JPH04262649A - 最小偏位変調波復調回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ディジタル衛星通信シ
ステムのクロック再生手段に利用する。特に、最小偏位
変調波（以下、ＭＳＫという。）変復調方式におけるク
ロック再生手段に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のＭＳＫ変調波を復調するＭＳＫ復
調回路のクロック再生手段を図４に示す。ただし、ＭＳ
Ｋ復調回路に入力されるＩＦ信号の中心周波数をＦ０と
し、伝送されるデータのビットレートはＦＳとする。入
力されたＩＦ信号（ＭＳＫ変調波）は乗算器２０でＶＣ
Ｏ回路２３から出力される再生搬送波　（周波数をＦと
する）で同期検波され、２系列のベースバンド信号を出
力する。この２系列の信号をＩおよびＱとし（共にボー
レートはＦＳ／２）、この出力されたＩおよびＱは再生
データとして用いられる一方、位相検出回路２２に入力
される。入力ＩＦ信号はクロック再生回路２１にも入力
され、クロック再生回路２１はＦＳ／２のクロックを再
生し、これを位相検出回路２２に供給する。位相検出回
路２２はコスタス方式によりＦ＝Ｆ０になるようにＶＣ
Ｏ回路２３のＡＰＣ電圧を供給する。クロック再生回路
２１の一例を詳細に示したのが図２である。図２に示す
ようにＩＦ信号のうちの一つは位相比較器３３に供給さ
れ　（これをＩＦ１とする）、他の一つは９０°シフト
回路３１で位相が９０°遅れ、ＴＳ＝１／ＦＳとすると
ディレイ回路３２でさらにＴＳ遅れて位相比較器３３に
供給される（これをＩＦ２とする）。この位相比較器３
３に供給されるＩＦ１とＩＦ２との位相関係を示したの
が図６のａである。ただし実戦で示してあるのがＩＦ１
で鎖線で示してあるのがＩＦ２であり、ＭＳＫ変調波の
周波数はＦ０＋ＦＳ／４およびＦ０−ＦＳ／４であるの
で、これをそれぞれＦ１およびＦ２とすれば、０からＴ
ＳまではＦ１、ＴＳから２ＴＳまではＦ２、２ＴＳから
３ＴＳまではＦ１としてある。位相比較器３３でのＩＦ
１とＩＦ２との位相差をΦとすると、位相比較器３３は
　ｓｉｎΦを出力して抽出回路３４に供給する。このと
きの出力を示したのが図６のｂである。そして抽出回路
３４でＦＳの成分が抽出されて位相比較器３５に供給さ
れ、この出力は位相比較器３３で中心周波数ＦＳの成分
が抽出されて位相比較器３５に供給され、この出力は位
相比較器３３で中心周波数ＦＳのＶＣＯ回路３７の出力
と位相比較され、その結果は誤差電圧として出力に現れ
、低域通過フィルタ３６を通過してＶＣＯ回路３７にＡ
ＰＣ電圧として供給され、位相比較器３５での周波数位
相誤差を打ち消すようにＶＣＯ回路３７の出力を制御す
る閉ループになる　（以下、この位相比較器３５、低域
通過フィルタ３６およびＶＣＯ回路３７で構成される回
路をＰＬＬ（ＰＨＡＳＥ　ＬＯＣＫＥＤ　ＬＯＯＰ）回
路という）。ＶＣＯ回路３７の出力は１／２分周回路３
８にも入力されてボーレートＦＳ／２のクロックが再生
され、この再生されたクロックは図４中の位相検出回路
２２に再生クロックとして供給される。一般に１／２分
周回路３８では０°と　１８０°の位相曖昧度が生じる
。この場合に図７に示すように、本来ａ−１のベースバ
ンド信号とａ−２のクロックとの位相関係が最も望まし
いのであるが、この曖昧度のためにｂ−１とｂ−２との
ような位相関係が生じてしまう。この問題を解決するた
めに、ＭＳＫ復調方式におけるコスタス方式は、２系列
のベースバンド信号を掛け合わせ、さらにこれにＦＳ／
２のクロックを乗じることにより、このクロックの曖昧
度に対し再生ＣＡＲＲの引き込み位相がａ−１およびａ
−２に示されるような位相関係を保持するように構成さ
れている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来方法でクロックを
再生しようとした場合に、図４および図５からも分かる
ようにＩＦ信号を用いて再生しようとしているので動作
は不安定になりやすく、また、回路規模も比較的大であ
る欠点がある。

【０００４】本発明は、比較的小規模な回路でなおかつ
安定にクロック再生動作が行われる最小偏位変調波復調
回路を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、最小偏位変調
波を再生搬送波で同期検波して２系列のベースバンド信
号を生成する乗算器と、上記乗算器で生成された２系列
のベースバンド信号のボーレートと等しいボーレートの
クロックを再生するクロック再生回路と、上記乗算器で
生成される２系列のベースバンド信号を掛け合わせ、さ
らに上記クロック再生回路で再生されたクロックを掛け
て位相同期信号を生成する位相検出回路と、制御入力に
与えられた信号に応じた周波数の再生搬送波を上記乗算
器に与える電圧制御発振回路とを備えた最小偏位変調波
復調回路において、上記クロック再生回路は、上記乗算
器で生成された２系列のベースバンド信号のいずれか一
方のベースバンド信号に基づきこのベースバンド信号の
ボーレートに等しい周波数のクロックを再生する構成で
あり、上記位相検出回路で生成された位相同期信号が与
えられる低域通過フィルタと、上記位相検出回路で生成
された位相同期信号が与えられ、クロックの位相が引き
込んでいるか否かを検出する同期検出回路と、この同期
検出回路でクロックの位相が引き込んでいないことを検
出すると上記電圧制御発振回路の出力周波数を所定の方
向に変化させ、位相が引き込んでいることを検出すると
上記電圧制御発振回路に自動周波数制御動作を指示する
制御信号を生成する制御回路と、上記低域通過フィルタ
を通過した信号と上記制御回路で生成された制御信号と
を加算して上記電圧制御発振回路の制御入力に与える加
算器とを備えたことを特徴とする。

【０００６】ここで、上記クロック再生回路は、上記乗
算器で生成された２系列のベースバンド信号のいずれか
一方のベースバンド信号を全波整流する整流回路と、こ
の整流回路で全波整流されたベースバンド信号からこの
ベースバンド信号のボーレートに等しい周波数のクロッ
クを抽出する抽出回路と、この抽出回路の出力に接続さ
れた位相同期ループ回路とを備えても良い。

【０００７】

【作用】ベースバンド信号からクロック再生を行う。こ
こで、乗算器の出力のビート周波数が高いときに位相同
期回路はそのときの位相同期情報を同期検出回路に与え
、同期検出回路はスィープ・ＡＦＣ　回路を制御して電
圧制御発振回路を所定の方向にスィープさせるとビート
周波数は次第に低くなり、クロックの引込みが行われ、
この後に自動周波数制御に移行して再生搬送波も同期す
る。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の一実施例について図面を参照
して説明する。図１および図２はこの実施例を示すブロ
ック図である。この実施例は、図１に示すように、最小
偏位変調波を再生搬送波で同期検波して２系列のベース
バンド信号を生成する乗算器１と、乗算器１で生成され
た２系列のベースバンド信号のボーレートと等しいボー
レートのクロックを再生するクロック再生回路３と、乗
算器１で生成される２系列のベースバンド信号を掛け合
わせ、さらに上記クロック再生回路３で再生されたクロ
ックを掛けて位相同期信号を生成する位相検出回路２と
、制御入力に与えられた信号に応じた周波数の再生搬送
波を乗算器１に与える電圧制御発振回路４とを備え、さ
らに、本発明の特徴とする手段として、クロック再生回
路３は、乗算器１で生成された２系列のベースバンド信
号のいずれか一方のベースバンド信号に基づきこのベー
スバンド信号のボーレートに等しい周波数のクロックを
再生する構成であり、位相検出回路２で生成された位相
同期信号が与えられる低域通過フィルタ６と、位相検出
回路２で生成された位相同期信号が与えられ、クロック
の位相が引き込んでいるか否かを検出する同期検出回路
８と、この同期検出回路８でクロックの位相が引き込ん
でいないことを検出すると電圧制御発振回路４の出力周
波数を所定の方向に変化させ、位相が引き込んでいるこ
とを検出すると上記電圧制御発振回路４に自動周波数制
御動作を指示する制御信号を生成する制御回路であるス
ィープ・自動周波数制御回路７と、低域通過フィルタ６
を通過した信号と上記制御回路で生成された制御信号と
を加算して上記電圧制御発振回路４の制御入力に与える
加算器５とを備える。ここで、クロック再生回路３は、
乗算器１で生成された２系列のベースバンド信号のいず
れか一方のベースバンド信号を全波整流する整流回路１
０と、この整流回路１０で全波整流されたベースバンド
信号からこのベースバンド信号のボーレートに等しい周
波数のクロックを抽出する抽出回路１１と、この抽出回
路１１の出力に接続された位相同期ループ回路である位
相比較回路１２、低域通過フィルタ１３および電圧制御
発振回路１４とを備える。

【０００９】ただし、ＩＦ信号（ＭＳＫ変調波）の中心
周波数をＦ０、データのビットレートをＦＳとする。入
力されたＩＦ信号は乗算器１で中心周波数Ｆ０のＶＣＯ
回路４からの再生搬送波で同期検波され、２系列のベー
スバンド信号（これをＩおよびＱとする）を出力する。 このベースバンド信号のボーレートはＦＳ／２である。 この２系列のベースバンド信号およびクロック再生回路
３で再生された周波数ＦＳ／２のクロックは位相検出回
路２に供給される。位相検出回路２は２系列のベースバ
ンド信号と再生クロックによりコスタス方式を用いて位
相同期信号を低域通過フィルタ６と同期検出回路８とに
与える。さらに同期検出回路８は与えられた位相同期情
報に基づきクロックの位相が引き込んでいるか否かを検
出し、その検出信号をスィープ・自動周波数制御回路７
に送り、スィープ・自動周波数制御回路７はクロックの
位相が引き込んでいるという検出信号が与えられると、
ＶＣＯ回路４の出力周波数を一定の方向に例えば高い周
波数から低い周波数へ一定の速度でステップ的に変化さ
せ（以下、これをスィープという）てクロックの位相が
引き込むと、そのときの検出信号を受けてＶＣＯ回路４
にＡＦＣ動作をさせるような制御信号を加算器５に与え
る。加算器５では、低域通過フィルタ６からの出力とス
ィープ・自動周波数制御回路７からの出力を加算し、そ
の出力によってＶＣＯ回路４を制御し、ＶＣＯ回路４か
ら出力される再生搬送波は乗算器１に供給されて同期検
波に用いられる。図２は図１中のクロック再生回路３の
一例である。乗算器１で復調された２系列の信号のうち
の一方を整流回路１０に供給し、その出力は全波整流さ
れた後に抽出回路１１に入力される。従来と違い本発明
ではベースバンド信号よりクロックを再生するので、抽
出回路１１ではＦＳ／２の成分を抽出し、その出力を位
相比較器１２、低域通過フィルタ１３およびＶＣＯ回路
１４よりなるＰＬＬ回路に入力してＦＳ／２の再生クロ
ックを得ることができる。このように、本発明のクロッ
ク再生方式はベースバンド信号からクロック再生を行っ
ているので、乗算器１に供給される再生搬送波の周波数
をＦとすると、入力ＩＦ周波数Ｆ０とＦとの差が大きい
と乗算器１から出力されるビート信号の周波数が速く、
その結果として、送信側の２系列のデータをそれぞれＩ
０およびＱ０とすると、受信側の１チャネル中でＩ０と
Ｑ０とが混在してしまい、一つのベースバンド信号がＩ
０またはＱ０のうちのどちらか一つだけを保持している
時間をＴとすると、ビート周波数が早い程Ｔは短く、遅
い程Ｔは長いことはよく知られている。ＭＳＫ変復調方
式の場合に、図３に示すようにＩ０とＱ０との間、Ｉと
Ｑの間に　１８０°の位相差があるので、一つのベース
バンド信号中に２つの位相を持つ信号が図２のＰＬＬ回
路に入力することになり、したがって、クロックの位相
が引き込むのに必要な時間をＴ０とすると、Ｔ＜Ｔ０の
場合に整流回路１０の入力信号には２種類の位相が混在
し、クロックの位相はロックせず、また、前述の通りＭ
ＳＫ変復調方式におけるコスタス方式では再生クロック
も掛け合わせるので、再生搬送波の位相も同期しない。 それ故に、図１ではスィープ・自動周波数制御回路６を
設けてある。乗算器１の出力のビート周波数が速い場合
（Ｔ＜Ｔ０の場合）に、位相検出回路２はそのときの位
相同期情報を同期検出回路８に与え、同期検出回路８は
スィープ・自動周波数制御回路７に「Ｈ」の信号を与え
、それによりスィープ・自動周波数制御回路７は一定の
方向にＶＣＯ回路４をスィープさせる。そして、この固
定スィープの間にビート周波数は段々と遅くなり、Ｔ＞
Ｔ０になるとクロックの位相は引き込み、そのときの同
期情報を受けた同期検出回路８は「Ｌ」を出力し、スィ
ープ・自動周波数制御回路７はＡＦＣ動作に移り、その
後に再生搬送波も同期する。

【００１０】

【発明の効果】本発明は、以上説明したように、復調信
号からクロックを再生するので比較的小規模でなおかつ
安定した動作が可能になるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】　　本発明実施例の構成を示すブロック構成図
。

【図２】　　図１中のクロック再生回路の構成を示すブ
ロック構成図。

【図３】　　２系列のベースバンド信号の位相関係を示
す図。

【図４】　　従来例の構成を示すブロック構成図。

【図５】　　図２中のクロック再生回路の構成を示すブ
ロック構成図。

【図６】　　図５中の位相比較器の２つの入力の位相関
係を示す図。

【図７】　　図５中の１／２分周回路からのクロックと
ベースバンド信号との位相関係を示す図。

【符号の説明】

１、２０　　　　　　　　　　　　　　　　　　乗算器
２、２２　　　　　　　　　　　　　　　　　　位相検
出回路３、２１　　　　　　　　　　　　　　　　　　
クロック再生回路（ＣＬＫ　再生回路） ４、２３、３６、１４　　　　　　　　　　電圧制御発
振回路（ＶＣＯ　回路） ５　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　加算
器６、３７、１３　　　　　　　　　　　　　　低域通
過フィルタ７　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　スィープ・自動周波数制御回路（スィープ・ＡＦ
Ｃ回路）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　最小偏位変調波を再生搬送波で同期検
   波して２系列のベースバンド信号を生成する乗算器と、
   上記乗算器で生成された２系列のベースバンド信号のボ
   ーレートと等しいボーレートのクロックを再生するクロ
   ック再生回路と、上記乗算器で生成される２系列のベー
   スバンド信号を掛け合わせ、さらに上記クロック再生回
   路で再生されたクロックを掛けて位相同期信号を生成す
   る位相検出回路と、制御入力に与えられた信号に応じた
   周波数の再生搬送波を上記乗算器に与える電圧制御発振
   回路とを備えた最小偏位変調波復調回路において、上記
   クロック再生回路は、上記乗算器で生成された２系列の
   ベースバンド信号のいずれか一方のベースバンド信号に
   基づきこのベースバンド信号のボーレートに等しい周波
   数のクロックを再生する構成であり、上記位相検出回路
   で生成された位相同期信号が与えられる低域通過フィル
   タと、上記位相検出回路で生成された位相同期信号が与
   えられ、クロックの位相が引き込んでいるか否かを検出
   する同期検出回路と、この同期検出回路でクロックの位
   相が引き込んでいないことを検出すると上記電圧制御発
   振回路の出力周波数を所定の方向に変化させ、位相が引
   き込んでいることを検出すると上記電圧制御発振回路に
   自動周波数制御動作を指示する制御信号を生成する制御
   回路と、上記低域通過フィルタを通過した信号と上記制
   御回路で生成された制御信号とを加算して上記電圧制御
   発振回路の制御入力に与える加算器とを備えたことを特
   徴とする最小偏位変調波復調回路。
2. 【請求項２】上記クロック再生回路は、上記乗算器で生
   成された２系列のベースバンド信号のいずれか一方のベ
   ースバンド信号を全波整流する整流回路と、この整流回
   路で全波整流されたベースバンド信号からこのベースバ
   ンド信号のボーレートに等しい周波数のクロックを抽出
   する抽出回路と、この抽出回路の出力に接続された位相
   同期ループ回路とを備えた請求項１記載の最小偏位変調
   波復調回路。