JPH05211526A - ベースバンド信号の直流中心レベル自動補正回路 - Google Patents

ベースバンド信号の直流中心レベル自動補正回路

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JPH05211526A
JPH05211526A JP4038397A JP3839792A JPH05211526A JP H05211526 A JPH05211526 A JP H05211526A JP 4038397 A JP4038397 A JP 4038397A JP 3839792 A JP3839792 A JP 3839792A JP H05211526 A JPH05211526 A JP H05211526A
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JP4038397A
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Kazuo Kawai
一夫 川井
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NIPPON DENSHIN KOGYO KK
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Abstract

(57)【要約】 【目的】FSK信号を復調したベースバンド信号、また
はベースバンド伝送における受信信号の直流中心レベル
を自動補正する手段を提供する。 【構成】ビット周期信号の中の“1,0”を検出する回
路を設け、この検出出力により、次の“1,0”を積分
して直流中心レベルを検出し、この直流中心レベルを入
力ベースバンド信号から差し引くことにより、直流中心
レベルを自動補正すると共に、積分出力をそのままホー
ルドしてそれ以降の自動補正を維持するよう構成されて
いる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、周波数偏移キーイング
信号を復調したベースバンド信号の直流中心レベルの自
動補正、または、前記ベースバンド伝送系の受信ベース
バンド信号の直流中心レベルの自動補正に関するもので
ある。
【0002】
【従来の技術】直接周波数偏移キーイング(以下、直接
FSKと略記する)方式は、搬送波の周波数を高くする
かまたは低くするかの周波数偏移をディジタル信号の
“1”または“0”に対応させてディジタル信号を伝送
する方式である。従って、通常受信側では、搬送波周波
数が周波数弁別器の中心になるように受信波の周波数を
変換し、中心周波数印加時の弁別器出力電圧を基準電圧
として、この基準電圧より正であるか負であるかによ
り、ディジタル信号の“1”か“0”かを判定する方法
が用いられる。このため、送信側の搬送周波数の精度と
安定度,受信側の周波数変換用局部搬送波の周波数精度
と安定度,周波数弁別器の中心周波数の周波数精度と安
定度等は、全て基準電圧の変動と等価となり、受信側で
の符号検知の際の誤符号率の増加につながることにな
る。更に、4値FSK等の多値変調になると、2値の場
合よりも相互に接近した複数の基準電圧を設けなければ
ならないから、前記各部の周波数精度と安定度は一段と
良好なものにする必要がある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】このため、通常、受信
側において、周波数弁別器出力信号が基準電圧を直流中
心レベルとして取り出されるようにAFC(自動周波数
制御)が使用される。しかし、ベースバンドのディジタ
ル信号がNRZ(Non Return to Zero)符号等の場
合には、信号に直流成分が含まれており、符号内容に応
じてこの直流レベルが変動するため、ローパスフィルタ
で直流レベルの平均化を行っても中心周波数に対応する
正確な直流レベルの検出が困難であり、このためこの検
出直流レベルを基準として制御されるAFCによる正確
かつ安定な補正動作は困難であった。本発明は、送受信
機の各部の周波数精度と安定度を特に高精度化し高安定
化すること無く、低価格,高性能の周波数偏移キーイン
グ信号の復調を実現し得るベースバンド信号の直流中心
レベル自動補正回路を提供しようとするものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】ディジタル信号の伝送に
は、通常、伝送による符号誤りを検出するため、128
バイト〜1024バイト長(8ビット符号ならば102
4ビット〜8192ビット長に相当)程度に区切られた
パケット(バーストとも云われる)形式の信号が用いら
れる。このパケットの先頭には、構内無線等では、受信
側でクロック再生を行なわせるため、“1”と“0”の
交互の繰返しで数10ビット程度の同期ビットが伝送さ
れる。本発明によるベースバンド信号の直流中心レベル
自動補正回路は、この同期ビットのうち、少なくとも
“1,0”の2ビットの時間、またはこの整数倍の時
間、受信ベースバンド信号の直流レベルを積分すること
によって直流中心レベルを検出し、パケット区間を通じ
てこの積分出力をホールドすると共に、この積分出力を
用いて中心レベルを補正してパケット毎に、常に正確な
直流中心レベルに補正するように構成されている。
【0005】
【実施例】以下、図面を用いて、本発明の実施例を詳細
に説明する。図2はパケット信号の構造例である。パケ
ットの先頭において、先ずAで示すビット同期符号が数
バイト(数10ビット)程度送られる。この信号は、通
常、“1”と“0”の交互の繰返しで構成されており、
以下に続く符号を正しく認識させるためのクロック再生
に使用される。この“1”と“0”の繰返し信号は、帯
域制限されて伝送されるので、受信側ではほぼ正弦波
(データ速度が4800bpsの場合には2400H
z)となり、送受信機の各部に正規の周波数に対する周
波数誤差があれば、この正弦波にこの周波数誤差に相当
するレベル値を有する直流成分が重畳することになる。
従って、この直流成分の重畳した正弦波から直流成分の
みを検出すれば、周波数誤差の大きさを検出したことに
なり、この誤差分を、以下のパケット区間を通じてホー
ルドすると共に、この誤差分を差し引けば、重畳してい
る直流分を打ち消して正しい直流中心レベルを有するベ
ースバンド信号を再生することが出来る。
【0006】図1は本発明の一実施例を示す回路構成図
である。図1において、1は周波数弁別器出力から加え
られる復調されたベースバンド信号の入力端子、2は直
流中心レベルが補正されたベースバンド信号の出力端
子、3は減算器、4は直流中心レベル検出回路、5はゲ
ート回路、6は積分器、7は加算器、8は切換器、9は
制御パルス発生器、10は“1,0”検出器、11は基
準周波数の出力波を出す基準発振器、12はパケット長
設定器、13は基準電圧発生器、14は“1,0”検出
器10の出力ライン、15はパケット長設定器12の出
力ライン、16,17は基準発振器11の出力ライン、
18は制御パルス発生器9の出力ライン中の“1,0”
検出器10の制御ライン、19は制御パルス発生器9の
出力のうちのゲート回路5の制御ライン、20は同じく
切換器8の制御ライン、21は減算器3の出力ライン、
22はゲート回路5の出力ライン、23は積分器6の出
力ライン、24は切換器8の出力ラインである。
【0007】入力端子1に加えられる復調ベースバンド
信号であるビット周期信号は、送受信機各部に周波数誤
差が無い場合の直流中心レベルを1.0Vとすると、周
波数誤差のある通常の場合の一例として、図3のように
なる。点線は周波数誤差の無い場合、実線は周波数誤差
が+Δとして復調されている場合を示す。基準電圧発生
器13は、周波数誤差の無い場合の直流中心レベルと同
じ電圧に設定してあり(今の場合1.0V)、初期状態
では、切換器8の出力ライン24には、この電圧が現れ
ている。従って、減算器3の出力ライン21には、直流
レベル+Δが重畳した正弦波が出ていることになる。直
流中心レベル検出回路4は、このような信号から“1,
0”を検出することから動作を開始する。これは繰返し
信号であるから“0,1”の検出してもよいことは勿論
である。
【0008】“1,0”を検出する最も確実な方法は図
4に示すようなフーリエ解析による方法である。図4に
示す“1,0”検出器10の回路系統図において、2
5,26は乗算器、27,28はゲート回路、29,3
0は積分器、31,32は2乗器、33は加算器、34
は比較器、35は基準電圧発生器、36はゲート回路、
37はパルス発生器である。この“1,0”検出器10
は、基準発振器11の出力16,17、制御パルス発生
器9の出力18及びパケット長設定器12の出力15に
よって制御されるので、説明の便宜上、“1,0”検出
器10、制御パルス発生器9、パケット長設定器12の
動作を図5を用いてまとめて説明する。
【0009】図5の14〜18の各波形は、制御パルス
発生器9及びパケット長設定器12の入力出力ラインの
波形を示す。以下、各ラインの番号を、その番号の波形
または電圧として併用する。即ち、14は“1,0”検
出器10から加えられる“1,0”検出パルス、15は
パルス14によってパケット長設定器12より出力され
るパケット長パルス、16,17は基準発振器11より
出力される90°位相差を有する2つの基準信号であっ
て、その周波数はデータ伝送速度が4800bpsの場
合は2400Hz(以下、データ伝送速度は4800b
psを例にとって説明する)、18は基準信号16を2
分の1分周したパルスであって、パルス長は1/240
0秒である。出力25,出力26は図4の各乗算器2
5,26の出力波形、出力27,出力28は夫々ゲート
回路27,28の出力波形、出力29,出力30は夫々
積分器29,30の出力波形を示す。乗算−積分動作は
位相検波動作に外ならないから、図5で分るように、2
1と16の乗算で出力26に、21と17で出力25に
示す波形となり、出力26は出力18でゲートされて出
力28に、出力25は出力18でゲートされて出力27
となる。出力28は積分されて出力30に、出力27は
積分されて出力29となる。
【0010】以上の動作は、直交2軸の各成分を求める
動作であるから、この2成分から絶対値、即ち振幅を求
めるためには、(X2 +Y2 1/2 の動作を行なわせれ
ばよいが、ビット同期信号である正弦波の振幅は、あま
り変動するものではないから、平方根を求める必要は無
く、図4に示すように、夫々、2乗して加算し、この加
算電圧を比較器34において、基準電圧発生器35より
与えられる2つの基準電圧の間にあるか否かをウインド
ウ比較する。加算電圧がこのウンドウ内にあれば比較器
34の出力が発生するから、ゲート回路36において、
パルス発生器37の出力パルスにより標本化することに
より、図5の14に示す“1,0”検出パルスが得られ
る。パルス発生器37は、一度、標本化パルスを出力す
ると、そのパケット内では、それ以後は発生しないよう
に構成されている。また、パルス発生器37は、“1,
0”検出パルス14,パケット長パルス15,及びパル
ス18の反転パルスにより、図5に示すパルス19及び
20を発生する。パルス19のパルス長は(1/240
0)秒であり、パルス20はパルス15同様、パケット
終了まで持続する。
【0011】従って、図1のゲート回路5,積分器6,
加算器7,切換器8の各出力は、図5を参照して、図6
のようになる。即ち、図6の最下段に示す区間G内に
“1,0”検出が行なわれ、“1,0”が検出される
と、ゲートパルス19によって22に示す波形が出力さ
れ、パケット長パルス15によって積分器6が動作する
ので、その出力には23に示すような波形が得られ、以
後、パケットが終了するまで、この積分電圧はホールド
される。積分電圧には基準電圧発生器13より基準電圧
が加算されて、出力7として示す波形となっているが、
切換器8は制御パルス20により、区間Hが終了するま
で基準電圧を出力し、区間Iに入ると加算器7の出力側
に切換わり、24に示す波形が減算器3に印加される。
ゲートパルス18,19は、前述の説明より明らかなよ
うに、(1/2400)秒の整数倍の長さに選んでも何
等問題はない。区間Iにおける24の電圧は、区間H内
で求めた減算器3出力(入力信号から基準電圧が減算さ
れている)の直流中心レベルになっているから、入力信
号からこの直流レベルが減算される区間Iでは、減算器
3出力は、図6の21に示すように、自動的に、基準電
圧に等しい直流中心レベルを有するビット同期信号に補
正され、以後、パケットが終了するまで、この補正状態
が維持されることになる。
【0012】“1,0”検出器の別の構成例を図7に示
す。図7において、21はベースバンド信号入力ライ
ン、38は比較器、39は基準電圧発生器、40はディ
ジタル位相同期回路、41はシフトレジスタ、42は一
致検出器、43は“1,0”発生器、14は“1,0”
検出出力ラインである。図7は直流中心レベルのオフセ
ット量、即ち周波数誤差がそれ程大きくなく、比較器3
8の出力において、デューティ比は正しくなくてもディ
ジタル信号が再生されている程度の場合に利用できる
“1,0”検出器10の簡単な構成例である。比較器3
8の出力にディジタル信号が再生されると、この信号に
よってディジタル位相同期回路40が同期し、ビットタ
イミングが再生される。シフトレジスタ41は2段構成
であって、このビットタイミングにより、比較器38の
出力のディジタル信号を、次々と読み込む。シフトレジ
スタ41の内容は、“1,0”発生器43からの“1,
0”と一致検出器42で比較され、一致すると検出パル
スが出力される。一度検出パルスが出力されると、シフ
トレジスタ41はそのパケット期間内では読込みを中止
する。
【0013】図1は減算器出力信号の直流中心レベルを
検出し、これを減算器へ帰還するという構成であるが、
図8に示すように、入力信号の直流中心レベルを直接検
出し、この検出レベルを入力信号から減算するという構
成にしても自動補正を行うことができる。これは本発明
の制御動作が、前述の説明より明らかなように、連続制
御系ではなく、開制御となっているためである。但し、
図8の構成する場合、直流中心レベル検出回路4中の加
算器7は減算器に変更する必要がある。
【0014】図1の構成は、FSK受信機の周波数弁別
器出力に適用するものとして説明したが、このままの構
成で、ベースバンド伝送系に適用可能であることは明ら
かである。更に、以下に説明するような構成とすれば、
AFC(自動周波数制御)系を構成することができ、受
信信号を帯域の中心で増幅できるので、復調波形の劣化
を防止することができる。
【0015】以下、その構成について説明する。図9に
その系統図を示す。図9において、44はFSK信号入
力端子、45は周波数変換器、46は中間周波増幅器、
47は周波数弁別器、48は復調信号出力端子、49は
電圧制御局部発振器であり、4は図1で説明した直流中
心レベル検出回路である。図1の場合と異なるのは、直
流中心レベルの検出出力を入力ベースバンド信号電圧か
ら差し引く代わりに、図9ではこの検出直流中心レベル
で電圧制御局部発振器49を制御することである。直流
中心レベルの検出動作は、図1で説明した場合と全く同
様であるから、この検出出力で局部発振器の周波数を制
御することにより、FSK信号の周波数を中間周波増幅
器、周波数弁別器の中心に自動補正することができる。
【0016】
【発明の効果】以上、詳細に説明したように、FSK信
号の伝送系では送受信機各部の周波数精度,安定度がベ
ースバンド信号伝送系では各部の電圧精度と安定度が再
生ディジタル信号の品質に重大な影響を与え、多値信号
になる程、その影響は大となる。本発明は、パケット構
成のFSK信号やベースバンド信号には、パケットの先
頭に“1,0”の繰返しのビット同期信号があることを
利用して直流中心レベルを検出するので、これにより高
精度の直流中心レベルの自動補正回路を構成することが
でき、高品質のディジタル信号伝送系を提供することが
できる。また、パケットの構成には、ビット同期信号の
前に中心周波数の無変調搬送波や直流中心レベルを伝送
する構成になっているものであるが、本発明を適用すれ
ば、この伝送は不必要となるので、伝送効率を上げるこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す回路系統図である。
【図2】本発明に適用される伝送信号のパケットの内容
を説明するパケット構造例である。
【図3】本発明を説明するためのビット同期信号及びそ
の直流中心レベルを示す波形図である。
【図4】本発明においてビット同期信号の最低繰返しで
ある“1,0”を検出する“1,0”検出器の回路構成
例を示す回路系統図である。
【図5】本発明に用いられる“1,0”検出器の動作を
説明するための波形図である。
【図6】図1の回路の自動補正動作を説明するための波
形図である。
【図7】図4の“1,0”検出器の他の回路構成例を示
す回路系統図である。
【図8】図1の回路の別の構成を説明するための回路系
統図である。
【図9】本発明の他の実施例を示す回路系統図である。
【符号の説明】
1 復調ベースバンド信号入力端子 2 ベースバンド信号出力端子 3 減算器 4 直流中心レベル検出回路 5 ゲート回路 6 積分器 7 加算器 8 切換器 9 制御パルス発生器 10 “1,0”検出器 11 基準発振器 12 パケット長設定器 13 基準電圧発生器 14 “1,0”検出器10の出力ライン 15 パケット長設定器12の出力ライン 16 基準発振器11の出力ライン 17 基準発振器11の出力ライン 18 制御パルス発生器9の出力ライン 19 制御パルス発生器9の出力ライン 20 制御パルス発生器9の出力ライン 21 減算器3の出力ライン 22 ゲート回路5の出力ライン 23 積分器6の出力ライン 24 切換器8の出力ライン 25 乗算器 26 乗算器 27 ゲート回路 28 ゲート回路 29 積分器 30 積分器 31 2乗器 32 2乗器 33 加算器 34 比較器 35 基準電圧発生器 36 ゲート回路 37 パルス発生器 38 比較器 39 基準電圧発生器 40 ディジタル位相同期回路 41 シフトレジスタ 42 一致検出器 43 “1,0”発生器 44 FSK信号入力端子 45 周波数変換器 46 中間周波増幅器 47 周波数弁別器 48 復調信号出力端子 49 電圧制御局部発振器

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 パケット構成の受信ベースバンド信号中
    の“1,0”の繰り返しの少なくとも1回の時間の間前
    記受信ベースドンド信号を積分することによって直流中
    心レベルが検出され、この検出出力が前記受信ベースバ
    ンド信号の直流レベルから差引かれると共に、そのパケ
    ット期間に亘って前記積分出力が保持されることによっ
    て、パケット期間内の直流中心レベルの自動補正が維持
    されるように構成されたベースバンド信号の直流中心レ
    ベル自動補正回路。
  2. 【請求項2】 パケット構成の受信ベースバンド信号中
    の“1,0”の繰り返しの少なくとも1回の時間の間前
    記受信ベースドンド信号を積分することによって直流中
    心レベルが検出され、この検出出力が受信機前段の局部
    発振器へ帰還されて前記受信ベースバンド信号から差し
    引かれると共に、そのパケット期間に亘って前記積分出
    力を保持することによって、パケット期間内の直流中心
    レベルの自動補正が維持されるように構成されたベース
    バンド信号の直流中心レベル自動補正回路。
JP4038397A 1992-01-30 1992-01-30 ベースバンド信号の直流中心レベル自動補正回路 Pending JPH05211526A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007201960A (ja) * 2006-01-27 2007-08-09 Kenwood Corp 無線通信機及びその自動周波数制御方法
JP2009266354A (ja) * 2008-04-30 2009-11-12 Sony Corp レベル制御装置および情報記録再生装置

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