JPS5916441B2 - demodulator - Google Patents
demodulatorInfo
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- JPS5916441B2 JPS5916441B2 JP50080882A JP8088275A JPS5916441B2 JP S5916441 B2 JPS5916441 B2 JP S5916441B2 JP 50080882 A JP50080882 A JP 50080882A JP 8088275 A JP8088275 A JP 8088275A JP S5916441 B2 JPS5916441 B2 JP S5916441B2
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は復調出力の直流レベルが安定な復調器lこ関す
るものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a demodulator in which the DC level of the demodulated output is stable.
第1図1こ従来ICの移相相乗型復調器の概略図を示す
。FIG. 1 shows a schematic diagram of a phase-shift synergistic demodulator of a conventional IC.
破線内がIC内部である。まずIC回路の動作を説明す
ると、入力1より信号が入力され、差動増幅器2(こよ
って増幅され、その出力は振幅制限されて方形波となる
。The inside of the IC is inside the broken line. First, to explain the operation of the IC circuit, a signal is inputted from input 1, is amplified by differential amplifier 2, and its output is amplitude limited and becomes a square wave.
この方形波はトランジスタ10.11で構成される第1
のスイッチング回路へ入力され、同時lこ移相器3を介
して位相を略90°すらしトランジスタ8,9で構成さ
れる第2のスイッチング回路Iこ入力される。This square wave is connected to the first
The signal is inputted to a switching circuit 1, whose phase is shifted by approximately 90° via a simultaneous phase shifter 3, and then inputted to a second switching circuit I formed of transistors 8 and 9.
第1のスイッチング回路入力と第2のスイッチング回路
入力との掛は合わされた電流がトランジスタ8、および
9の負荷抵抗5、および71こ流れ、電圧変換される。The combined current of the first switching circuit input and the second switching circuit input flows through the load resistors 5 and 71 of the transistors 8 and 9, and is converted into a voltage.
この電圧変換分は第1および第2のスイッチ回路の入力
信号間の位相差1こ比例して、トランジスタ8の出力で
は増加し、9の出力では減少するごとく差動出力的lこ
変化しトランジスタ15゜16のベースへ印加される。This voltage conversion component increases in proportion to the phase difference 1 between the input signals of the first and second switch circuits, increases at the output of the transistor 8, and decreases at the output of the transistor 9. Applied to the base of 15°16.
このベース電圧の差(こよってトランジスタ15.16
のコレクタ電流lこ差を生じる。This base voltage difference (thus transistor 15.16
This causes a difference in collector current l.
トランジスタ15.161こ流れる電流を11、および
12とすれは、ICの外付抵抗20tこは11 12の
電流が流れ、これは第1のスイッチング回路と第2のス
イッチング回路lこ入力されるスイッチング信号間の位
相差lこ比例する。The current flowing through the transistors 15 and 161 is designated as 11 and 12, and the current flowing through the external resistor 20 of the IC is 11 and 12, and this is the switching input to the first switching circuit and the second switching circuit. The phase difference between the signals is proportional to l.
この位相差は移相回路3の入力周波数lこ比例して変化
するので、抵抗20端にはFM復調器lこおけるSカー
ブ特性を示す電圧が得られる。Since this phase difference changes in proportion to the input frequency of the phase shift circuit 3, a voltage indicating the S-curve characteristic of the FM demodulator is obtained at the end of the resistor 20.
しかし、11と12が等しくなる基準動作点では抵抗2
0端の電圧降下が零なので、トランジスタ16および1
7のコレクターこはIC外部より基準電圧(以後Vrと
書く)21を抵抗20を介して直流バイアスを印加して
いる。However, at the reference operating point where 11 and 12 are equal, the resistance 2
Since the voltage drop at the 0 end is zero, transistors 16 and 1
A DC bias is applied to the collector 7 via a resistor 20 and a reference voltage (hereinafter referred to as Vr) 21 from outside the IC.
入力信号がなく、IC内の各トランジスタのVBEや抵
抗等にばらつきが皆無であれば、11 1.、−Qで■
。If there is no input signal and there are no variations in the VBE, resistance, etc. of each transistor in the IC, 11 1. , -Q with■
.
−Vr−〇(Voは端子22に表われる出力電圧)とな
るが、実際lこはばらつきが皆無でありえないためVo
’Vr〆0(これをオフセット電圧と呼ぶ)となる
。-Vr-〇 (Vo is the output voltage appearing at the terminal 22), but in reality, this is impossible because there is no variation, so Vo
'Vr〆0 (this is called an offset voltage).
この(Vo Vr)をAFC用の制御電圧に用いた場
合、(Vo−Vr)のはらつきlこよってAFCの感度
が異なり、極端な時tこはAFCをONgこした時tこ
同調点がはずれる。When this (Vo Vr) is used as the control voltage for AFC, the sensitivity of AFC will vary depending on the fluctuation of (Vo-Vr), and in extreme cases, when the AFC is turned ON, the tuning point will change. It comes off.
以下、素子ばらつきEこよりオフセット電圧が発生され
ることlこつQ)で詳しく説明する。Hereinafter, the fact that an offset voltage is generated due to element variation E will be explained in detail in Q).
スイッチング回路は原理的tこはOFFとONとの2状
態しか取らないのであるが、トランジスタ等の能動素子
を使用したスイッチング回路lこおいては第2図、第3
図1こ示すようlこ切換途中lこ可変抵抗領域を持つ。In principle, a switching circuit can only take two states, OFF and ON, but in this case, switching circuits using active elements such as transistors are shown in Figures 2 and 3.
As shown in FIG. 1, there is a variable resistance region in the middle of switching.
第2図1こおいて、aはトランジスタ8.9からなるス
イッチ回路の入力対出力電圧の特性を表わし、bはトラ
ンジスタ15.16からなるスイッチ回路の入力対コレ
クタ電流の特性を表し、Cはトランジスタ15.16t
こ流れる差電流対出力電圧の特性を表わす。In FIG. 2, a represents the input versus output voltage characteristic of the switch circuit consisting of transistors 8.9, b represents the input versus collector current characteristic of the switch circuit consisting of transistors 15 and 16, and C represents the input versus collector current characteristic of the switch circuit consisting of transistors 8. Transistor 15.16t
This represents the characteristic of the difference current flowing through the output voltage versus the output voltage.
例えばトランジスタ8のVbe電圧がトランジスタ9の
Vbe電圧よりVi高くすれた場合、第2図atこ示す
ようlこ、入力波形27の直流レベルが26から29)
こVbe差Viだけすれ、トランジスタ8,9のコレク
タ出力波形は281.282となる。For example, when the Vbe voltage of transistor 8 is made higher than the Vbe voltage of transistor 9, the DC level of input waveform 27 changes from 26 to 29) as shown in Figure 2.
If only this Vbe difference Vi is removed, the collector output waveforms of transistors 8 and 9 become 281.282.
このため、トランジスタ15.16の出力電流波形は第
2図すに示すようlこ401.402となり、出力端子
22の出力電圧波形は第2図Clこ示すようtこ41と
なり、第2図a1こおいてA、Bで示した直流レベル(
無信号時のレベル)は第2図CのA“、B“となり、オ
フセット電圧はVo□となる。Therefore, the output current waveforms of the transistors 15 and 16 are 401 and 402 as shown in FIG. 2, and the output voltage waveform of the output terminal 22 is 41 as shown in FIG. Here, the DC level indicated by A and B (
(level when there is no signal) are A" and B" in FIG. 2C, and the offset voltage is Vo□.
しかし、入力波形が充分lこ大きく第2図1こ示したよ
うな方形波であれは、出力端子22(こは入力オフセッ
ト電圧■i)C依存する無信号時直流レベルの移動Vo
Oがあっても出力波形41としては入力オフセットを圧
がない場合の波形41と等しいものが得られ、積分電圧
もVrとなる。However, if the input waveform is sufficiently large and is a square wave as shown in FIG.
Even if O is present, the output waveform 41 is the same as the waveform 41 when there is no input offset pressure, and the integrated voltage is also Vr.
しかし、実際には、前置増幅器の周波数帯域が狭いため
スイッチング入力信号として完全な方形波が得られず、
たとえは微弱電界受信時のFM受信機では復調器の入力
波形は第3図aの30Iこ示ずような台形波(サイン波
)fこ近いものとなる。However, in reality, because the frequency band of the preamplifier is narrow, a perfect square wave cannot be obtained as the switching input signal.
For example, in an FM receiver receiving a weak electric field, the input waveform of the demodulator is close to a trapezoidal wave (sine wave) f as shown in 30I in FIG. 3a.
第2図a、b、cと同様lこ第3図a、b、cはそれぞ
れトランジスタ8,9からなるスイッチング回路の特性
図、トランジスタ15.16からなるスイッチング回路
の特性図、トランジスタ15゜16の差電流対出力電圧
特性図である。Figure 3 a, b, and c are characteristic diagrams of a switching circuit consisting of transistors 8 and 9, respectively, and characteristic diagrams of a switching circuit consisting of transistors 15 and 16. FIG. 2 is a differential current vs. output voltage characteristic diagram.
このような台形波人力【こおいて前述のようなV b
e差電圧Viが存在すると、コレクタ出力電圧波形は第
3図alこ示すように311,312となり、次段のコ
レクタ電流波形は第3図b(こ示すようlこ432゜4
33となり、出力端子221こ得られる出力電圧波形は
第3図C1こ示すようlこ44となる。Such trapezoidal wave human power [here, V b as mentioned above
When the differential voltage Vi exists, the collector output voltage waveform becomes 311 and 312 as shown in Fig. 3A, and the collector current waveform of the next stage becomes 432°4 as shown in Fig. 3B.
33, and the output voltage waveform obtained from the output terminal 221 becomes 44 as shown in FIG.
したがってこの積分電圧はV r −Vo 2となり、
出力電圧lこおいてVo2だけオフセットが発生する。Therefore, this integrated voltage becomes V r −Vo 2,
An offset of Vo2 occurs in the output voltage l.
本発明の目的は、上記オフセット電圧が発生しない復調
器を提供するにある。An object of the present invention is to provide a demodulator that does not generate the above offset voltage.
本発明では復調器の入出力間lこ直流負帰還路を設け、
これによりオフセット電圧の発生を抑えるようにしたも
のである。In the present invention, a DC negative feedback path is provided between the input and output of the demodulator,
This suppresses the occurrence of offset voltage.
以下、本発明を第4図、第5図1こより説明する。The present invention will be explained below with reference to FIGS. 4 and 5.
第4図1こ移相相乗型復調回路Eこ負帰還回路を用いた
本発明の実施例を示す。FIG. 4 shows an embodiment of the present invention using a phase-shift synergistic demodulation circuit E and a negative feedback circuit.
第4図1こおいて、第2のスイッチング回路を構成する
トランジスタ8,9のベースバイアスが抵抗37.38
を介して与えられ、また、トランジスタ8のベースlこ
入力端子39からのFM信号が供給される。In FIG. 4, the base bias of transistors 8 and 9 constituting the second switching circuit is resistor 37.38.
The FM signal from the input terminal 39 is also supplied to the base of the transistor 8.
同時lこ入力信号はトランジスタ8のベースより移相器
3を介して、位相を略90°ずらしてトランジスタ10
および11で構成されている第1のスイッチング回路へ
入力される。The simultaneous input signals are passed through the phase shifter 3 from the base of the transistor 8, shifted in phase by approximately 90 degrees, and sent to the transistor 10.
and 11 is input to the first switching circuit.
この第1のスイッチング回路と第2のスイッチング回路
(こ入力される信号の位相差tこ比例して、第2のスイ
ッチング回路のトランジスタ8および9のコレクタに接
続されている抵抗5および7に電流が流れる。In proportion to the phase difference t between the input signals between the first switching circuit and the second switching circuit, current flows through the resistors 5 and 7 connected to the collectors of the transistors 8 and 9 of the second switching circuit. flows.
この電流は抵抗51こは増加した電流、一方抵抗7にけ
減少した電流が流れるようlこ差動出力的動作を行う。This current performs a differential output operation such that an increased current flows through the resistor 51 and a decreased current flows through the resistor 7.
抵抗5および7Iこよって位相差に比例して電圧変換さ
れた出力電圧は、トランジスタ15および16のベース
へ印加される。The output voltage converted by the resistors 5 and 7I in proportion to the phase difference is applied to the bases of the transistors 15 and 16.
トランジスタ15および16のコレクタlこはベース電
圧の変化lこ対応して電流が流れる。A current flows through the collectors of transistors 15 and 16 in response to the change in base voltage.
トランジスタ15および16Iこ流れる電流を11およ
び12とすると、抵抗20fこは、11 12の電流が
流れる。If the currents flowing through the transistors 15 and 16I are 11 and 12, currents of 11 and 12 flow through the resistor 20f.
これは第1のスイッチング回路と第2のスイッチング回
路に入力されるスイッチング信号間の位相差に比例し、
この位相差は移相回路3の入力周波数Iこ比例して変化
するので、出力端子221こはFM復調器のSカーブ特
性に従った復調出力電圧が得られ、また端子23にはこ
の復調出力電圧をコンデンサ331こより平滑した直流
電圧すなわち復調出力電圧中の交流会を除いた直流分が
得られる。This is proportional to the phase difference between the switching signals input to the first switching circuit and the second switching circuit,
Since this phase difference changes in proportion to the input frequency I of the phase shift circuit 3, the output terminal 221 obtains a demodulated output voltage according to the S-curve characteristics of the FM demodulator, and the terminal 23 obtains this demodulated output voltage. A DC voltage obtained by smoothing the voltage through the capacitor 331, that is, a DC component excluding the alternating current component in the demodulated output voltage is obtained.
11と12が等しくなる基準動作点では抵抗20端の電
圧降下は零なので、トランジスタ16および17のコレ
クタ電圧は電源21の電圧Vrとひとしくなるのである
。At the reference operating point where 11 and 12 are equal, the voltage drop across the resistor 20 is zero, so the collector voltages of the transistors 16 and 17 are equal to the voltage Vr of the power supply 21.
入力信号がなくIC内での各素子間のばらつきが皆無で
あれば、11−12−〇でV。If there is no input signal and there is no variation between each element within the IC, V at 11-12-0.
Vr=0(VOは端子22)こ表われる出力電圧)とな
る。Vr=0 (VO is the output voltage appearing at the terminal 22).
しかし実際lこはばらつきが皆無でありえないためVo
Vr〆0となる。However, in reality, this is impossible because there is no variation, so Vo
Vr〆0.
いま、第2のスイッチング回路を構成するトランジスタ
8および9のベース電圧の差を△VB%第2のスイッチ
ング回路の△VBEC対する利得をG1とする。Now, assume that the difference between the base voltages of transistors 8 and 9 constituting the second switching circuit is ΔVB%, and the gain of the second switching circuit with respect to ΔVBEC is G1.
トランジスタ15および16のベース電圧の差としてG
1・△vBとなり、トランジスタ16の利得をG2 と
すれば。G as the difference between the base voltages of transistors 15 and 16
1.ΔvB, and if the gain of transistor 16 is G2.
G1・G2・△vBの電圧がオフセット電圧として抵抗
20端lこ表われる。The voltages G1, G2, and ΔvB appear across the resistor 20 as offset voltages.
しかし抵抗20は出力端子22よりトランジスタ9のベ
ース端子23への帰還抵抗ともなっているため、出力端
子22よりトランジスタ9のベースへ負帰還がかかる。However, since the resistor 20 also serves as a feedback resistance from the output terminal 22 to the base terminal 23 of the transistor 9, negative feedback is applied from the output terminal 22 to the base of the transistor 9.
帰還量をβとすれば△vBの差lこよるオフセット電圧
は
で表わされ、01G2)■、β−1のときはオフセット
電圧は△■3だけとなり非常に小さくなる。If the amount of feedback is β, then the offset voltage due to the difference l between ΔvB is expressed as: 01G2)■, β-1, the offset voltage is only Δ■3, which is very small.
また、入出力端子39(こ第3図1こ示すような不完全
な方形波が入力される場合lこ、第2のスイッチング回
路のトランジスタ8および9のベース電圧に差があれば
出力端子22)こはオフセット電圧が生じ、そのオフセ
ット電圧をトランジスタ9のベースへ抵抗20を介して
負帰還してオフセット電圧V。In addition, if an incomplete square wave as shown in FIG. 3 is input to the input/output terminal 39 (see FIG. ) This generates an offset voltage, which is negatively fed back to the base of the transistor 9 via the resistor 20 to produce an offset voltage V.
−Vr=Oとなるよう1こ動作する。すなわち、抵抗2
0、コンデンサ33からなる直流負帰還手段tこより、
第1、第2の差動増幅器のスイッチングが不完全となっ
て直流増幅器として動作したとき発生するオフセット電
圧が抑圧される。Perform one operation so that -Vr=O. That is, resistance 2
0, from the DC negative feedback means t consisting of a capacitor 33,
The offset voltage that occurs when the first and second differential amplifiers operate as DC amplifiers due to incomplete switching is suppressed.
第4図1こ示した実施例1こおいて本発明の帰還を用い
た時と使用しない時の入力対(Vo Vr)の特性を
第5図に示す。FIG. 5 shows the characteristics of the input pair (Vo Vr) when the feedback of the present invention is used and when it is not used in the first embodiment shown in FIG. 1.
測定は本発明の復調器の前段lこ中間周波数増幅器(電
圧利得路73 aB)を前置して実験した。The measurements were carried out by placing an intermediate frequency amplifier (voltage gain path 73aB) in front of the demodulator of the present invention.
横軸は入力レベル(OdB=1μ■)、縦軸は(Vo
Vr)を表わす。The horizontal axis is the input level (OdB=1μ■), and the vertical axis is (Vo
Vr).
帰還をかけない時、(■o−vr)は入力レベルlこよ
って大きく変化し、その値も1.4V〜0.5■まで変
化している。When no feedback is applied, (■o-vr) changes greatly depending on the input level l, and its value also changes from 1.4V to 0.5■.
しかし帰還をかけると入力レベルtこ対しほぼ一定で、
その値も50mV〜130mVと非常lこ小さくなり、
帰還の効果が大きいことを表わしている。However, when feedback is applied, the input level t remains almost constant,
The value is also very small, ranging from 50mV to 130mV.
This shows that the effect of repatriation is large.
また、本発明は出力段の直流バイアス電圧をIC内部で
発生させ、外付き部品を省いて高集積化を図り、コスト
低減を可能とした。Furthermore, the present invention generates the DC bias voltage for the output stage inside the IC, eliminates external components, achieves high integration, and reduces costs.
第1図はスイッチング手段を用いた従来のFM信号復調
器のICの概略図を示す。
第2図および第3図は能動素子を使用したスイッチング
回路の入力波形lこよる動作原理図を示す。
第4図は本発明の実施例を示す。
第5図1こ第4図の実施例の回路での効果を示す測定デ
ータを示す。
8.9・・・・・・第2のスイッチング回路、10.1
1・・・・・・第1のスイッチング回路、15,16.
17・・・・・・差動増幅器用トランジスタ、20・・
・・・・負帰還用抵抗、21・・・・・・基準動作点設
定用の直流電源、22・・・・・・復調信号出力端子、
33・・・・・・コンデンサ、39・・・・・・FM信
号入力端子。FIG. 1 shows a schematic diagram of a conventional FM signal demodulator IC using switching means. FIGS. 2 and 3 show diagrams of the operating principles of a switching circuit using active elements, depending on the input waveform l. FIG. 4 shows an embodiment of the invention. FIG. 5 shows measurement data showing the effects of the circuit of the embodiment shown in FIGS. 1 and 4. 8.9...Second switching circuit, 10.1
1...First switching circuit, 15, 16.
17... Differential amplifier transistor, 20...
...Resistor for negative feedback, 21 ... DC power supply for setting reference operating point, 22 ... Demodulation signal output terminal,
33... Capacitor, 39... FM signal input terminal.
Claims (1)
るようtこ接続された第2の差動増幅器と、一方の差動
増幅器tこ入力されるFM信号と他方の差動増幅器Iこ
入力されるFM信号とに中心周波数で90°の移相を生
じさせる移相手段と、第2の差動増幅器の出力からFM
復調された出力信号を取出す負荷手段とを有する復調器
(こおいて、上記出力信号の直流成分を第2の差動増幅
器の入力側lこ負帰還して上記出力信号の直流成分の変
動を抑圧する直流負帰還手段を設けたことを特徴とする
復調器。1 A first differential amplifier, a second differential amplifier connected to serve as a load for the first differential amplifier, and an FM signal input to one differential amplifier and an FM signal input to the other differential amplifier. A phase shift means for producing a phase shift of 90° at the center frequency between the input FM signal and the input FM signal from the output of the second differential amplifier.
A demodulator having a load means for taking out the demodulated output signal (in which the DC component of the output signal is negatively fed back to the input side of the second differential amplifier to eliminate fluctuations in the DC component of the output signal). A demodulator characterized in that it is provided with negative feedback means for suppressing direct current.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP50080882A JPS5916441B2 (en) | 1975-07-02 | 1975-07-02 | demodulator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP50080882A JPS5916441B2 (en) | 1975-07-02 | 1975-07-02 | demodulator |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS525251A JPS525251A (en) | 1977-01-14 |
| JPS5916441B2 true JPS5916441B2 (en) | 1984-04-16 |
Family
ID=13730703
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP50080882A Expired JPS5916441B2 (en) | 1975-07-02 | 1975-07-02 | demodulator |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5916441B2 (en) |
-
1975
- 1975-07-02 JP JP50080882A patent/JPS5916441B2/en not_active Expired
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| JOURNAL OF THE AUDIO ENGINEERING SOCIETY#V16#N3#M721968 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS525251A (en) | 1977-01-14 |
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