯＲ回路１０４Ｄとを含んで構成されている。立下りウインドウ発生部１０５は立上りウインドウ発生部１０４と同じ回路構成であるものとする。
【００１７】
この立上りウインドウ発生部１０４の動作が図２に示されている。同図において、立上りパルス発生部１０２から出力されるパルス信号Ｇの最初の変化点（遷移点）をＤＦＦ回路１０４Ａで検出し、この遷移点を基準に１６カウンタ１０４Ｂを動作させる。したがって、この１６カウンタ１０４の出力カウント値は、「０」、「１」、…「１４」、「１５」、「０」、「１」…の繰返しとなる。この出力カウント値はセレクタ１０４Ｃに入力される。セレクタ１０４Ｃは、その出力端子Ｓ０〜Ｓ１５のうちの出力端子Ｓ０、Ｓ１４、Ｓ１５がＮＯＲ回路１０４Ｄに接続されているので、これら接続されている出力端子への出力が有効であるときにのみローレベルとなる立上りウインドウ信号（↑ＷＩＮＤＯＷ）が生成される。つまり、セレクタ１０４Ｃによって１６クロック毎に立上りウインドウ信号を発生させているのである。
【００１８】
また、位相検出部１０９は、立上りパルス発生部１０２から出力されるパルス信号Ｇと切換部１０６の出力の一方とを入力とするＯＲ回路１０７と、立上りパルス発生部１０３から出力されるパルス信号Ｅと切換部１０６の出力の一方とを入力とするＯＲ回路１０８と、ＯＲ回路１０７から出力された信号Ｉがローレベルのときにイネーブル状態となるＤＦＦ回路１０９Ａと、ＯＲ回路１０８から出力された信号Ｊがローレベルのときにイネーブル状態となるＤＦＦ回路１０９Ｂと、ＤＦＦ回路１０９Ａの出力ＬとＤＦＦ回路１０９Ｂの出力Ｍとを入力とするＡＮＤ回路１０９Ｃと、このＡＮＤ回路１０９Ｃの出力Ｎを入力とするＴ型フリップフロップ（ＴＦＦ）１０９Ｄとを含んで構成されている。
【００１９】
この位相検出部１０９の動作が図３に示されている。同図において、ＤＦＦ回路１０９Ａの出力Ｌは、信号Ｉがローレベルのときにハイレベルになる。また、ＤＦＦ回路１０９Ｂの出力Ｍは、信号Ｊがローレベルのときにハイレベルになる。したがって、信号Ｉ及び信号Ｊが共にローレベルのときにのみＡＮＤ回路１０９Ｃの出力Ｎがハイレベルになる。出力Ｎがハイレベルになると、ＴＦＦ１０９Ｄの出力レベルが反転し、復調信号Ｋの出力レベルが反転する。つまり、信号Ｉ及び信号Ｊの両方にパルスが出現した時に、位相が変化したものとして復調信号Ｋのレベルが反転するのである。なお、出力Ｎがハイレベルになると、ＤＦＦ回路１０９Ａ及び１０９Ｂはクリア状態になる。
【００２０】
次に、図４のタイムチャートをも参照して図１の各部の動作について説明する。図において、コマンドデータＡから作られた２相ＰＳＫ信号Ｂは、コンパレータ１０１により矩形波出力Ｄとなる。この矩形波出力Ｄは、立上りパルス発生部１０２に入力されて立上りが検出され、パルス信号Ｇとなる。
【００２１】
立上りパルス発生部１０２には、２相ＰＳＫ信号Ｂの繰返し周波数の１６倍の繰返し周波数を有するクロックＣを入力としている。このクロックＣはコマンド信号出力装置が自ら２相ＰＳＫ信号Ｂを出力する時に使用している基準クロックである。この立上りパルス発生部１０２は、パルス信号Ｇを出力する。
立下りパルス発生部１０３は、立上りパルス発生部１０２と同様の回路１０３Ａと、その入力側に設けられたインバータ１０３Ｂとを含んで構成されている。この立下りパルス発生部１０３は、パルス信号Ｅを出力する。
【００２２】
クロックＣ及びパルス信号Ｇは立上りウインドウ発生部１０４に入力され、次の立上りパルス信号の予測位置を示す立上りウインドウ信号（↑ＷＩＮＤＯＷ）Ｈを発生する。クロックＣ及びパルス信号Ｅが入力される立下りウインドウ発生部１０５においても同様に、立下りパルス信号の予測位置を示す立下りウインドウ信号（↓ＷＩＮＤＯＷ）Ｆを発生する。
【００２３】
立上りウインドウ発生部１０４から出力された信号は、切換部１０６を通り、初めは信号Ｈとしてパルス信号Ｇと共に位相検出部１０９内のＯＲ回路１０７に入力される。一方、立下りウインドウ発生部１０５から出力された信号は、切換部１０６を通り、初めは信号Ｆとしてパルス信号Ｅと共に位相検出部１０９内のＯＲ回路１０８に入力される。ＯＲ回路１０７から出力された信号ＩとＯＲ回路１０８から出力された信号Ｊは位相検出部１０９に入力される。
【００２４】
立上りウインドウ信号Ｈにパルス信号Ｇがマスクされている場合には、ＯＲ回路１０７から信号Ｉは出力されない。また、立下りウインドウ信号Ｆにパルス信号Ｅがマスクされている場合には、ＯＲ回路１０８から信号Ｊは出力されない。
【００２５】
立下りウインドウ信号Ｆにパルス信号Ｅが、また立上りウインドウ信号Ｈにパルス信号Ｇがマスクされない場合（図中のＸ、Ｙ）には、信号Ｊ、信号Ｉが順にローレベルになり、ＴＦＦ１０９Ｄの出力レベルが変化することによって復調信号Ｋがレベル遷移する。
【００２６】
このように位相検出部１０９は、信号Ｉ及び信号Ｊにパルスが出現した時に位相が変化したものとして復調信号Ｋをレベル遷移させて出力する。この復調信号Ｋのレベル遷移に応答して、切換部１０６は立上りウインドウ信号Ｈと立下りウインドウ信号Ｆとの接続元を図４中の矢印のように入換える。
【００２７】
ところで、コマンド信号出力装置は、人工衛星用コマンド信号（人工衛星用制御信号）において、ＰＣＭ信号に２相ＰＳＫ変調を行って出力する機能と、出力した２相ＰＣＭ−ＰＳＫ信号を地上局のアンテナ端で折返したループバック信号を入力とし２相ＰＳＫ変調を行い、２相ＰＳＫ変調前のＰＣＭ信号を抽出し、比較照合する機能とを有している。つまり、自ら出力した２相ＰＳＫ信号のループバック信号を入力して復調するシステムであるため、入力した２相ＰＳＫ信号からクロック信号を抽出する必要はなく、自ら持っている内部のクロック信号を使用するのである。
【００２８】
そして、本実施形態による位相変調信号復調回路では、ＰＳＫ信号は自装置が自ら出力した信号であることを利用し、装置内の基準クロックを用いて、入力した２相ＰＳＫ信号のレベル変化点を予測し、この予測点に次の予測点が現れるという法則を用いて、２相ＰＳＫ信号の復調を行うことを特徴としている。すなわち、図５に示されているように、コマンド信号のレベルが遷移するのは、必ず基準信号の「１」のタイミングである。つまり、基準信号が同じでビットレートがわかっているため、２相ＰＳＫ信号のレベル変化点を予測することができるのである。
【００２９】
このように、レベル遷移タイミングを予測できれば本回路を利用することができる。例えば、ケーブルやバッファアンプ等のリタイミングを行わない装置を経由する信号について本回路を利用することができるのである。
【００３０】
従来技術では２相ＰＳＫ信号のレベルを演算させ、演算値が蓄積していき、ある基準値を越えた点を、位相の変化点であると間接的に抽出していた。これは、入力信号のＳＮ比（Ｓｉｇｎａｌ／Ｎｏｉｓｅ）が悪い場合に、変動するレベルによる偽位相変化点を吸収し、正しい位相変化点を抽出するのに有効であった。
【００３１】
一方、本回路では、コマンド信号発生装置に入力される２相ＰＳＫ信号が高ＳＮ比であり、従来技術での偽位相変化点を吸収する必要がないことから、直接位相変化点を抽出する方法を用いるのである。２相ＰＳＫ信号の立上り部と立下り部に着目すると、１つの立上り部に対し次の立下り部は予測できる位置にあり、位相が変化した後の予測位置には立上り部が存在する。立上り部に対しても同様である。このことから、この原理を利用しているのである。
【００３２】
なお、以上の例では１６クロック毎に次の変化点が現れることが予測できるため１６カウンタを使用しているが、クロック数が異なる場合にはその数に応じたカウンタを使用すれば良い。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明は、高ＳＮ比の伝送路を使用して伝送される２相ＰＳＫ変調信号を対象とし、位相変化点を予測しつつ復調信号をレベル遷移させることにより、簡単な構成で回路規模が大きくなることのない位相変調信号復調回路を実現できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態による位相変調信号復調回路の構成を示すブロック図である。
【図２】図１中の立上りウインドウ発生部の動作を示すタイムチャートである。
【図３】図１中の位相検出部の動作を示すタイムチャートである。
【図４】図１の位相変調信号復調回路の動作を示すタイムチャートである。
【図５】コマンド信号と基準信号との関係を示す図である。
【図６】従来の位相変調信号復調回路の構成を示すブロック図である。
【図７】図６の回路の動作を示すタイムチャートである。
【図８】従来の他の位相変調信号復調回路の構成を示すブロック図である。
【図９】図８の回路の動作を示すタイムチャートである。
【符号の説明】
１０１  コンパレータ
１０２  立上りパルス発生部
１０３  立下りパルス発生部
１０４  立上りウインドウ発生部
１０５  立下りウインドウ発生部
１０６  切換部
１０７，１０８  ＯＲ回路
１０９  位相検出部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0003947857.tif 000008
【図８】
0003947857.tif 000009
【図９】
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