JPH0770925B2 - Ｆｍ復調回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （イ） 産業上の利用分野 本発明は、磁気テープやディスクに記録されたFM信号を
再生する際に不可欠なFM復調回路に関する。

（ロ） 従来の技術 所謂8mmVTRや光学式ビデオディスクプレーヤでは、その
記録媒体である磁気テープや光ディスクに映像及び音声
信号等の複数の種類の信号が、FM復調し重畳して記録さ
れている。例えば、8mmVTRの磁気テープにおける記録信
号の周波数スペクトラムは、第２図に示す様に、トラッ
キング用の４周波のパイロット信号、低域変換色信号、
FM音声信号及びFM輝度信号が夫々所定の周波数帯域を用
いて周波数多重されている。この様な周波数スペクトラ
ムを有する記録信号を再生して所望の信号を分離する、
例えば音声信号を分離する場合には、FM輝度信号の下限
と低域変換色信号の上限が、FM音声信号の帯域に極めて
接近しているため、バンドパスフィルタ（BPF）によるF
M音声信号の抜き取りが重要となる。

そこで、8mmVTRに限らず、一般にFM信号の再生に際して
は、第３図に示す回路が用いられる。即ち、予めBPF
（１）のカットオフ周波数を所望の信号の帯域、例えば
FM音声信号の帯域に設定し、このBPF（１）に再生ヘッ
ドからの入力FM信号を供給してFM音声信号のみを抜き出
し、これをリミッタ（２）に供給してAM成分を除去し、
FM復調器（３）にてFM復調して復調音声信号を得る。こ
こでリミッタ（２）は高利得増幅を行ないながらFM信号
の振幅を一定にそろえる働きを有しているが、この働き
が必要な理由は、FM復調器として古典的FM復調器（フォ
スター・シーリー型等）を用いる場合、この復調器自体
がFM復調器であると同時にAM検波器でもあり、AM成分が
直接雑音となり、またディジタル回路を用いたFM復調器
（パルスカウント型等）を用いる場合、入力FM信号をデ
ィジタル化する必要が生じることによる。このため、通
常はFM復調器には常識的習慣としてリミッタを用いてい
る。

（ハ） 発明が解決しようとする課題 ところが、第３図においてリミッタ（２）を挿入するこ
とは、BPF（１）の働きに矛盾する。即ち、BPF（１）は
目的の信号と他の信号を区別し、目的の信号を抜き出す
働きをする。言う換えれば、周波数に応じて振幅を変化
させる働きを有している。一方、リミッタ（２）は周波
数に無関係に振幅をそろえようとする。従って、BPF
（１）の特性が、第４図の実線（ａ）であるとすると、
リミッタ（２）通過後の実効的BPFの特性は、リミッタ
の影響で大きな振幅成分を抑え、小さな成分を引き上げ
ることになり、同図の鎖線（ｂ）の様になる。このた
め、8mmVTRにおいて、第３図のFM復調方式を採用する
と、特性の優れたBPFを用いても、上下の映像信号、即
ちFM復調信号及び低域変換色信号を完全には除去でき
ず、バズ妨害となる。

また、近年では、特開昭62−20486号公報（H04N5/93）
に示される様に、位相比較器、ローパスフィルタ（LP
F）及び電圧制御型発振器（VCO）から成るPLL回路を用
いたPLL FM復調器が賞用されている。このPLL回路は原
理的にはAM成分には応答しないため、リミッタは不要と
なるが、実際にはAM成分に対しても多少応答し、AM抑圧
比は30乃至40dB程度である。特に、8mmVTRでは、２つの
ヘッドの出力差が生じやすいため、低域ではAM成分の影
響が顕著であり、リミッタの如き振幅制御手段がなけれ
ば不十分であり、リミッタを用いれば上述の問題点が生
じることになる。

（ニ） 課題を解決するための手段 本発明は、入力FM信号の振幅を一定にする可変利得増幅
器と、この増幅器出力の所定帯域成分のみを抜き出すア
クティブフィルタと、アクティブフィルタ出力をFM復調
するPLL回路と、PLL回路を構成する電圧制御型発振器出
力とアクティブフィルタ出力との同期検波を為す同期検
波回路とを備え、同期検波回路出力に応じて可変利得増
幅器の利得を制御することを特徴とする。

（ホ） 作 用 本発明は、上述の如く構成したので、リミッタを用いる
ことなく振幅を一定に揃えることができ、この振幅制限
に伴いBPFの特性を損なうことが防止され、バズ妨害が
改善される。

（ヘ） 実 施 例 以下、図面に従い本発明の一実施例について説明する。

第１図は本実施例の回路ブロック図であり、図中の
（４）は再生FM複合信号（FM映像信号及びFM音声信号）
が入力FM信号として入力される入力端子であり、この入
力FM信号は、AGC用の利得可変AMP（５）にて後段のFM復
調器（７）への入力前に概ね振幅が一定にされる。尚、
この利得可変AMP（５）のゲインは、後述の同期検波器
（12）及びLPF（13）からの利得制御信号により制御さ
れる。この可変利得AMP（５）出力は、後段のBPF（６）
に供給される。

BPF（６）は、カットオフ周波数が所望の信号帯域に設
定されており、第２図の如き周波数スペクトラムを有す
る記録信号中の音声信号を抜き出す場合を考えると、カ
ットオフ周波数の帯域は第２図の（Ｓ）に設定されてい
る。こうして、BPF（６）にて入力FM信号より抜き取ら
れたFM音声信号は、FM復調回路（７）及び90゜固定位相
器（11）に入力される。

FM復調回路（７）は、位相比較器（８）と、この位相比
較出力の低域成分を取り出すLPF（９）と、このLPF
（９）出力により発振周波数が制御される電圧制御型発
信器（VCO）（10）にて構成される。位相比較器（８）
は、BPF（６）からのFM音声信号が一方の入力端子に、V
CO（10）出力が他方の入力端子に入力され、両入力信号
の位相を比較し、両信号間に位相差が存在する際に、こ
の位相差に対応する位相誤差信号をLPF（９）を介した
後に、出力端子（14）より出力すると共に、VCO（10）
に制御信号として供給し、これにより周波数負帰還ルー
プが構成される。

上述の如く、位相比較器（８）、VCO（10）、LPF（９）
から成るFM復調器（７）は、PLL回路を構成し、VCO（1
0）はFM音声信号のキャリア周波数である1.5MHzを中心
周波数として発振する様に構成されているので、このPL
L回路は音声信号のキャリア周波数である1.5MHzでロッ
クする。即ち、PLL回路がロック状態であれば、VCO（1
0）の出力周波数は、位相比較器（８）に入力されるFM
音声信号の瞬時周波数に追従する。よって、LPF（９）
の出力信号は、VCO（10）の出力信号の周波数をFM音声
信号の周波数にロックさせる様な方向に変化し、結局、
LPF（９）の出力信号は、FM復調された復調音声信号と
なって出力端子（14）に出力されることになる。

一方、90゜固定位相器（11）に入力されたFM音声信号は
この位相器にて90゜だけ移相された後に、同期検波器
（12）に入力される。

同期検波器（12）にて、VCO（10）出力が検波したい信
号に同期した基準信号として一方の入力端子に供給さ
れ、90゜固定位相器（11）を経たFM音声信号が他方の入
力端子に供給される。

ところで、この同期検波器（12）及び位相比較器（８）
は具体的には、共にモノリシックICで構成する同一回路
構成のアナログ掛算器で構成されている。この掛算器
は、２入力の入力位相差が０゜の時に、出力が最大とな
り、90゜の時に零となる。そこで、PLL回路ではループ
がロック状態の時に、位相比較器（８）出力である掛算
器出力が零となる様に動作するので、FM音声信号とVCO
（10）出力は、90゜の位相差をもってロックしているこ
とになる。これに対して、同期検波器（12）は、両入力
の入力位相差が０゜の時に、目的の周波数のAM検波器と
して動作するので、BPF（６）とこの同期検波器（12）
との間に90゜固定位相器（11）を挿入してFM音声信号を
予め90゜移相しておくことにより、同期検波器（12）の
両入力を同期せしめ、この時のFM音声信号の周波数での
FM検波器、即ち振幅検波器として動作し、この振幅検波
出力がLPF（13）に入力され、その低域成分が利得制御
信号として利得可変AMP（５）に供給される。従って、
利得可変AMP（５）は、同期検波出力即ち瞬時にFM音声
信号の振幅レベルに応じてゲインが変化し、これに伴
い、常にFM音声信号の振幅が一定に保持され、FM復調器
（７）でのAM成分による影響が抑制される。

また、利得可変AMP（５）、同期検波器（12）、LPF（1
3）から成るAGCループ中にBPF（６）が配置されること
になり、BPF（６）への最大入力振幅が制限されること
になる。

本実施例では、同期検波を行う際に、検波したい周波
数、即ちFM音声信号の周波数に同期した基準信号が必要
となり、この基準信号をPLL回路にて作成するため、単
純な包絡線検波に比べPLL回路を必要とする分だけ高価
な方式となるが、第１図では、既にFM復調器（７）とし
てPLL回路が存在しているので、単に90゜固定位相器（1
1）を追加するだけで対処可能である。

尚、可変利得AMP（５）としては、入力FM信号の振幅を
包絡線検波で検出し、この検出結果を用いて増幅器のゲ
インを制御することで一定振幅を得ることが可能である
が、この包絡線検波は周波数を区別しないので、包絡線
検波AGCは周波数の区分なしに振幅を揃えようとする。
即ち、FM音声信号にのみ基づいて振幅を制御するもので
はない。従って、この包絡線検波AGCは、リミッタ程で
はないが、BPF（６）の働きと矛盾することになる。そ
こで、本実施例の如く同期検波AGCを採用すれば、この
矛盾は生じないことになり、BPF（６）をAGCループ内に
配置することができる。

また、通常の8mmVTRでは、磁気テープの無記録部分の再
生時には消音動作が必要であるが、この無記録部分の判
別に際して、同期検波出力を観察することで映像信号に
害されず安定に行うことができる。

また、本実施例では、BPF（６）をアクティブ素子にて
構成できるので、第１図の回路ブロックを数個の外付コ
ンデンサだけのモノリシックICにすることができ、大幅
なコストダウンが実現できる。

更に、本実施例では、BPF（６）のカットオフ周波数をF
M音声信号の帯域に設定することにより、復調音声信号
を得ることが可能となるが、カットオフ周波数をFM輝度
信号の帯域に設定することにより、同一回路にて出力端
子（14）から復調輝度信号が得られることになる。

（ト） 発明の効果 上述の如く本発明によれば、アクティブフィルタによる
所望のFM信号の抜き取り動作がアクティブフィルタの特
性通りに行え、バズ妨害が改善される。更にPLL回路自
体が一種のフィルタであり、妨害除去能力が一層改善さ
れる。

また、アクティブフィルタを可変利得アンプの後段に配
置することで、アクティブフィルタへの最大入力振幅が
制限され、アクティブフィルタが自ら持つノイズ発生要
素を抑えて十分なS/Nを確保できるようにアクティブフ
ィルタへ入力FM信号を一定に保持できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の回路ブロック図、第２図は
8mmVTRの記録信号の周波数スペクトラム、第３図は従来
例の回路ブロック図、第４図はBPFの特性図である。 （５）……利得可変AMP、（６）……BPF（フィルタ手
段）、（７）……PLL回路、（10）……VCO、（12）……
同期検波器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】制御信号に応答してゲインを変化させ、入
   力されるFM信号の振幅を一定にする可変利得増幅器と、 該増幅器出力の所定帯域成分のみを抜き出すアクティブ
   フィルタと、 該アクティブフィルタ出力をFM復調するPLL回路と、 該PLL回路を構成する電圧制御型発振器出力と該アクテ
   ィブフィルタ出力との同期検波を為す同期検波回路とを
   備え、 該同期検波回路出力を前記制御信号として前記可変利得
   増幅器に供給することを特徴とするFM復調回路。