專利名稱：頻率調(diào)制信號解調(diào)器電路以及通信終端設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種頻率調(diào)制信號解調(diào)器電路以及通信終端設(shè)備，例如適于在一種數(shù)字式蜂窩電話中使用的上述電路和設(shè)備。
近年來，數(shù)字技術(shù)已取得顯著的進(jìn)步。這種情況同樣出現(xiàn)在通信領(lǐng)域，其中數(shù)字通信在很多應(yīng)用中已付諸實踐。近期增長需求的日益提高的移動通信也不例外，這種情況被設(shè)想為數(shù)字通信類型的通信終端設(shè)備將支配下一代的移動通信。但是在目前的移動通信中廠泛采用模擬頻率調(diào)制(FM)方案作為通信方案，因此，完全地用數(shù)字方案取代目前的模擬方案將需要一定的時間，由于這個原因，可以設(shè)想為在目前既支持模擬方案，又支持?jǐn)?shù)字方案的雙模式類型的通信終端設(shè)備將是移動通信的基本設(shè)備。
順便地說，為了解調(diào)FM信號，通常的意向是將接收電波的頻率轉(zhuǎn)換到一個中頻信號，然后使用例如一個正交檢測器或者類似的便宜的模擬器件將其解調(diào)。這種FM解調(diào)方法也用在雙模式通信終端設(shè)備中。由于該雙模式通信終端除要求用于解調(diào)FM信號的一個器件之外還要求用于解調(diào)數(shù)字信號的器件，因此增加了設(shè)備中電路的尺度，結(jié)果增大了設(shè)備本身的尺寸。
為解決上述問題，設(shè)想用數(shù)字處理方法去解調(diào)FM信號，使得數(shù)字信號和FM信號均可在單個器件中進(jìn)行數(shù)字解調(diào)。
數(shù)字解調(diào)FM信號的方法之一是應(yīng)用一種鎖相環(huán)路(PLL)結(jié)構(gòu)。以下將參照

圖1說明應(yīng)用這種PLL結(jié)構(gòu)的一種FM解調(diào)器電路。
如圖1中說明的那樣，一普通的通信終端設(shè)備備有一接收機(jī)1，它適宜于用天線2接收FM信號。FM信號S1，由天線2接收，輸入到一個低噪聲放大器3并由其進(jìn)行放大。之后，由該低噪聲放大器3放大的信號通過帶寬受限制的帶通濾波器4并輸入到一正交檢測器電路5。在該正交檢測器電路5中，輸入的FM信號S1分成兩部分，它們分別加到混頻器6和7。
在該正交檢測器電路5中的振蕩器8是用于在無線電頻率(RF頻率)上產(chǎn)生一振蕩信號S2的器件。振蕩器8產(chǎn)生的振蕩信號S2被分成兩部分，其一部分加到混頻器6，而另一部分加到相移器9，相移器9將所加振蕩信號的相位相移π/2，然后將相位偏移的振蕩信號加到混頻器7。
混頻器6將FM信號S1，乘以信號S2，以便產(chǎn)生基帶轉(zhuǎn)換FM信號S1的同相分量。該產(chǎn)生的同相分量被輸出到模-數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換器10。另一方面，混頻器7將FM信號S1乘以其相位偏移π/2的振蕩信號S2，并輸出由此而產(chǎn)生的正交分量到模-數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換器11。
接著A/D轉(zhuǎn)換器10，11分別在一預(yù)定的取樣時間對同相分量和正交分量進(jìn)行取樣，以便對該同相和正交分量進(jìn)行數(shù)-模轉(zhuǎn)換，從而產(chǎn)生數(shù)字同相分量I和正交分量Q。該同相分量I和正交分量Q均加到使用PLL結(jié)構(gòu)的FM解調(diào)電路12。
該FM解調(diào)電路12包括自動增益控制(AGC)電路13、14；一相位比較電路15；一環(huán)路濾波器16；一數(shù)控振蕩器(NCO)電路17；以及一帶通濾波器18。
使用PLL結(jié)構(gòu)的FM解調(diào)電路12用相位比較電路15檢測NCO電路17產(chǎn)生的振蕩信號的相位。并據(jù)檢測結(jié)果形成反饋環(huán)路，以便控制該NCO電路17，使振蕩信號的頻率和相位同輸入的FM信號的頻率和相位持續(xù)地保持一致。因此，在同步狀態(tài)，由NCO電路17產(chǎn)生的該振蕩信號的振蕩頻率跟隨輸入FM信號的頻率，結(jié)果這兩個信號呈現(xiàn)出完全相同的變化。這樣，該NCO電路17的一控制電壓，即該環(huán)路濾波器16的一輸出信號是一個響應(yīng)FM解調(diào)結(jié)果的信號。因此，環(huán)路濾波器16的輸出信號通過帶通濾波器18以僅提取必要的頻帶分量，從而產(chǎn)生形成最終FM解調(diào)結(jié)果的解調(diào)信號S2。
應(yīng)指出，F(xiàn)M解調(diào)電路12使用AGC電路13、14，這是因為輸入信號(即，同相分量I和正交分量Q)可能呈現(xiàn)變壞的特性，除非它們通過AGC電路13，、14經(jīng)受幅度控制。
如以上解釋將理解的那樣，F(xiàn)M解調(diào)器電路12的重要部件是下面將詳細(xì)描述的相位比較電路15。
由θ表示一相位分量，當(dāng)一基帶轉(zhuǎn)換FM信號用一個復(fù)數(shù)表示時，一個當(dāng)前信號由下式給出當(dāng)前信號exp(jθ) (1)一個在時間τ以前的信號由下式給出時間τ以前信號exp(j(θ－θτ) (2)當(dāng)式(1)表示的當(dāng)前信號乘以時間τ以前的信號的共軛信號時，將導(dǎo)出下式exp(jθ)×exp(-j(θ－θτ)＝exp(θτ)＝cos(θτ)＋jsin(θτ)(3)在式(3)中，假定θτ足夠小，則能應(yīng)用由下式給出的近似sinθτ≈θτ (4)這樣，式(3)能轉(zhuǎn)換成下式cos(θτ)＋jsin(θτ)≈cos(θτ)＋jθτ (5)換言之，由計算式(3)導(dǎo)出的結(jié)果的虛部表示θτ。
當(dāng)FM信號依賴于表示數(shù)據(jù)的頻率位移時，只要能導(dǎo)出相位分量θτ，則得到該FM信號的解調(diào)。這是由于相位分量的導(dǎo)數(shù)是一瞬時角頻率，而只要導(dǎo)出該瞬時角頻率，就意味著導(dǎo)出了頻率位移。通過計算式(3)，能解調(diào)一個FM信號。
接著，以下將描述如何通過一個實際的電路去實施這種方法。一個由上式(1)表示的基帶轉(zhuǎn)換FM信號的實部和虛部對應(yīng)由正交檢測器電路與輸出的一個同相分量I和一個正交分量Q，因此該輸入的FM信號由下式表示FM信號I＋jQ (6)同樣，時間τ以前的FM信號的相位分量由下式表示時間τ以前的相位分量cosθ＋jsinθ(7)這里，相應(yīng)上式(3)特別是式(6)的計算乘以式(7)的共軛值導(dǎo)致下列等式(I＋jQ)×(cosθ－jsinθ)＝(Icosθ＋Qsinθ)＋j(Qcosθ－Isinθ) (8)如由式(8)能看出的那樣，通過計算表示在虛部中的部分，即下式虛部Qcosθ－Isinθ(9)將計算出上述相位分量θτ。
在圖1中說明的相位比較電路15實施式(9)，其中分別從AGC電路13、14輸出的同相分量I和正交分量Q被分別加到乘法器15A，15B。乘法器15A將從ROM(只讀存儲器)15C輸出的一個正弦值乘以加到它的同相分量I，并將結(jié)果輸出到一減法器15D。乘法器15B同樣將從RPM15C輸出的余弦值乘以加到它的正交分量，并將結(jié)果輸出到一減法器15D。接著，減法器15D將從乘法器15B的相乘結(jié)果減去乘法器15A的相乘結(jié)果，以完成由式(9)給出的計算，由此導(dǎo)出了相位分量θτ。應(yīng)指出，正弦和余弦值已在先儲存在ROM15C中，以便根據(jù)由NCO電路17施加的一個振蕩信號，ROM 15C輸出一個正弦值和一個余弦值。
雖然如上所述的采用PLL結(jié)構(gòu)的FM解調(diào)電路電路12例如在白噪聲環(huán)境條件下(稱為靜態(tài)特性)呈現(xiàn)出十分好的解調(diào)特性，但存在的問題是在產(chǎn)生相位調(diào)整或類似的環(huán)境情況下(稱為動態(tài)特性)調(diào)制特性顯著變壞。應(yīng)當(dāng)指出，這里涉及的相位調(diào)整是一種現(xiàn)象，即由于接近移動站地面的地形和物體，接收的電波受到反射，衍射，散射或類似的影響而轉(zhuǎn)換為多重電波(multiple waves)，而這些多重電流彼此相互干涉，從而引起接收電波信號密度的隨機(jī)漲落。
動態(tài)特性之所以變壞乃是由于采用PLL結(jié)構(gòu)的FM解調(diào)電路12具有反饋環(huán)路。特別地，如果相位調(diào)整或類似的情況引起信號密度隨機(jī)下降，由該PLL鎖定的相位將被釋放。當(dāng)再次鎖定該相位時，要求一個輸入信號，它對某一確定的程度而言是正常的。此外，由于鎖定相位要求相對長的時間，在此期間，數(shù)據(jù)的解調(diào)由此而被阻止。由于這個原因，采用PLL結(jié)構(gòu)的FM解調(diào)電路能遭遇到其動態(tài)特性的變壞的情況。
考慮到以上情況，本發(fā)明的目的在于提供一種頻率調(diào)制信號的解調(diào)電路，同結(jié)構(gòu)簡單的現(xiàn)有技術(shù)相比，能改善解調(diào)特性。
本發(fā)明另一目的在于提供一種使用頻率調(diào)制信號的解調(diào)電路的通信終端設(shè)備。
根據(jù)以下結(jié)合附圖的詳細(xì)說明將更清楚本發(fā)明的性質(zhì)，原理和實用性，在附圖中，相同部分用相同的標(biāo)號或字符表示。
在附圖中圖1為說明使用PLL結(jié)構(gòu)的普通FM解調(diào)電路以及同它相關(guān)的外部電路的方塊圖2為說明按本發(fā)明第一實施例的FM解調(diào)電路結(jié)構(gòu)的方塊圖；圖3為說明按本發(fā)明第二實施例的FM解調(diào)電路結(jié)構(gòu)的方塊圖；圖4為說明按本發(fā)明第三實施例的FM解調(diào)電路結(jié)構(gòu)的方塊圖；圖5為說明配置在第三實施例的FM解調(diào)電路中的一內(nèi)插值計算電路的方塊圖；圖6為說明按本發(fā)明第四實施例的FM解調(diào)電路結(jié)構(gòu)的方塊圖；圖7A-7D為表示頻譜分布曲線，說明第四實施例的FM解調(diào)電路的原理；以及圖8為表示本發(fā)明實施例的使用FM解調(diào)電路的通信終端設(shè)備的結(jié)構(gòu)的例子的方塊圖。
將結(jié)合附圖描述本發(fā)明的最佳實施例(1)第一實施例首先參照圖2，其中，相應(yīng)圖1的部分用相同的標(biāo)號表示，由20表示的-FM解調(diào)電路在接收端IN1，IN2接收置于前級的一正交檢波器電路5(參見圖1)輸出的同相分量I和正交分量Q。
輸入到輸入端IN1的同相分量I加到作為一延時電路的一延時型觸發(fā)器(以后簡化為″D-FF″)以及乘法器22。該D-FF 21對同相分量I進(jìn)行延時，例如延時某一取樣時間Ts，并將經(jīng)延時的相位分量Is輸出到乘法器23。應(yīng)當(dāng)指出該取樣時間Ts是安置在前級正交檢波電路5中的模-數(shù)(A-D)轉(zhuǎn)換器10，11的取樣。
在這種情況下，通過將同相分量I延時某一取樣時間Ts，加到乘法器23的經(jīng)延時的同相分量Is等于在加到乘法器22的同相分量I之前的數(shù)據(jù)的某一取樣。
輸入到輸入端IN2的正交分量加到作為延時電路的-D-FF 24和乘法器23。該DFF 24對正交分量Q進(jìn)行延時，例如延時完整取樣時間Ts，并將經(jīng)延時的正交分量Qs輸出到與D-FF21相似的乘法器22。同樣在這種情況下，通過將正交分量Q延時某一取樣時間Ts，加到乘法器22的經(jīng)延時的正交分量Qs等于在加到乘法器23的正交分量Q之前的數(shù)據(jù)的某一取樣。
乘法器22將同相分量I乘以正交分量Qs，并將相乘結(jié)果(I·Qs)輸出到一減法器25。同樣，乘法器23將正交分量Q乘以同相分量Is，并將相乘結(jié)果(Q·Is)輸出到減法器25。減法器25從相乘結(jié)果(Q·Is)減去相乘結(jié)果(I·Qs)，并將最后的相位差dθ(＝Q·Is－I·Qs)輸出到乘法器26。
存儲單元27例如包括一個存儲器，并儲存取樣時間的倒數(shù)(1/Ts)。這個取樣時間的倒數(shù)(1/Ts)從存儲單元27讀出，并加到乘法器26。
該乘法器26將相位差dθ乘以取樣時間的倒數(shù)(1/Ts)，并將相乘結(jié)果(dθ/Ts)輸出到帶通濾波器18。換一方式說，乘法器26導(dǎo)出由于相位差dθ被取樣時間Ts相除而產(chǎn)生的一個值。
帶通濾波器18限制了所加的相乘結(jié)果(dθ/Ts)的帶寬并將帶寬受到限制的相乘結(jié)果輸出到輸出端OUt。按這種方法，由于輸入FM信號解調(diào)產(chǎn)生的被解調(diào)的信號S3在輸出端OUt上被導(dǎo)出。
以下將說明該解調(diào)信號S3如何由以上描述的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的原理。首先，如由下式給出的那樣，一輸入FM信號被分成一同相分量I和一正交分量Q
FM信號I＋jQ(10)如下式所給出的那樣，時間Ts以前的一相位分量被表示為某一取樣前的一同相分量Is和正交分量Qs時間Ts以前的相位分量Is＋jQs (11)當(dāng)式(10)給出的FM信號乘以由式(11)給出的時間Ts以前的FM信號的相位分量的共軛值時，導(dǎo)出下式(I＋jQ)×(Is－jQs)＝(I·Is＋Q·Qs)＋j(Q·Is－I·Qs) (12)式(12)中所示的虛部，即下式虛部Q·Is－I·Qs (13)代表了一個相位角位移dθ，就如像在設(shè)置在采用PLL結(jié)構(gòu)的FM解調(diào)電路12中的位比較電路15的操作說明中所描述的那樣。
在FM解調(diào)器電路20中，包括D-FF 21，24，乘法器22，23和減法器25的相位差計算部分是實施用于計算相位角位移dθ的式(13)的電路部分。實際上，從減法器25輸出的相位差dθ準(zhǔn)確地由式(13)表示。
通過將相位差dθ乘以取樣時間倒數(shù)(1/Ts)而導(dǎo)出的dθ/Ts表示相位短暫變化的比值。在這里假定取樣時間足夠小，dθ/Ts代表了對時間求導(dǎo)的相位變化，即，瞬時角頻率。然后，如果代表該瞬時角頻率的dθ/Ts通過限制帶寬的帶通濾波18，以便僅提取必要的信號發(fā)量，則產(chǎn)生為解調(diào)輸入FM信號結(jié)果的解調(diào)信號S3。這是由于瞬時角頻率是代表數(shù)據(jù)的頻率位移本身。
在以上描述的FM解調(diào)電路20的結(jié)構(gòu)中，由正交檢測電路5提供的同相分量I和正交分量Q分別輸入到D-FF′s 21，24，其中它們被延時某一取樣時間Ts，以便產(chǎn)生某一取樣前的同相分量Is和正交分量Qs。然后，在FM解調(diào)電路20中，根據(jù)某一取樣前產(chǎn)生的同相分量Is和正交分量Qs，以及目前的同相分量I和正交分量Q，相位差dθ(＝Q·Is－I·Qs)通過乘法器22、23、以及減法器25導(dǎo)出。該相位差dθ接著除以取樣時間Ts，以便導(dǎo)出瞬時角頻率(dθ/Ts)。接著，導(dǎo)出的瞬時角頻率(dθ/Ts)經(jīng)受帶寬限制，以便產(chǎn)生為解調(diào)輸入FM信號結(jié)果的解調(diào)信號S3。
如上所述，根據(jù)由取樣時間Ts數(shù)字化的FM信號的同步分量I和正交分量Q，相位差dθ在目前相位旋轉(zhuǎn)角和某一取樣前的相位旋轉(zhuǎn)角之間導(dǎo)出。取導(dǎo)該相位角dθ將導(dǎo)出瞬時角頻率(dθ/Ts)，完成解調(diào)。應(yīng)當(dāng)理解，F(xiàn)M解調(diào)器電路20能解調(diào)FM信號，而無需由應(yīng)用PLL結(jié)構(gòu)的普通FM解調(diào)器電路12要求的任何反饋環(huán)路。
按此方法，如果同應(yīng)用PLL結(jié)構(gòu)的普通FM解調(diào)器電路12相比，該FM解調(diào)器電路20能改善在有相位調(diào)整環(huán)境狀態(tài)下的解調(diào)特性。由于下列理由改善了解調(diào)特性。因為普通FM解調(diào)器電路12具有一個反饋環(huán)路，如果相位調(diào)整或類似的情況導(dǎo)致相位鎖定狀態(tài)，某一時間被要求儲存該相位鎖定狀態(tài)，而在該時間期間解調(diào)被阻止，由此使解調(diào)特性變壞。相反，由于作為實施例的FM解調(diào)器電路20不具有反饋環(huán)路，從而免除了解調(diào)阻止時間，即使相位調(diào)整或類似的情況發(fā)生。
此外，由于該FM解調(diào)器電路不具有反饋環(huán)，它的結(jié)構(gòu)比現(xiàn)有技術(shù)大為簡化。
按照上述第一實施例的結(jié)構(gòu)，相位差dθ是根據(jù)目前FM信號的同步相位分量I和正交分量Q以及某一取樣以前的FM信號的同步分量Is和正交分量Qs進(jìn)行計算的，而且該相位差dθ被取導(dǎo)而導(dǎo)出瞬時角頻率(dθ/Ts)，因此無需反饋環(huán)能解調(diào)該FM信號，與普通FM解調(diào)電路相比，使得有可能按簡單結(jié)構(gòu)去改善FM解調(diào)電路成為可能。(2)第二實施例接著參照圖3，其中，相應(yīng)在圖2中的那些部分用相同標(biāo)號表示，用標(biāo)號30表示按第二實施例的一種FM解調(diào)電路。從設(shè)置在前級的正交檢波器電路5(參見圖1)輸出的同相分量I和正交分量Q分別通過輸入端IN1，IN2加到相位旋轉(zhuǎn)角檢測器電路31。
該相位旋轉(zhuǎn)角檢測器電路31，如由其名稱所能推測的那樣，是用于檢測相位旋轉(zhuǎn)角θ的電路。具體地，該相位旋轉(zhuǎn)角檢測器電路31將按下式根據(jù)同相分量I和正交分量Q計算相位旋轉(zhuǎn)角θθ＝tan-1(Q/I)(14)具體地，相位旋轉(zhuǎn)檢測器電路31首先將同相分量和正交分量Q加到除法器32，該除法器32將正交分量Q除以同相分量I，然后將相除結(jié)果(Q/I)輸出到ROM(只讀存儲器)33作為一個地址信號。
ROM33儲存相應(yīng)相除結(jié)果(Q/I)各值的tan-1(Q/I)的值，因此當(dāng)相除結(jié)果(R/I)加到ROM 33作為地址信號時能夠從它輸出。換言之，ROM 33構(gòu)成用于tan-1(Q/I)的ROM表。
這樣，在該相位旋轉(zhuǎn)角檢測器電路31中，除法器32將正交分量Q除以同相分量I，以便從ROM 33讀出相應(yīng)tan-1(Q/I)值的可信賴的相除結(jié)果(Q/I)，由此提供相位旋轉(zhuǎn)角θ。之后，相位旋轉(zhuǎn)角檢測電路31將導(dǎo)出的相位旋轉(zhuǎn)角θ輸出到微分電路34。
微分電路34提供對相位旋轉(zhuǎn)角θ取導(dǎo)。輸入到微分電路34的相位旋轉(zhuǎn)角θ加到減法器25，還加到D-FF 36作為延時電路。D-FF 36將所提供的相位旋轉(zhuǎn)角θ延時某一取樣時間Ts，并將延時的相位旋轉(zhuǎn)角Q輸出到減法器。應(yīng)當(dāng)指出，也是在該第2實施例中，Ts表示設(shè)置在前級正交檢測器電路5中的模-數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換器10，11的取樣時間。
在這種情況中，通過將相位旋轉(zhuǎn)角Q延時某一取樣時間Ts，相位旋轉(zhuǎn)角θs等于相位旋轉(zhuǎn)角θ之前某一取樣的數(shù)據(jù)。
減法器25從目前相位旋轉(zhuǎn)角θ減去某一取樣前的相位旋轉(zhuǎn)角θs，并將相位差dθ(＝θ－θs)輸出。
存儲單元27類似第一實施例存儲取樣時間的倒數(shù)，由此取樣時間的倒數(shù)(1/Ts)從它讀出并輸出到乘法器26。
乘法器26將相位差dθ乘以取樣時間的倒數(shù)(1/Ts)并將相乘結(jié)果(dθ/Ts)輸出到帶通濾波器18。換言之，將相位差dθ除以取樣時間Ts由乘法器26完成，以便取導(dǎo)相位旋轉(zhuǎn)角θ，即，導(dǎo)出瞬時角頻率。接著，帶通濾波器18限制相乘結(jié)果(dθ/Ts)的帶寬，以便產(chǎn)生解調(diào)信號S3，它是在輸出端OUT上的解調(diào)FM信號的結(jié)果。
在上述FM解調(diào)電路30的結(jié)構(gòu)中，由正交檢測器電路5提供的一FM信號的同相分量I和正交分量Q輸入到將正交分量Q除以同相分量I的相位旋轉(zhuǎn)角檢測器電路31。之后，相應(yīng)于商的值tan-1(θ/I)由ROM33讀出，以便導(dǎo)出相位旋轉(zhuǎn)角θ。之后，在該FM解調(diào)電路30中，導(dǎo)出的相位旋轉(zhuǎn)角θ加到微分電路34，它從目前相位旋轉(zhuǎn)角θ減去某一取樣前的相位旋轉(zhuǎn)角θs而得出相位差dθ。該導(dǎo)出的相位差dθ除以取樣時間Ts而導(dǎo)出求導(dǎo)的相位旋轉(zhuǎn)角θ。即瞬時角頻率(dθ/Ts)。接著，在該FM解調(diào)電路30中，該瞬時角頻率(dθ/Ts)經(jīng)受到帶寬限制，以便產(chǎn)生為解調(diào)FM信號結(jié)果的解調(diào)信號S3。
換一種方式說，在該FM解調(diào)電路30中，目前相位旋轉(zhuǎn)角θ是根據(jù)通過取樣時間Ts數(shù)字化的一FM信號的同相分量I和正交量Q由相位旋轉(zhuǎn)角檢測器電路31檢測的。然后，根據(jù)計算的相位旋轉(zhuǎn)角θ，某一取樣時間前的相位旋轉(zhuǎn)角θs通過第二相位旋轉(zhuǎn)角檢測器電路(具體地是D-FF 36)導(dǎo)出。此外，在該FM解調(diào)器電路30中，相位差dθ在目前相位旋轉(zhuǎn)角θ和某一取樣時間前的相位旋轉(zhuǎn)角θs之間進(jìn)行計算，計算的相位差dθ乘以該取樣時間的倒數(shù)(1/Ts)，以便導(dǎo)出瞬時角頻率(dθ/Ts)。按此方式，完成解調(diào)。
如上所述，由于FM解調(diào)器電路30解調(diào)FM信號無需反饋環(huán)路，同采用PLL結(jié)構(gòu)的普通FM解調(diào)電路12相比，它能改善在相位調(diào)整環(huán)境條件下的解調(diào)特性。
按照如上所述第二實施例的結(jié)構(gòu)，由于在相位旋轉(zhuǎn)角θ和某一取樣前的相位旋轉(zhuǎn)角θs之間的相位差dθ根據(jù)一FM信號的同相分量I和正交分量Q進(jìn)行計算，并且該相位差dθ被取導(dǎo)以導(dǎo)出瞬時角頻率(dθ/Ts)，因此有可能以比現(xiàn)有技術(shù)簡單的結(jié)構(gòu)改善解調(diào)特性。(3)第三實施例下面參照圖4，其中相應(yīng)圖3的部分用相同標(biāo)號表示，用標(biāo)號40表示按第三實施例的FM解調(diào)電路。從設(shè)置在前級的正交檢測器電路5(參見圖1)輸出的同相分量I和正交分量Q分別通過輸入端IN1，IN2加到相位旋轉(zhuǎn)角檢測器電路31和內(nèi)插值計算電路41。
相位旋轉(zhuǎn)角檢測器電路31與第二實施例的相似，將正交分量Q除以同相分量I，并讀出相應(yīng)計算的商的相位旋轉(zhuǎn)角θ(＝tan-1(Q/I))，之后該商被輸出到下級的減法器25。
內(nèi)插值計算電路41用內(nèi)插法計算時間τ前的同相分量Iτ和正交分量Qτ，并將時間τ前的同相分量Iτ和正交分量Qτ輸出到相位旋轉(zhuǎn)角檢測器電路42。在該情況中，由于時間τ比取樣時間Ts短，因此時間τ前的同相分量Iτ和正交分量Qτ分別代表了在目前同相分量I和正交分量Q以及某一取樣的同相分量Is和正交分量Qs之間設(shè)置的任意同相分量和正交分量。
相位旋轉(zhuǎn)角檢波器電路42類似于相位旋轉(zhuǎn)角檢波器電路31，將正交分量Qτ除以同相分量Ic，并讀出相應(yīng)計算的相位旋轉(zhuǎn)角θτ(＝tan-1(Qτ/Iτ))，之后該商輸出到下級的減法器25。換言之，相位旋轉(zhuǎn)角檢波器電路42，根據(jù)時間τ前的同相分量Iτ和正交分量Qτ導(dǎo)出時間τ前的相位旋轉(zhuǎn)角θτ。
減法器25從目前的相位旋轉(zhuǎn)角θ中減去時間τ之前的相位旋轉(zhuǎn)角θτ，并將得出的相位差dθ(＝θ－θτ)輸出到乘法器26。
存儲單元43，例如包括一個存儲器，存儲時間τ的倒數(shù)(1/τ)，該時間τ的倒數(shù)(1/τ)從存儲單元43讀出并加到乘法器26。
乘法器26將相位差dθ乘以時間τ的倒數(shù)(1/τ)，并將相乘結(jié)果(dθ/τ)輸出到帶通濾波器18。換言之，相位差dθ除以時間τ由乘法器26完成，以便對相位旋轉(zhuǎn)角θ求導(dǎo)，即導(dǎo)出瞬時角頻率。
接著，帶通濾波器18限制相乘結(jié)果(dθ/τ)的帶寬，以便在輸出端OUT上產(chǎn)生作為解調(diào)FM信號結(jié)果的解調(diào)信號S3。
現(xiàn)在，將更具體地說明如上所述結(jié)構(gòu)的FM解調(diào)電路40以及內(nèi)插值計算電路41的原理。
當(dāng)瞬時角頻率通過將在目前相位旋轉(zhuǎn)角θ和某一取樣前的相位旋轉(zhuǎn)角θs之間的相位差dθ除以取樣時間Ts進(jìn)行計算時，如第二實施例的情況那樣，如果取樣時間Ts較大，則瞬時角頻率的精度將降低，而這將招致對解調(diào)特性變壞的擔(dān)心。
為解決這個問題，第三實施例在相鄰取樣之間的任意點通過內(nèi)插法計算相位旋轉(zhuǎn)角θi，并且用顯然更短的取樣時間Ts計算瞬時角頻率。這個操作將在下面使用相關(guān)等式加以描述。
假定根據(jù)接收到的FM信號計算的分離相位值為θ(nTs)，則在時間t計算的相位θ(t)能根據(jù)下或給出的關(guān)系導(dǎo)出θ(t)=Σn=-∞∞θ[nTs]{sin{2πf(t-nTs)}/2πf(t-nTs)}]]>(15)在這里假定取樣頻率fs為最大調(diào)制頻率f的兩倍，式(15)將轉(zhuǎn)換成下式θ(t)=Σn=-∞∞θ[nTs]{sin{π(t/Ts-n)}/π(t/Ts-n)}]]>=Σn=-∝∞θ[nTs]sin(t/Ts-n)]]>(16)這里，Sinc＝sinπ(t)/π(t)然后，在t＝kTs－τ時的θ(t)由下式給出θ(kTs-τ)Σn=-∞∞θ[nTs]Sinc{(k-n)-τ/Ts}]]>(17)在該等式(17)中，如果用N代替k-n，等式(17)轉(zhuǎn)換為下式θ(kTs-τ)=Σn=-∞∞θ[k-N]Sinc{N-τ/Ts}]]>(18)進(jìn)而，假定在式(18)中的Sinc函數(shù)在區(qū)間 ＞N條件下其幅度可忽略不計，則在t＝kTs－τ時的θ(t)由下式給出θ(kRs-τ)=ΣN=M/2-M/2θ[(k-N)Ts]Sinc{N-τ/Ts}]]>(19)這樣，在時間kTs到時間τ前的相位值可以使用根據(jù)從時間(k－M/S)Ts到時間(k＋M/2)Ts計算的分離相位進(jìn)行計算。
因此，在時間kTs時的瞬時角頻率由式給出dθ/dt＝{θ[kTs]－θ[kTs－τ]}/τ (20)因此解調(diào)波可以在每個時間用式(20)通過按序計算瞬時角頻率產(chǎn)生。
圖5說明內(nèi)插值計算電路41的結(jié)構(gòu)。由于該內(nèi)插值計算電路41計算內(nèi)插值既用于同相分量，又用于正交分量，用相同的電路結(jié)構(gòu)進(jìn)行計算，因此作為說明，將只給出關(guān)于同相分量I的內(nèi)插法。
加到內(nèi)插值計算電路41的同相分量I首先輸入到串行輸入/并行輸出形式的由N個D-FF′S組成的位移寄存器，然后在它由一個D-FF位移到下一個D-FF時被延時一個取樣時間Ts。從位移寄存器50的各個D-FF′S輸出的同相分量I1-In加到乘法器X1-Xn。該乘法器X1-Xn還被提供分別儲存在存儲單元(例如，包括存儲器)M1-Mn中的Sinc函數(shù)的加權(quán)值h1-hn。乘法器X1-Xn將分別提供它的同相分量I1-In乘以相應(yīng)的加權(quán)值h1-hn，并將各自的乘積輸出到一個加法器52。于是加法器將各個乘法器X11-Xn的相乘結(jié)果相加，以便導(dǎo)出時間τ前的同相分量Iτ。
按此方法，內(nèi)插值計算電路41計算上面等式(19)，以便導(dǎo)出時間τ前的同相分量Iτ。應(yīng)當(dāng)理解，對于一正交分量Q內(nèi)插值計算電路41使用如上所述相同結(jié)構(gòu)電路，以便導(dǎo)出時間τ前的正交分量Qτ。
在上述結(jié)構(gòu)的FM解調(diào)電路40中，由正交檢波器電路5提供的FM信號的同相分量I和正交分量Q輸入到相位旋轉(zhuǎn)角檢波器電路31，該電路將該正交分量Q除以同相分量I并讀出相應(yīng)計算的商的tan-1(Q/I)，以便導(dǎo)出相位旋轉(zhuǎn)角θ。
也是在該FM解調(diào)電路40中，同相分量I和正交分量Q被分別加到內(nèi)插值計算電路41，該計算電路根據(jù)該同相分量I和正交分量Q計算內(nèi)插值，以便導(dǎo)出時間τ前的同相分量Iτ和正交分量Qτ。于是，根據(jù)該時間τ前的同相分量Iτ和正交分量θτ，相位旋轉(zhuǎn)角檢波器電路42導(dǎo)出時間τ前的相位旋轉(zhuǎn)角θτ。
其次，在FM解調(diào)器電路40中，在目前相位旋轉(zhuǎn)角θ和時間τ前的相位旋轉(zhuǎn)角θτ之間的相位差dθ乘以時間τ的倒數(shù)(1/τ)，以便產(chǎn)生被求導(dǎo)的相位旋轉(zhuǎn)角θ，即瞬時角頻率(dθ/τ)。接著，導(dǎo)出的瞬時角頻率(dθ/τ)經(jīng)帶寬限制產(chǎn)生為解調(diào)FM信號結(jié)果的解調(diào)信號S3。
換種方式說，在FM解調(diào)器電路40中，相位旋轉(zhuǎn)角檢測電路31根據(jù)同相分量I和正交分量Q檢測目前相位旋轉(zhuǎn)角θ。同樣，在該FM解調(diào)電路40中，第二相位旋轉(zhuǎn)角檢測器電路(具體地說包括內(nèi)插值計算電路41和相位旋轉(zhuǎn)角檢波器電路42)根據(jù)同相分量I和正交分量Q計算內(nèi)插值，以便導(dǎo)出時間τ前的同相分量Iτ和正交分量Qτ，并根據(jù)時間τ前導(dǎo)出的同相分量Iτ和正交分量Qτ導(dǎo)出相位旋轉(zhuǎn)角θτ。然后，在目前相位旋轉(zhuǎn)角θ和時間τ前的相位旋轉(zhuǎn)角θτ之間的相位差乘以時間τ的倒數(shù)(1/τ)，以便導(dǎo)出瞬時角頻率(dθ/τ)，于是完成解調(diào)。
按此方法，由于FM解調(diào)電路40解調(diào)FM信號，而無需反饋環(huán)，如果和PLL結(jié)構(gòu)的普通的FM解調(diào)電路12相比，它改善了在相位調(diào)整環(huán)境條件下的解調(diào)特性。
此外，在該第三實施例中，即使取樣時間較長但由于處在目前相位旋轉(zhuǎn)角θ和某一取樣前的相位旋轉(zhuǎn)角θs之間的時間τ前的相位旋轉(zhuǎn)角θτ是用內(nèi)插法進(jìn)行計算的，以便導(dǎo)出瞬時角頻率，所以能避免瞬時角頻率精度下降，取得良好的解調(diào)性能。
按第三實施例的結(jié)構(gòu)，即使取樣時間較長由于位于在目前相位旋轉(zhuǎn)角θ和某一取樣前的相位旋轉(zhuǎn)角θs之間的時間τ前的相位旋轉(zhuǎn)角θτ是用內(nèi)插法進(jìn)行計算的，瞬時角頻率是根據(jù)時間τ前計算的，相位角θτ和目前相位旋轉(zhuǎn)角θ導(dǎo)出的，所以能避免瞬時角頻率精度下降，實現(xiàn)良好的解調(diào)性能。(4)第四實施例參照圖6，其中，相應(yīng)圖3中的那些部分用相同標(biāo)號表示，按第四實施例的FM解調(diào)器電路由標(biāo)號60表示。第四實施例是對在圖3中說明的第二實施例的FM解調(diào)電路30的一種改型，為的是執(zhí)行過取樣(over-Sampling)。
具體地，在FM解調(diào)電路60中，從前級正交檢測器電路5(參見圖1)輸出一個FM信號的同相分量I和正交分量Q首先通過輸入端IN1，IN2分別加到過取樣電路61。在該情況下，假定在正交檢測器電路5中，同相分量I和正交分量Q在取樣頻率fs上完成取樣，以便進(jìn)行數(shù)字化。
過取樣電路61根據(jù)加到它的同相分量I和正交分量Q執(zhí)行n-折過取樣(n-fold over-sampling)并且將取樣頻率從fs轉(zhuǎn)換到nfs的同相分量I和正交分量Q輸出到相位旋轉(zhuǎn)角檢測器電路31，在該情況下，過取樣電路61插入在數(shù)據(jù)之間的”O(jiān)S的(n－1)，以執(zhí)行n-折過取樣。
相位旋轉(zhuǎn)角檢測器電路31，類似于結(jié)合第二實施例所描述的電路，將正交分量Q除以同相分量I，并讀出相應(yīng)計算的商的相位旋轉(zhuǎn)角θ(＝tan-1(Q/I))，該商被輸出到后面級的低通濾波器(LPF)。
低通濾波器去掉包括在從相位旋轉(zhuǎn)角檢測器電路31輸出的相位旋轉(zhuǎn)角θ中的不必要的高頻分量，并將不存在不必要的高頻分量的相位旋轉(zhuǎn)角θ輸出到抽選器電路(decimtor circuit)63。
抽選器電路63將n-折取樣信號恢復(fù)到原始信號，并且只從相位旋轉(zhuǎn)角θ提取數(shù)據(jù)部分，以便恢復(fù)在原始取樣頻率fs上相位旋轉(zhuǎn)角θ，然后被輸出到微分電路34。
類似于結(jié)合第二實施例描述的微分電路34導(dǎo)出在某一取樣前將所加相位旋轉(zhuǎn)角θ延時的相位旋轉(zhuǎn)角θs和目前相位旋轉(zhuǎn)角θ之間的相位差dθ，并將該相位差dθ乘以取樣時間Ts，以便導(dǎo)出一瞬時角頻率dθ/Ts。于是，微分電路34將導(dǎo)出的瞬時角頻率dθ/Ts輸出到帶通濾波器18。
接著，帶通濾波器18限制瞬時角頻率dθ/Ts的帶寬，以便在輸出端OUT產(chǎn)生為解調(diào)FM信號結(jié)果的解調(diào)信號S3。
這里，將具體地說明上述結(jié)構(gòu)的FM解調(diào)電路60的原理。當(dāng)由″tan-1表示的具有非線性特性的一個電路，例如，像第二實施例的情況那樣被用來作為檢測相位旋轉(zhuǎn)角θ的一個電路時，能夠產(chǎn)生不必要的高頻分量，致使解調(diào)特性變壞。
這種現(xiàn)象將參照圖7A-7D加以解釋。如果使用線性電路，頻譜分布如圖7A所示。在這種情況中，由于取樣頻率設(shè)置在fs，具有高達(dá)該頻率一半的頻率的信號分量，即，fs/2能夠被顯現(xiàn)出來(按照取樣理論)。頻譜分布由在發(fā)射側(cè)用于限制帶寬的帶寬限制濾波器的特性確定，結(jié)果在原理上不存在高頻分量。
但是，如果使用非線性電路，除實際的信號分量外，還產(chǎn)生高頻分量。如圖7C所示，這些高頻分量折疊在低于fs/2的頻帶上，結(jié)果像噪聲(稱為假頻噪聲(aliasing noise)那樣影響實際的信號分量，由此導(dǎo)至解調(diào)特性的變壞。
為解決這個問題，第四實施例的FM解調(diào)器電路60執(zhí)行過取樣，以便將不必要的頻率分量取到一個頻帶的上側(cè)，通過低通濾波器62限制該帶寬以便移去不必要的高頻分量，然后執(zhí)行1/10抽選去恢復(fù)原始相位旋轉(zhuǎn)角。
具體地，在第四實施例的FM解調(diào)器60中，過取樣電路61對同相分量I和正交分量Q進(jìn)行過取樣，以便將它們的取樣頻率以fs轉(zhuǎn)換到nfs。在該情況下，由于顯現(xiàn)頻率高達(dá)nfs/2的信號分量，不是實際的信號分量，而不必要的高頻分量通過低通濾波器62加以移除。接著，在FM解調(diào)電路60中，抽選器電路63將取樣頻率從nfs恢復(fù)到fs。由于高頻分量通過低通濾波器62移除，從而降低了以上所述的假頻噪聲。
如上所述，F(xiàn)M解調(diào)電路60對加到它的同相分量I和正交分量Q執(zhí)行過取樣，以便將可能由非線性電路(具體地是相位旋轉(zhuǎn)檢波器電路31)產(chǎn)生的不必要的高頻分量取到一個頻帶的上側(cè)，然后通過低通濾波器62移除這種不必要的高頻分量。接著，在該FM解調(diào)電路60中，抽選器電路63將顯示相位旋轉(zhuǎn)角的過取樣信號恢復(fù)到顯示相位旋轉(zhuǎn)角的原始信號。按此方法，F(xiàn)M解調(diào)器電路60能降低由不必要高頻分量引起的假頻噪聲，并且由此提供對解調(diào)特性的顯著改善。
順便說，當(dāng)可以用在正交檢波器電路5中的模-數(shù)轉(zhuǎn)換器10，11去執(zhí)行過取樣時，如上所述，提供過取樣電路61是由于通過在數(shù)據(jù)中插入″O″S實施的過取樣方便了以后與此有關(guān)的計算。
按照如上所述結(jié)構(gòu)的第四實施例，由于FM解調(diào)器電路60備有用于對同相分量I和正交分量Q進(jìn)行過取樣的過取樣電路61，用于移除可能由一非線性電路產(chǎn)生的不必要的主頻分量的低通濾波器62，以及用于將過取樣信號恢復(fù)到原始信號的抽選器電路63，能降低由于不必要的高頻分量所引起的假頻噪聲，從而有可能顯著改善解調(diào)特性。(5)其他的實施例當(dāng)結(jié)合由加到第二實施例的FM解調(diào)電路30的過取樣而達(dá)到解調(diào)特性改善的第四實施例被描述時，本發(fā)明并不局限于將過取樣應(yīng)用到第二實施例。該過取樣同樣可以加到第一實施例的FM解調(diào)電路20以及第三實施例的FM解調(diào)電路40，以便移除不必的高頻分量，并且FM解調(diào)電路20，40的解調(diào)特性也能類似于FM解調(diào)電路60得到改善。
關(guān)鍵在于只要FM解調(diào)電路20，30或40備有執(zhí)行過取樣的不必要分量移除電路(61，62，63)，以便把不必要的高頻分量取到一個頻帶的上側(cè)，用預(yù)定的低通濾波器移除該不必要的高頻分量，然后將過取樣信號恢復(fù)到原始信號，則和第四實施例一樣將改善解調(diào)特性。
同樣，對于在正交檢波器電路5之后的電路是FM解調(diào)電路(20，30，40，60)的情況，本發(fā)明并不局限于具體的結(jié)構(gòu)，包括正交檢波器電路5的整個電路可以看作為一個FM解調(diào)電路。
此外，當(dāng)描述了上述實施例時，如上所述為的是產(chǎn)生作為FM解調(diào)電路那樣的效果，本發(fā)明并不局限于FM解調(diào)電路，當(dāng)本發(fā)明加到使用如上所述的FM解調(diào)電路的任意通信終端設(shè)備時，也可以產(chǎn)生類似的效果。
以下將描述通信終端設(shè)備的結(jié)構(gòu)例。
將描述關(guān)于一個通信終端設(shè)備的接收電路和發(fā)射電路的例子，例如，結(jié)合圖8，它是一個無繩電話。
一個用在無繩電話中的集成電路(20)包括一個接收電路110和一個發(fā)射電路140。接收電路110是按雙超外差系統(tǒng)構(gòu)成的。更為詳細(xì)地，來自主機(jī)的下行通道的FM信號Sr由天線102接收，并通過終端T111的信號線，高頻放大器111，端點T112，所有下行通道都要通過的帶通濾波器103，以及端點T113加到用于I軸的第一混頻器112以及用于Q軸的第一混頻器122。
還有一個振蕩器130被用來產(chǎn)生例如14.4MHz的穩(wěn)定參考頻率的振蕩信號S130。因此，一個晶體振蕩器106通過端點T116連接到該振蕩器130。
振蕩信號S130加到分頻器135，以便分頻成具有頻率為1/1152的信號S135，即，信號S135按照通道分隔具有12.5MHz的頻率，信號S135加到PLL電路131作為參考頻率信號。
提供了一個分頻比設(shè)置電路136，其中，當(dāng)施加的通道號CHNO的數(shù)據(jù)通過端點T117時，根據(jù)通道號CHNO的數(shù)據(jù)產(chǎn)生分頻比數(shù)據(jù)。
于是，相應(yīng)通道號CHNO并來自設(shè)置電路136的分頻比數(shù)據(jù)被提供并設(shè)置到PLL電路131的一個可變頻率分頻器電路1311。按此方式，振蕩信號S131從PLL電路131的VCO電路1312輸出。
信號S131加到混頻器112作為第一本振信號，還加到相移π/2的相移電路132，這樣得到的相移信號S132加到混頻器122作為第一本振信號。
類似產(chǎn)生的信號S133和S134分別加到混頻器114和124。
信號S114和S124加到加法電路115，以得到相加的信號S115。
相當(dāng)于第二中頻信號的相加信號S115通過為中頻濾波器的帶通濾波器116和限制放大器117加到解調(diào)原始伴音信號的FM解調(diào)器電路118。伴音信號通過放大器119和端點T114加到揚聲器104用于電話機(jī)接收。
以上是接收機(jī)電路110的工作和結(jié)構(gòu)。
另一方面，在發(fā)射機(jī)電路140中，伴音信號直接作為上行通道的FM信號發(fā)射，還提供了一個PLL電路143，來自分頻電路135的分頻信號S135加到該電路作為參考頻率信號。此外，在該發(fā)射機(jī)電路140中，相應(yīng)通道號CHNO的分頻比數(shù)據(jù)被施加和設(shè)置到PLL電路143的可變分頻電路1431。
按此方式，具有相應(yīng)由接收電路110接收的下行通道的上行通道的載頻為fHS的信號St從PLL電路143的VCO電路1432得到。
一個來自麥克風(fēng)105并用于發(fā)射的伴音信號通過端點T115和放大器141加到移除不必要頻率分量的低通濾波器142，之后，它被加到PLL電路143的VCO電路1432作為振蕩頻率的控制信號。
由此，從VCO電路1432得到FM信號St，該信號相應(yīng)由接收機(jī)電路110接收的下行通道的上行通道的信號，并由來自低通濾波器142的伴音信號進(jìn)行FM調(diào)制。
該FM信號St通過驅(qū)動放大器144和輸出放大器145加到接天線102的端點T118。
以上是發(fā)射機(jī)電路140的結(jié)構(gòu)和工作。
如上所述，按照本發(fā)明，由正交檢測器電路輸出的調(diào)頻信號的同相分量和正交分量分別延時某一取樣時間，同相分量乘以延時的正交分量的結(jié)果與正交分量乘以延時的同相分量的結(jié)果相減，相減結(jié)果乘以取樣時間的倒數(shù)就得到瞬時角頻率。由此頻率調(diào)制的信號能夠解調(diào)而不必要任何普通FM解調(diào)電路所要求的反饋環(huán)，這就使得有可能避免因相位調(diào)整或類似的干擾而損害解調(diào)特性。
同樣，根據(jù)從正交檢測器電路輸出的調(diào)頻信號的同相分量和正交分量，由第一相位旋轉(zhuǎn)角檢測器電路檢測相位旋轉(zhuǎn)角，根據(jù)從正交檢測器電路輸出的同相分量和正交分量，或者根據(jù)由第一相位旋轉(zhuǎn)角檢波器電路檢測的相位旋轉(zhuǎn)角，由第二相位旋轉(zhuǎn)角檢測器電路檢測一預(yù)定時間前的相位旋轉(zhuǎn)角，相位差在由第一相位旋轉(zhuǎn)角檢測器電路檢測的相位旋轉(zhuǎn)角和由第二相位旋轉(zhuǎn)角檢測器電路檢測的一預(yù)定時間前的相位旋轉(zhuǎn)角之間檢測，該相位差乘以該預(yù)定時間的倒數(shù)導(dǎo)出瞬時角頻率，由此，解調(diào)頻調(diào)信號無需普通FM解調(diào)電路所要求的任何反饋環(huán)，這就使得有可能避免因相位調(diào)整或類似的干擾而損害解調(diào)特性。
此外，提供了一個不必要分量移除電路用于借助過取樣將由非線性電路產(chǎn)生的不必要的高頻分量取到一頻帶的上側(cè)，以便通過一預(yù)定的低通濾波器移除這些不必要的高頻含量，然后將過取樣信號恢復(fù)到原始信號，結(jié)果能防止解調(diào)特性受到不必要的高頻分量的損害。
現(xiàn)在人們將理解到本發(fā)明能以簡單的結(jié)構(gòu)實現(xiàn)頻調(diào)信號解調(diào)電路，與現(xiàn)有技術(shù)相比，能改善解調(diào)特性。
到此已結(jié)合本發(fā)明優(yōu)選實施例進(jìn)行了描述，但對本專業(yè)技術(shù)人員而言，可以做出各種變化和修改，因此，在附加的權(quán)利要求中，復(fù)蓋了所有這些落入本發(fā)明精神和范圍的改變，而這將是顯而易見的。
權(quán)利要求
1.一種用于解調(diào)頻調(diào)信號的解調(diào)器設(shè)備包括一正交檢測裝置，用于正交檢測，產(chǎn)生彼此之間具有一預(yù)定差值的第一和第二數(shù)字輸出信號；一第一延時裝置，用于延時所說第一數(shù)字輸出信號一預(yù)定時間；一第二延時裝置，用于延時所說第二數(shù)字輸出信號一預(yù)定時間；一第一相乘裝置，用于將所說第一數(shù)字輸出信號乘以所說第二延時裝置的輸出信號；一第二相乘裝置，用于將所說第二數(shù)字輸出信號乘以所說第一延時裝置的輸出信號；一相減裝置，用于從所說第二相乘裝置的輸出信號減去所說第一相乘裝置的輸出信號；一第三相乘裝置，用于將所說相減裝置的輸出信號乘以一預(yù)定值；以及一濾波器裝置，用于對所說第三相乘裝置的輸出信號進(jìn)行濾波。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的解調(diào)器設(shè)備，其中所說預(yù)定差值是正交的；所說預(yù)定時間是某一取樣周期；以及所說預(yù)定值是某一取樣周期的倒數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的解調(diào)器設(shè)備，還包括一過取樣裝置，用于對信號進(jìn)行過取樣；以及一恢復(fù)裝置，用于恢復(fù)被過取樣的信號。
4.一種用于解調(diào)頻調(diào)信號的解調(diào)器設(shè)備包括一正交檢測裝置，用于正交檢測，產(chǎn)生彼此內(nèi)具有一預(yù)定差值的第一和第二數(shù)字輸出信號；一第一計算裝置，用于計算所說第一和第二數(shù)字輸出信號的相位角；一第二計算裝置，根據(jù)當(dāng)一個信號自所說第一計算裝置輸出時的時間，在一預(yù)定時間前計算所說第一和第二數(shù)字輸出信號的相位角；一相減裝置，用于從所說第二計算裝置的輸出信號減去所說第一計算裝置的輸出信號；一第三相乘裝置，用于將所說相減裝置的輸出信號乘以一預(yù)定值；以及一濾波裝置，用于對所說第三相乘裝置的輸出信號進(jìn)行濾波。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的解調(diào)器設(shè)備，其中所說第二計算裝置延時一預(yù)定時間。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的解調(diào)器設(shè)備，其中所說預(yù)定差值是正交的；所說預(yù)定時間是某一取樣周期；以及所說預(yù)定值是某一取樣周期的倒數(shù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求4的解調(diào)器設(shè)備，其中所說第二計算裝置包括一內(nèi)插值計算裝置，用于計算所說第一和第二數(shù)字輸出信號的內(nèi)插值。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的解調(diào)器設(shè)備，其中所說內(nèi)插值表示在小于某一取樣周期前的時間值。
9.根據(jù)權(quán)利要求4的解調(diào)器設(shè)備，還包括一過取樣裝置，用于對信號進(jìn)行過取樣；以及一恢復(fù)裝置，用于恢復(fù)被過取樣的信號。
10.根據(jù)權(quán)利要求7的解調(diào)器設(shè)備，其中所說內(nèi)插值計算裝置包括多個延時裝置，彼此串接，用于延時；多個相乘裝置，連接到所說多個延時裝置的輸出端，用于相乘；以及相加裝置，用于相加所說多個相乘裝置的輸出信號。
11.一種用于解調(diào)頻調(diào)信號的解調(diào)方法，包括一正交檢測步驟，用于正交檢測，產(chǎn)生彼此之間具有一個預(yù)定差值的第一和第二數(shù)字輸出信號；一第一延時步驟，用于延時所說第一數(shù)字輸出信號一預(yù)定時間；一第二延時步驟，用于延時所說第二數(shù)字輸出信號一預(yù)定時間；一第一相乘步驟，用于將所說第一數(shù)字輸出信號乘以由所說第二延時步驟產(chǎn)生的輸出信號；一第二相乘步驟，用于將所說第二數(shù)字輸出信號乘以由所說第一延時步驟產(chǎn)生的輸出信號；一相減步驟，用于從由所說第二相乘步驟產(chǎn)生的輸出信號減去由所說第一相乘步驟產(chǎn)生的輸出信號；一第三相乘步驟，用于將由所說相減步驟產(chǎn)生的輸出信號乘以一預(yù)定值；以及一濾波步驟，用于對由所說第三相乘步驟產(chǎn)生的輸出信號進(jìn)行濾波。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的解調(diào)方法，其中所說預(yù)定差值是正交的；所說預(yù)定時間是某一取樣周期；以及所說預(yù)定值是某一取樣周期的倒數(shù)。
13.根據(jù)權(quán)利要求11的解調(diào)方法還包括一過取樣步驟，用于對一個信號進(jìn)行過取樣；以及一恢復(fù)步驟，用于恢復(fù)被過取樣的信號。
14.一種用于解調(diào)頻調(diào)信號的解調(diào)方法，包括一正交檢測步驟，用于正交檢測，產(chǎn)生彼此之間具有一預(yù)定差值的第一和第二數(shù)字輸出信號；一第一計算步驟，用于計算所說第一和第二數(shù)字輸出信號的相位角；一第二計算步驟，根據(jù)當(dāng)一個信號自所說第一計算步驟輸出時的時間，在一預(yù)定時間前計算所說第一和第二數(shù)字輸出信號的相位角；一相減步驟，用于從由所說第二計算步驟產(chǎn)生的輸出信號減去由所說第一計算步驟產(chǎn)生的輸出信號；一第三相乘步驟，用于將所說相減步驟產(chǎn)生的輸出信號乘以一預(yù)定值；以及一濾波步驟，用于對由所說第三相乘步驟產(chǎn)生的輸出信號進(jìn)行濾波。
15.根據(jù)權(quán)利要求14的解調(diào)方法，其中所說第二計算步驟延時一預(yù)定時間。
16.根據(jù)權(quán)利要求15的解調(diào)方法，其中所說預(yù)定差值是正交的；所說預(yù)定時間是某一取樣周期；以及所說預(yù)定值是某一取樣周期的倒數(shù)。
17.根據(jù)權(quán)利要求l4的解調(diào)方法，其中所說第二計算步驟包括內(nèi)插值計算步驟，用于計算所說第一和第二數(shù)字輸出信號的內(nèi)插值。
18.根據(jù)權(quán)利要求17的解調(diào)方法，其中所說內(nèi)插值表示在小于某一取樣周期前的時間值。
19.根據(jù)權(quán)利要求14的解調(diào)方法，還包括一過取樣步驟，用于對一信號進(jìn)行過取樣；以及一恢復(fù)步驟，用于恢復(fù)被過取樣的信號。
20.根據(jù)權(quán)利要求17的解調(diào)方法，其中所說內(nèi)插值計算步驟包括多個延時步驟，用于按串行操作延時；多個相乘步驟，用于相乘所說多個延時步驟的輸出信號；以及一相加步驟，用于相加由所說多個相乘步驟產(chǎn)生的輸出信號。
21.一種用于通信的通信設(shè)備，包括一發(fā)射裝置，用于發(fā)射信號，以及一接收裝置，用于接收信號，包括一無線電頻率信號處理裝置，用于處理接收的無線電頻率信號；一解調(diào)裝置，用于解調(diào)由所說無線電頻率信號處理裝置處理的信號；包括一正交檢測裝置，用于正交檢測，產(chǎn)生彼此之間具有一預(yù)定差值的第一和第二數(shù)字輸出信號；第一延時裝置，用于延時所說第一數(shù)字輸出信號一預(yù)定時間；一第二延時裝置，用于延時所說第二字輸出信號一預(yù)定時間；一第一相乘裝置，用于相乘所說第一數(shù)字輸出信號和所說第二延時裝置的輸出信號；一第二相乘裝置，用于將所說第二數(shù)字輸出信號乘以所說第一延時裝置的輸出信號；一相減裝置，用于從所說第二相乘裝置的輸出信號減去所說第一相乘裝置的輸出信號；一第三相乘裝置，用于將所說相減裝置的輸出信號乘以一預(yù)定值；以及一濾波裝置，用于對所說第三相乘裝置的輸出信號進(jìn)行濾波；以及一無線電頻率信號處理裝置，用于處理所說解調(diào)裝置的輸出信號。
22.一種用于通信的通信設(shè)備，包括一發(fā)射設(shè)備，用于發(fā)射信號，以及一接收裝置，用于接收信號，包括一無線電頻率信號處理裝置，用于處理接收的無線電頻率信號；一解調(diào)裝置，用于解調(diào)由所說無線電頻率信號處理裝置處理的信號，包括一正交檢測裝置，用于正交檢測，產(chǎn)生彼此之間具有一預(yù)定差值的第一和第二數(shù)字輸出信號；一第一計算裝置，用于計算所說第一和第二數(shù)字輸出信號的相位角；一第二計算裝置，根據(jù)當(dāng)一個信號自所說第一計算裝置輸出時的時間，在一預(yù)定時間前計算所說第一和第二數(shù)字輸出信號的相位角；一相減裝置，用于從所說第二計算裝置的輸出信號減去所說第一計算裝置的輸出信號；一第三相乘裝置，用于將所說相減裝置的輸出信號乘以一預(yù)定值；一濾波裝置，用于對所說第三相乘裝置的輸出信號進(jìn)行濾波；以及一無線電頻率信號處理裝置，用于處理所說解調(diào)裝置的輸出信號。
全文摘要
一種可改善解調(diào)特性的頻率調(diào)制信號解調(diào)電路，其正交檢波器電路輸出的頻調(diào)信號的同相分量(I)和正交分量(Q)分別由一取樣時間延時。正交分量(Q)乘以延時的同相分量(IS)的結(jié)果(Q·IS)減去同相分量(I)乘以延時的正交分量(QS)，所得結(jié)果(dθ)乘以取樣時間的倒數(shù)(1/Ts)，導(dǎo)出瞬時角頻率(dθ/Ts)，由此，頻調(diào)信號能被解調(diào)而無需普通FM解調(diào)電路要求的反饋環(huán)，可避免由相位調(diào)整等影響而使解調(diào)特性變壞。按此方式，能改善電路的解調(diào)特性。
文檔編號H03D3/00GK1148294SQ9610845
公開日1997年4月23日 申請日期1996年4月13日 優(yōu)先權(quán)日1995年4月13日
發(fā)明者巖崎潤 申請人:索尼公司