(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
角度変調信号を入力する角度変調信号入力部と、
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等しい周波数に収束する第１の局部発振信号を生成する第１の発振部と、
前記第１の発振部より前記第１の局部発振信号を入力し、前記第１の局部発振信号と９０度位相が異なる第１の移相信号を生成する第１の移相部と、
前記角度変調信号入力部より前記角度変調信号を入力し、前記第１の発振部より前記第１の局部発振信号を入力して、前記角度変調信号と前記第１の局部発振信号との積のうち周波数が０である成分を除いた成分から構成される第１のベースバンド信号を生成する第１の混合部と、
前記角度変調信号入力部より前記角度変調信号を入力し、前記第１の移相部より前記第１の移相信号を入力して、前記角度変調信号と前記第１の移相信号との積のうち周波数が０である成分を除いた成分から構成される第２のベースバンド信号を生成する第２の混合部と、
所定の中間周波数と前記オフセット周波数との差又は和に等しい周波数を有する第２の局部発振信号を生成する第２の発振部と、
前記第２の発振部より前記第２の局部発振信号を入力し、前記第２の局部発振信号と９０度位相が異なる第２の移相信号を生成する第２の移相部と、
前記第１の混合部より前記第１のベースバンド信号を入力し、前記第２の発振部より前記第２の局部発振信号を入力して、前記第１のベースバンド信号と前記第２の局部発振信号との積を表す第１の中間信号を生成する第３の混合部と、
前記第２の混合部より前記第２のベースバンド信号を入力し、前記第２の移相部より前記第２の移相信号を入力して、前記第２のベースバンド信号と前記第２の移相信号との積を表す第２の中間信号を生成する第４の混合部と、
前記第３の混合部より前記第１の中間信号を入力し、前記第４の混合部より前記第２の中間信号を入力し、前記第１の中間信号と前記第２の中間信号との和又は差を表す第１の中間周波信号を生成する中間周波信号生成部と、
前記中間周波信号生成部より前記第１の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、
前記第１の混合部より前記第１のベースバンド信号又は前記第２の混合部より前記第２のベースバンド信号を入力し、入力した前記第１のベースバンド信号又は前記第２のベースバンド信号に含まれる前記オフセット周波数の成分に基づいて前記中間周波数の成分を含む第２の中間周波信号を生成し、当該第２の中間周波信号に含まれる中間周波数の成分に基づいて前記第１の局部発振信号の周波数が前記中間周波数に所定の比率を乗じた周波数に収束するように前記第１の発振部を制御することにより、前記第１の局部発振信号の周波数を前記角度変調信号の搬送波周波数と前記オフセット周波数との和又は差に等しい周波数に収束させる発振制御部と、
を有することを特徴とする角度復調装置。
【請求項２】
前記発振制御部は、
前記第１の混合部より前記第１のベースバンド信号又は前記第２の混合部より前記第２のベースバンド信号を入力し、前記第２の発振部より前記第２の局部発振信号を入力して、入力した前記第１のベースバンド信号又は前記第２のベースバンド信号と入力した前記第２の局部発振信号との積を表す信号を生成する第５の混合部と、
前記第５の混合部が生成した信号のうちから、前記第２の中間周波信号を抽出する抽出部と、
前記抽出部によって抽出された前記第２の中間周波信号に含まれる中間周波数の成分に基づいて、前記第１の局部発振信号の周波数が前記中間周波数に所定の比率を乗じた周波数に収束するように前記第１の発振部を制御することにより、前記第１の局部発振信号の周波数を前記角度変調信号の搬送波周波数と前記オフセット周波数との和又は差に等しい周波数に収束させる収束制御部と、
を備え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】
前記収束制御部は、前記抽出部によって抽出された前記第２の中間周波信号を所定の第１の分周比で分周して得られる信号と前記第１の局部発振信号を所定の第２の分周比で分周して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中間周波数に所定の比率を乗じた周波数に収束するように前記第１の発振部を制御することにより、前記第１の局部発振信号の周波数を前記角度変調信号の搬送波周波数と前記オフセット周波数との和又は差に等しい周波数に収束させる、
ことを特徴とする請求項２に記載の角度復調装置。
【請求項４】
前記発振制御部は、
前記第１の混合部より前記第１のベースバンド信号又は前記第２の混合部より前記第２のベースバンド信号を入力し、入力した前記第１のベースバンド信号又は前記第２のベースバンド信号のうちから、前記オフセット周波数を有する成分を抽出する抽出部と、
前記第２の発振部より前記第２の局部発振信号を入力して、前記抽出部によって抽出された成分の信号と入力した前記第２の局部発振信号との積を表す信号を生成し、生成した当該信号のうち、前記第２の中間周波信号を抽出する第５の混合部と、
前記第５の混合部によって抽出された前記第２の中間周波信号に含まれる中間周波数の成分に基づいて、前記第１の局部発振信号の周波数が前記中間周波数に所定の比率を乗じた周波数に収束するように前記第１の発振部を制御することにより、前記第１の局部発振信号の周波数を前記角度変調信号の搬送波周波数と前記オフセット周波数との和又は差に等しい周波数に収束させる収束制御部と、
を備え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５】
前記収束制御部は、前記第５の混合部によって抽出された前記第２の中間周波信号を所定の第１の分周比で分周して得られる信号と前記第１の局部発振信号を所定の第２の分周比で分周して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中間周波数に所定の比率を乗じた周波数に収束するように前記第１の発振部を制御することにより、前記第１の局部発振信号の周波数を前記角度変調信号の搬送波周波数と前記オフセット周波数との和又は差に等しい周波数に収束させる、
ことを特徴とする請求項４に記載の角度復調装置。
【請求項６】
前記オフセット周波数の大きさは、３００ヘルツ以内である、
ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の角度復調装置。
【請求項７】
角度変調信号を入力し、
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等しい周波数に収束する第１の局部発振信号を生成し、
前記第１の局部発振信号と９０度位相が異なる第１の移相信号を生成し、
前記角度変調信号と前記第１の局部発振信号との積のうち周波数が０である成分を除いた成分から構成される第１のベースバンド信号を生成し、
前記角度変調信号と前記第１の移相信号との積のうち周波数が０である成分を除いた成分から構成される第２のベースバンド信号を生成し、
所定の中間周波数と前記オフセット周波数との差又は和に等しい周波数を有する第２の局部発振信号を生成し、
前記第２の局部発振信号と９０度位相が異なる第２の移相信号を生成し、
前記第１のベースバンド信号と前記第２の局部発振信号との積を表す第１の中間信号を生成し、
前記第２のベースバンド信号と前記第２の移相信号との積を表す第２の中間信号を生成し、
前記第１の中間信号と前記第２の中間信号との和又は差を表す第１の中間周波信号を生成し、
前記第１の中間周波信号を復調することにより角度復調信号を生成し、
前記第１のベースバンド信号又は前記第２のベースバンド信号に含まれる前記オフセット周波数の成分に基づいて前記中間周波数の成分を含む第２の中間周波信号を生成し、当該第２の中間周波信号に含まれる中間周波数の成分に基づいて、前記第１の局部発振信号の周波数を、前記中間周波数に所定の比率を乗じた周波数に収束させることにより、前記第１の局部発振信号の周波数を前記角度変調信号の搬送波周波数と前記オフセット周波数との和又は差に等しい周波数に収束させる、
ことを特徴とする角度復調方法。
【請求項８】
コンピュータを、
角度変調信号を入力する角度変調信号入力部と、
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等しい周波数に収束する第１の局部発振信号を生成する第１の発振部と、
前記第１の発振部より前記第１の局部発振信号を入力し、前記第１の局部発振信号と９０度位相が異なる第１の移相信号を生成する第１の移相部と、
前記角度変調信号入力部より前記角度変調信号を入力し、前記第１の発振部より前記第１の局部発振信号を入力して、前記角度変調信号と前記第１の局部発振信号との積のうち周波数が０である成分を除いた成分から構成される第１のベースバンド信号を生成する第１の混合部と、
前記角度変調信号入力部より前記角度変調信号を入力し、前記第１の移相部より前記第１の移相信号を入力して、前記角度変調信号と前記第１の移相信号との積のうち周波数が０である成分を除いた成分から構成される第２のベースバンド信号を生成する第２の混合部と、
所定の中間周波数と前記オフセット周波数との差又は和に等しい周波数を有する第２の局部発振信号を生成する第２の発振部と、
前記第２の発振部より前記第２の局部発振信号を入力し、前記第２の局部発振信号と９０度位相が異なる第２の移相信号を生成する第２の移相部と、
前記第１の混合部より前記第１のベースバンド信号を入力し、前記第２の発振部より前記第２の局部発振信号を入力して、前記第１のベースバンド信号と前記第２の局部発振信号との積を表す第１の中間信号を生成する第３の混合部と、
前記第２の混合部より前記第２のベースバンド信号を入力し、前記第２の移相部より前記第２の移相信号を入力して、前記第２のベースバンド信号と前記第２の移相信号との積を表す第２の中間信号を生成する第４の混合部と、
前記第３の混合部より前記第１の中間信号を入力し、前記第４の混合部より前記第２の中間信号を入力し、前記第１の中間信号と前記第２の中間信号との和又は差を表す第１の中間周波信号を生成する中間周波信号生成部と、
前記中間周波信号生成部より前記第１の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、
前記第１の混合部より前記第１のベースバンド信号又は前記第２の混合部より前記第２のベースバンド信号を入力し、入力した前記第１のベースバンド信号又は前記第２のベースバンド信号に含まれる前記オフセット周波数の成分に基づいて前記中間周波数の成分を含む第２の中間周波信号を生成し、当該第２の中間周波信号に含まれる中間周波数の成分に基づいて前記第１の局部発振信号の周波数が前記中間周波数に所定の比率を乗じた周波数に収束するように前記第１の発振部を制御することにより、前記第１の局部発振信号の周波数を前記角度変調信号の搬送波周波数と前記オフセット周波数との和又は差に等しい周波数に収束させる発振制御部と、
して機能させるための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、角度復調装置及び角度復調方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＦＭ（Frequency Modulation）変調信号を復調する手法として、ダイレクトコンバージョンが知られている。ダイレクトコンバージョンの手法を用いたＦＭ受信機は、例えば図３に示す構成を有する。
【０００３】
図３に示すＦＭ受信機においては、アンテナ２０１により受信されＲＦ（Radio Frequency：ラジオ周波数）増幅器２０２により増幅されたＦＭ変調信号は分波器２０３により第１のミキサ２０４Ｉ及び２０４Ｑへと供給される。ＦＭ変調信号は、第１の局部発振器２１４及び移相器２０８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。第１の局部発振信号は、受信した信号の搬送波周波数と同一の周波数に設定しておく。
【０００４】
ベースバンド信号はＬＰＦ（Low Pass Filter）２０５Ｉ及び２０５Ｑ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２０６Ｉ及び２０６Ｑにより増幅された後、第２のミキサ２０７Ｉ及び２０７Ｑによって、第２の局部発振器２１５及び移相器２０９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２１０により互いに加算され、これにより、単一の中間周波信号へと変換される。
【０００５】
中間周波信号は、ＢＰＦ（Band Pass Filter）２１１及びＩＦ（IntermediateFrequency：中間周波数）増幅器２１２を介してＦＭ検波器２１３に供給され、ＦＭ検波器２１３が中間周波信号を検波し、検波により得られたオーディオ信号を出力する。
【０００６】
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。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、図３に示す上述の構成のＦＭ受信機にあっては、第１のミキサにおいて妨害波の２次歪みあるいは第１の局部発振信号の２次歪みが発生した場合、これらの２次歪みに含まれる直流成分がベースバンド信号に混入する。そして、ベースバンド信号に混入した直流成分をＨＰＦ（High Pass Filter）を用いて除去した場合、ベースバンド信号に変換されたＦＭ変調信号の搬送波成分も除去されてしまうので、ＦＭ変調信号が正確に復調されない。
【０００８】
ＦＭ変調信号の復調の正確さを損なわずにこの直流成分を除去するための手法としては、例えば、特願２０００−２３２０２４に開示されている手法が考えられる。特願２０００−２３２０２４の手法は、中間周波信号を抽出して、ＰＬＬ（Phase Lock Loop）を用い、第１の局部発振信号を、抽出した中間周波信号の搬送波成分の周波数に対し一定の比率を有する値へと収束させることにより、第１の局部発振信号の周波数を、受信する対象のＦＭ変調信号の搬送波周波数から所定量オフセットさせた周波数とするものである。この手法により、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から所定量オフセットさせた周波数となり、従って、ＨＰＦを用いて、正確さを損なうことなくベースバンド信号から容易に直流成分を除去できるようになる。
【０００９】
しかし、中間周波信号はＦＭ変調された信号であって、中間周波信号の周波数は絶えず変動する。従って、特願２０００−２３２０２４の手法によった場合、第１の局部発振信号の周波数がオフセットされる量が不安定になる場合があり得た。第１の局部発振信号の周波数がオフセットされる量が不安定になると、ＦＭ受信機の復調動作が不安定になる。
【００１０】
この発明は上記実状に鑑みてなされたもので、周波数が安定した局部発振信号を生成し、ダイレクトコンバージョンの手法により安定した復調を行う角度復調装置及び角度復調方法を提供することを目的とする。
【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、角度変調信号を入力する角度変調信号入力部と、
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等しい周波数に収束する第１の局部発振信号を生成する第１の発振部と、
前記第１の発振部より前記第１の局部発振信号を入力し、前記第１の局部発振信号と９０度位相が異なる第１の移相信号を生成する第１の移相部と、
前記角度変調信号入力部より前記角度変調信号を入力し、前記第１の発振部より前記第１の局部発振信号を入力して、前記角度変調信号と前記第１の局部発振信号との積のうち周波数が０である成分を除いた成分から構成される第１のベースバンド信号を生成する第１の混合部と、
前記角度変調信号入力部より前記角度変調信号を入力し、前記第１の移相部より前記第１の移相信号を入力して、前記角度変調信号と前記第１の移相信号との積のうち周波数が０である成分を除いた成分から構成される第２のベースバンド信号を生成する第２の混合部と、
所定の中間周波数と前記オフセット周波数との差又は和に等しい周波数を有する第２の局部発振信号を生成する第２の発振部と、
前記第２の発振部より前記第２の局部発振信号を入力し、前記第２の局部発振信号と９０度位相が異なる第２の移相信号を生成する第２の移相部と、
前記第１の混合部より前記第１のベースバンド信号を入力し、前記第２の発振部より前記第２の局部発振信号を入力して、前記第１のベースバンド信号と前記第２の局部発振信号との積を表す第１の中間信号を生成する第３の混合部と、
前記第２の混合部より前記第２のベースバンド信号を入力し、前記第２の移相部より前記第２の移相信号を入力して、前記第２のベースバンド信号と前記第２の移相信号との積を表す第２の中間信号を生成する第４の混合部と、
前記第３の混合部より前記第１の中間信号を入力し、前記第４の混合部より前記第２の中間信号を入力し、前記第１の中間信号と前記第２の中間信号との和又は差を表す第１の中間周波信号を生成する中間周波信号生成部と、
前記中間周波信号生成部より前記第１の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、
前記第１の混合部より前記第１のベースバンド信号又は前記第２の混合部より前記第２のベースバンド信号を入力し、入力した前記第１のベースバンド信号又は前記第２のベースバンド信号に含まれる前記オフセット周波数の成分に基づいて前記中間周波数の成分を含む第２の中間周波信号を生成し、当該第２の中間周波信号に含まれる中間周波数の成分に基づいて前記第１の局部発振信号の周波数が前記中間周波数に所定の比率を乗じた周波数に収束するように前記第１の発振部を制御することにより、前記第１の局部発振信号の周波数を前記角度変調信号の搬送波周波数と前記オフセット周波数との和又は差に等しい周波数に収束させる発振制御部と、
を有することを特徴とする。
【００１２】
このような角度復調装置は、ダイレクトコンバージョンの手法により角度変調信号の復調を行う。そして、第１の局部発振信号は、第１ベースバンド信号又は第２ベースバンド信号から抽出される、オフセット周波数の成分に基づいて生成される。このため、第１の局部発振信号の周波数は安定し、従って、このような角度復調装置による復調の動作は安定する。
【００１３】
前記発振制御部は、より具体的には、例えば、前記第１の混合部より前記第１のベースバンド信号又は前記第２の混合部より前記第２のベースバンド信号を入力し、前記第２の発振部より前記第２の局部発振信号を入力して、入力した前記第１のベースバンド信号又は前記第２のベースバンド信号と入力した前記第２の局部発振信号との積を表す信号を生成する第５の混合部と、
前記第５の混合部が生成した信号のうちから、前記第２の中間周波信号を抽出する抽出部と、
前記抽出部によって抽出された前記第２の中間周波信号に含まれる中間周波数の成分に基づいて、前記第１の局部発振信号の周波数が前記中間周波数に所定の比率を乗じた周波数に収束するように前記第１の発振部を制御することにより、前記第１の局部発振信号の周波数を前記角度変調信号の搬送波周波数と前記オフセット周波数との和又は差に等しい周波数に収束させる収束制御部と、を備える。
【００１４】
前記収束制御部は、例えば、前記抽出部によって抽出された前記第２の中間周波信号を所定の第１の分周比で分周して得られる信号と前記第１の局部発振信号を所定の第２の分周比で分周して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中間周波数に所定の比率を乗じた周波数に収束するように前記第１の発振部を制御することにより、前記第１の局部発振信号の周波数を前記角度変調信号の搬送波周波数と前記オフセット周波数との和又は差に等しい周波数に収束させるものとすれば、周波数が高い精度で安定した第１の局部発振信号を容易に生成することができる。
【００１５】
あるいは、前記発振制御部は、例えば、前記第１の混合部より前記第１のベースバンド信号又は前記第２の混合部より前記第２のベースバンド信号を入力し、入力した前記第１のベースバンド信号又は前記第２のベースバンド信号のうちから、前記オフセット周波数を有する成分を抽出する抽出部と、
前記第２の発振部より前記第２の局部発振信号を入力して、前記抽出部によって抽出された成分の信号と入力した前記第２の局部発振信号との積を表す信号を生成し、生成した当該信号のうち、前記第２の中間周波信号を抽出する第５の混合部と、
前記第５の混合部によって抽出された前記第２の中間周波信号に含まれる中間周波数の成分に基づいて、前記第１の局部発振信号の周波数が前記中間周波数に所定の比率を乗じた周波数に収束するように前記第１の発振部を制御することにより、前記第１の局部発振信号の周波数を前記角度変調信号の搬送波周波数と前記オフセット周波数との和又は差に等しい周波数に収束させる収束制御部と、を備えることにより第１の局部発振信号を生成してもよい。
【００１６】
この場合、前記収束制御部は、例えば、前記第５の混合部によって抽出された前記第２の中間周波信号を所定の第１の分周比で分周して得られる信号と前記第１の局部発振信号を所定の第２の分周比で分周して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中間周波数に所定の比率を乗じた周波数に収束するように前記第１の発振部を制御することにより、前記第１の局部発振信号の周波数を前記角度変調信号の搬送波周波数と前記オフセット周波数との和又は差に等しい周波数に収束させるものとすれば、周波数が高い精度で安定した第１の局部発振信号を容易に生成することができる。
【００１７】
前記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。音声信号を再生する場合、その音声信号のうち３００ヘルツ程度以下の成分は除去されても、再生される音声の正確さは損なわれない。従って、ＨＰＦやコンデンサを用いてベースバンド信号からオフセット周波数未満の成分を除去することにより、復調の正確さを損なうことなく混合部の２次歪みの直流成分が容易に除去されるようになる。
【００１８】
また、この発明の第２の観点にかかる角度復調方法は、角度変調信号を入力し、
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等しい周波数に収束する第１の局部発振信号を生成し、
前記第１の局部発振信号と９０度位相が異なる第１の移相信号を生成し、
前記角度変調信号と前記第１の局部発振信号との積のうち周波数が０である成分を除いた成分から構成される第１のベースバンド信号を生成し、
前記角度変調信号と前記第１の移相信号との積のうち周波数が０である成分を除いた成分から構成される第２のベースバンド信号を生成し、
所定の中間周波数と前記オフセット周波数との差又は和に等しい周波数を有する第２の局部発振信号を生成し、
前記第２の局部発振信号と９０度位相が異なる第２の移相信号を生成し、
前記第１のベースバンド信号と前記第２の局部発振信号との積を表す第１の中間信号を生成し、
前記第２のベースバンド信号と前記第２の移相信号との積を表す第２の中間信号を生成し、
前記第１の中間信号と前記第２の中間信号との和又は差を表す第１の中間周波信号を生成し、
前記第１の中間周波信号を復調することにより角度復調信号を生成し、
前記第１のベースバンド信号又は前記第２のベースバンド信号に含まれる前記オフセット周波数の成分に基づいて前記中間周波数の成分を含む第２の中間周波信号を生成し、当該第２の中間周波信号に含まれる中間周波数の成分に基づいて、前記第１の局部発振信号の周波数を、前記中間周波数に所定の比率を乗じた周波数に収束させることにより、前記第１の局部発振信号の周波数を前記角度変調信号の搬送波周波数と前記オフセット周波数との和又は差に等しい周波数に収束させる、
ことを特徴とする。
【００１９】
このような角度復調方法によれば、ダイレクトコンバージョンの手法により角度変調信号の復調が行われる。そして、第１の局部発振信号は、第１ベースバンド信号又は第２ベースバンド信号から抽出される、オフセット周波数の成分に基づいて生成される。このため、第１の局部発振信号の周波数は安定し、従って、このような角度復調方法による復調の動作は安定する。
【００２０】
また、この発明の第３の観点にかかるコンピュータ読み取り可能な記録媒体は、コンピュータを、角度変調信号を入力する角度変調信号入力部と、
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等しい周波数に収束する第１の局部発振信号を生成する第１の発振部と、
前記第１の発振部より前記第１の局部発振信号を入力し、前記第１の局部発振信号と９０度位相が異なる第１の移相信号を生成する第１の移相部と、
前記角度変調信号入力部より前記角度変調信号を入力し、前記第１の発振部より前記第１の局部発振信号を入力して、前記角度変調信号と前記第１の局部発振信号との積のうち周波数が０である成分を除いた成分から構成される第１のベースバンド信号を生成する第１の混合部と、
前記角度変調信号入力部より前記角度変調信号を入力し、前記第１の移相部より前記第１の移相信号を入力して、前記角度変調信号と前記第１の移相信号との積のうち周波数が０である成分を除いた成分から構成される第２のベースバンド信号を生成する第２の混合部と、
所定の中間周波数と前記オフセット周波数との差又は和に等しい周波数を有する第２の局部発振信号を生成する第２の発振部と、
前記第２の発振部より前記第２の局部発振信号を入力し、前記第２の局部発振信号と９０度位相が異なる第２の移相信号を生成する第２の移相部と、
前記第１の混合部より前記第１のベースバンド信号を入力し、前記第２の発振部より前記第２の局部発振信号を入力して、前記第１のベースバンド信号と前記第２の局部発振信号との積を表す第１の中間信号を生成する第３の混合部と、
前記第２の混合部より前記第２のベースバンド信号を入力し、前記第２の移相部より前記第２の移相信号を入力して、前記第２のベースバンド信号と前記第２の移相信号との積を表す第２の中間信号を生成する第４の混合部と、
前記第３の混合部より前記第１の中間信号を入力し、前記第４の混合部より前記第２の中間信号を入力し、前記第１の中間信号と前記第２の中間信号との和又は差を表す第１の中間周波信号を生成する中間周波信号生成部と、
前記中間周波信号生成部より前記第１の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、
前記第１の混合部より前記第１のベースバンド信号又は前記第２の混合部より前記第２のベースバンド信号を入力し、入力した前記第１のベースバンド信号又は前記第２のベースバンド信号に含まれる前記オフセット周波数の成分に基づいて前記中間周波数の成分を含む第２の中間周波信号を生成し、当該第２の中間周波信号に含まれる中間周波数の成分に基づいて前記第１の局部発振信号の周波数が前記中間周波数に所定の比率を乗じた周波数に収束するように前記第１の発振部を制御することにより、前記第１の局部発振信号の周波数を前記角度変調信号の搬送波周波数と前記オフセット周波数との和又は差に等しい周波数に収束させる発振制御部と、
して機能させるためのプログラムを記録したことを特徴とする。
【００２１】
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、ダイレクトコンバージョンの手法により角度変調信号の復調を行う。そして、第１の局部発振信号は、第１ベースバンド信号又は第２ベースバンド信号から抽出される、オフセット周波数の成分に基づいて生成される。このため、第１の局部発振信号の周波数は安定し、従って、このようなコンピュータによる復調の動作は安定する。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態にかかる角度復調装置及び角度復調方法を、ＦＭ（Frequency Modulation）受信機を例として説明する。
【００２３】
図１は、この発明の実施の形態にかかるＦＭ受信機の構成の一例を示す。
図示するように、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。
【００２４】
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。
【００２５】
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信号と局部発振器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の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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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あるいはＨＰＦ（High Pass Filter）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及び局部発振器１１に供給する。
【００２９】
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の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。
【００３０】
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の移相信号を生成し、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の移相信号を生成し、ミキサ８Ｑに供給する。
【００３１】
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に供給する。
【００３２】
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。
【００３３】
局部発振器１１は、図２に示すように、ＬＰＦ１０１及び１０９と、発振器１０２と、ミキサ１０３と、ＢＰＦ１０４と、増幅器１０５と、振幅制限器１０６と、分周器１０７及び１１１と、位相比較器１０８と、ＶＣＯ（Voltage Controlled Oscillator）１１０とより構成されている。
【００３４】
ＬＰＦ１０１は、直流除去部７Ｑより供給される信号のうち、周波数が所定のオフセット周波数以下である部分をミキサ１０３に供給し、周波数がオフセット周波数を超える成分を実質的に除去する。
発振器１０２は、交流信号を生成してミキサ１０３に供給し、また、この交流信号を、上述の第２の局部発振信号として、移相器１０及びミキサ８Ｉに供給する。第２の局部発振信号の周波数は、ＢＰＦ１３の通過帯域内の所定の中間周波数と上述のオフセット周波数との差（又は和）に実質的に等しい。
ミキサ１０３は、ＬＰＦ１０１から供給される信号と発振器１０２から供給される第２の局部発振信号との積を表す信号を生成して、ＢＰＦ１０４に供給する。
【００３５】
ＢＰＦ１０４は、ミキサ１０３より供給された信号のうち、ＬＰＦ１０１から供給される信号の周波数と第２の局部発振信号の周波数との和（又は差）にあたる周波数を有する成分を増幅器１０５に供給し、他の成分を実質的に除去する。
増幅器１０５は、ＢＰＦ１０４より供給された成分を増幅して振幅制限器１０６に供給する。
振幅制限器１０６は、増幅器１０５より供給された成分の振幅を所定値以下に制限して得られる信号を、分周器１０７に供給する。
【００３６】
ＶＣＯ１１０は交流信号を生成し、この交流信号の周波数を、自己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、ＶＣＯ１１０は、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。
そして、ＶＣＯ１１０は、自己が生成した交流信号を分周器１１１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。
【００３７】
分周器１０７及び１１１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。
【００３８】
分周器１０７は、振幅制限器１０６より供給された信号を分周比Ｍ（ただし、Ｍは自然数）で分周する（すなわち、分周器１０７は、振幅制限器１０６より供給された信号に同期し、この信号の周波数のＭ分の１に実質的に等しい周波数を有する信号を生成する）。そして、分周器１０７は、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。
【００３９】
分周器１１１は、ＶＣＯ１１０より供給された交流信号を分周比Ｎ（ただし、Ｎ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。
【００４０】
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から供給される信号と分周器１１１から供給される信号との位相差を表す制御信号を生成し、生成した制御信号をＬＰＦ１０９へと供給する。
ＬＰＦ１０９は、位相比較器１０８より供給される制御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制御信号をＶＣＯ１１０に供給する。
【００４１】
位相比較器１０８が出力する制御信号は、分周器１０７から供給される信号と分周器１１１から供給される信号との位相差が実質的に０であるとき、第１の局部発振信号の周波数の変化分を実質的に０と指定するものとなる（すなわち、ＶＣＯ１１０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１０７から供給される信号の位相が、分周器１１１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が出力する制御信号が示す変化分は正の値となる。すなわち、第１の局部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。また、分周器１０７から供給される信号の位相が、分周器１１１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が出力する制御信号が示す変化分は負の値となる。すなわち、第１の局部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、変化分の値が正負いずれである場合も、制御信号が指定する変化分の絶対値は、分周器１０７から供給される信号と分周器１１１から供給される信号との位相差が大きいほど、大きな値になるようにする。
すなわち、位相比較器１０８、ＬＰＦ１０９、ＶＣＯ１１０及び分周器１１１は、第１の局部発振信号の周波数を制御するPhase Lock Loop（ＰＬＬ）として機能する。
【００４３】
なお、上述の分周比Ｍ及びＮの値は、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上述のオフセット周波数との和（又は差）に収束するような値に設定されている。
【００４４】
そして更に、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が発生する２次歪みの直流成分を除去できる。
【００４５】
換言すれば、分周比Ｍ及びＮ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に示す関係を満たすことが望ましい。
【００４６】
【数１】
ｆ１＝ｆ０±Δｆ
【数２】
（ｆ１／Ｎ）＝｛（ｆ２±Δｆ）／Ｍ｝
【数３】
（ｆ２±Δｆ）＝ｆＩＦ
【数４】
Δｆ≦３００［Ｈｚ］
【００４７】
（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ＶＣＯ１１０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の移相信号が移相器９より供給される。
【００４８】
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。
【００４９】
第１の局部発振信号の周波数と、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の差がオフセット周波数に実質的に等しければ、局部発振器１１のＢＰＦ１０４からは、中間周波数ｆＩＦに等しい周波数の信号が出力される。この信号は増幅器１０５により増幅され、振幅制限器１０６により一定の振幅を有するよう整形された上、分周器１０７によりＭ分の１に分周され、出力される。
【００５０】
そして、分周器１０７から信号が出力される場合、局部発振器１１の分周器１１１が出力する信号の周波数（つまり、第１の局部発振信号の周波数のＮ分の１）は、分周器１０７が出力する信号の周波数（つまり、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のＭ分の１）より高いときは下降し、低いときは上昇する。
従って、第１の局部発振信号の周波数は、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のＭ分のＮの値に収束する。また、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。
【００５１】
一方、ミキサ８Ｉには局部発振器１１の発振器１０２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の移相信号が移相器１０より供給される。
【００５２】
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。
ミキサ８Ｑは、直流除去部７Ｑが供給する信号と第２の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。
【００５３】
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となる。
【００５４】
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。
【００５５】
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の局部発振信号は、Ｑチャネルベースバンド信号から抽出されるオフセット周波数の搬送波成分に基づいて生成される。このため、第１の局部発振信号の周波数は安定し、従って、このＦＭ受信機によるＦＭ復調の動作も安定する。
【００５６】
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。
【００５７】
また、局部発振器１１は、直流除去部７ＱよりＱチャンネルベースバンド信号を供給される代わりに、直流除去部７ＩよりＩチャンネルベースバンド信号を供給されるようにしてもよい。
また、局部発振器１１に供給されるＱチャンネルベースバンド信号又はＩチャンネルベースバンド信号は、必ずしも直流成分を除去されたものである必要はない。従って、局部発振器１１は、直流除去部７Ｑに代えて、ＬＰＦ５Ｑ又はＡＦ増幅器６ＱからＱチャンネルベースバンド信号の供給を受けるようにしてもよいし、直流除去部７Ｉに代えて、ＬＰＦ５Ｉ又はＡＦ増幅器６ＩからＩチャンネルベースバンド信号の供給を受けるようにしてもよい。
【００５８】
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。
【００５９】
また、分周比Ｍ及びＮ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１０７及び１１１のうち少なくとも一方が、操作者の操作に応答して自己の分周比を変えるような構成を備えていてもよい。そして、例えば、分周器１１１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。
【００６０】
以上、この発明にかかる角度復調装置及び角度復調方法を説明したが、この発明の角度復調装置は、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（登録商標）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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、周波数が安定した局部発振信号を生成し、ダイレクトコンバージョンの手法により安定した復調を行う角度復調装置及び角度復調方法が実現される。
【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受信機の基本構成を示すブロック図である。
【図２】図１の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３】従来のＦＭ受信機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、１０３  ミキサ
５Ｉ、５Ｑ、１０１、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
１２                            加算器
１３、１０４                    ＢＰＦ
１４                            ＩＦ増幅器
１５                            ＦＭ検波器
１０２                          発振器
１０５                          増幅器
１０６                          振幅制限器
１０７、１１１                  分周器
１０８                          位相比較器
１１０                          ＶＣＯ
【図１】
0004245268.tif 000002
【図２】
0004245268.tif 000003
【図３】
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