ＡＭ検波回路及びＡＭ検波方法
【課題】検波信号の精度を損なうことなく処理量を削減して復調する。
【解決手段】ＡＭ検波回路（１２０）は、第１ゼロクロス検出部（１２２）と、第２ゼロクロス検出部（１２３）と、保持部（１２７）とを具備する。振幅変調（ＡＭ）された受信信号に基づいて、ＬｏｗＩＦ方式の複素ＩＦ信号が生成される。第１ゼロクロス検出部（１２２）は、その複素ＩＦ信号の実部を示すＩＦ＿Ｉ信号のゼロクロス点を検出する。第２ゼロクロス検出部（１２３）は、複素ＩＦ信号の虚部を示すＩＦ＿Ｑ信号のゼロクロス点を検出する。保持部（１２７）は、第１ゼロクロス検出部がＩＦ＿Ｉ信号のゼロクロス点を検出したときのＩＦ＿Ｑ信号の振幅の絶対値と、第２ゼロクロス検出部がＩＦ＿Ｑ信号のゼロクロス点を検出したときのＩＦ＿Ｉ信号の振幅の絶対値とを保持する。
【解決手段】ＡＭ検波回路（１２０）は、第１ゼロクロス検出部（１２２）と、第２ゼロクロス検出部（１２３）と、保持部（１２７）とを具備する。振幅変調（ＡＭ）された受信信号に基づいて、ＬｏｗＩＦ方式の複素ＩＦ信号が生成される。第１ゼロクロス検出部（１２２）は、その複素ＩＦ信号の実部を示すＩＦ＿Ｉ信号のゼロクロス点を検出する。第２ゼロクロス検出部（１２３）は、複素ＩＦ信号の虚部を示すＩＦ＿Ｑ信号のゼロクロス点を検出する。保持部（１２７）は、第１ゼロクロス検出部がＩＦ＿Ｉ信号のゼロクロス点を検出したときのＩＦ＿Ｑ信号の振幅の絶対値と、第２ゼロクロス検出部がＩＦ＿Ｑ信号のゼロクロス点を検出したときのＩＦ＿Ｉ信号の振幅の絶対値とを保持する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、振幅変調（ＡＭ）信号の検波回路、検波方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＡＭ（Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）／ＦＭ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）チューナシステムでは、コイル・ダイオード等の部品を半導体チップに実装する、いわゆるシリコンチューナが一般化しつつあり、低価格化が進んでいる。更なる廉価化要求に対応するため、最低限必要な機能に絞り込み回路規模や演算量等の削減によるコスト低減が望まれている。
【０００３】
ＲＦ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）回路をＣＭＯＳプロセスなどにより実装するシリコンチューナでは、ＩＦ（Ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）信号として、複素数に分解して表わされる複素信号が用いられる。中間周波数は、従来のＩＦ信号より低い周波数を使用するＺｅｒｏＩＦあるいはＬｏｗＩＦといわれる周波数が用いられる。ＺｅｒｏＩＦでは、変換されるＩＦ信号は、スーパーヘテロダイン方式において一般に知られるＩＦ信号の周波数（例えば４５５ｋＨｚ）を０Ｈｚとした場合のＩＦ信号である。また、ＬｏｗＩＦでは、ＩＦ信号は、スーパーヘテロダイン方式において一般に知られるＩＦ信号の周波数より低い周波数のＩＦ信号である。ＺｅｒｏＩＦ、ＬｏｗＩＦいずれの場合も、複素信号は、複素数の実部として表される信号（以降、Ｉ信号と称す）と、複素数の虚部として表される信号（以降、Ｑ信号と称す）との間に９０度の位相差を持つ。一般的に、ＡＭ復調（検波）処理では、Ｉ信号、Ｑ信号の極座標で表されるベクトルの大きさを求めることにより、ＡＭ検波信号が得られる。
【０００４】
特開平０９−２８４０５４号公報には、ＰＳＮ（Ｐｈａｓｅ Ｓｈｉｆｔ Ｎｅｔｗｏｒｋｓ）絶対値検波方式を改良したデジタルＡＭ復調器が開示されている。絶対値加算された信号がサンプリング条件を満足せずとも、小さい歪みでクオリティの高い復調信号を得ることができる。包絡線検波方式では、復調に必要とされる平方根処理により実装上の回路規模が大きくなる。この技術は、その平方根処理を用いることなく、復調信号を得る方法である。
【０００５】
図１は、その復調方法によるラジオ受信機の構成を示すブロック図である。ラジオ受信機は、ＡＤ変換器９０２と、移相回路９０３と、移相絶対値信号生成部９２０−１〜９２０−ｎと、加算回路９０４と、乗算回路９０５と、ハイパスフィルタ９０６と、Ｄ／Ａコンバータ９０７とを具備する。移相絶対値信号生成部９２０−１〜９２０−ｎは、それぞれ、乗算回路９１２、９１３と、加算回路９１４と、絶対値変換回路９１５とを備える。また、乗算回路９１２、９１３に係数を供給する位相係数発生器９１０、９１１、乗算回路９０５に係数を供給する補正係数発生器９１６を備える。移相回路９０３と、乗算回路９１２、９１３と、加算回路９１４とは、ＰＳＮマトリクス９０９を形成する。入力信号ｉｎは、ＡＤ変換器９０２によりデジタル信号に変換され、移相回路９０３に供給される。移相回路９０３は、ＩＦ信号を複素信号のＩ信号とＱ信号とに分離する。乗算回路９１２、９１３は、Ｉ信号とＱ信号とに所望の位相差を持たせるために、Ｉ信号、Ｑ信号各系統に独立に乗算する。加算回路９１４は、双方の乗算結果を加算する。絶対値変換回路９１５は、加算結果から絶対値を求める。加算回路９０４は、各系統の絶対値変換結果を加算する。乗算回路９０５は、加算結果の補正を行う。ハイパスフィルタ９０６は、補正後の信号からＤＣ成分を除去する。Ｄ／Ａコンバータ９０７は、ＤＣ成分除去によって得られたＡＭ検波信号をアナログ信号ｏｕｔに変換する。
【０００６】
このように、平方根処理を不要としている一方で、ｎ組の移相絶対値信号生成部９２０は、それぞれ乗算回路９１２、９１３、加算回路９１４、絶対値変換回路９１５を備える。すなわち、Ｉ、Ｑ各系統に独立した乗算を行う乗算回路と、各乗算結果を加算する加算回路と、絶対値を求める絶対値変換回路とを一組の要素とし、この要素ｎ個によってＡＭ検波信号を得る。ｎが２の場合、乗算回路４個、加算回路２個、絶対値変換回路２個、補正用乗算回路１個が必要となる。また、従来技術で得られる検波信号の精度は、ｎ（移相絶対値信号生成部９２０の個数）すなわち回路規模とトレードオフの関係となっている。したがって、検波信号の精度を上げるためには、包絡線検波方式による実装と同等かそれ以上の回路規模が必要になり、回路規模の削減ができない。
【０００７】
また、特開２０１０−１７８２２０号公報には、アンテナで受信したラジオ電波を中間周波数に変換して出力する同調回路と、同調回路からの中間周波数の信号を復調処理して復調信号を出力する復調回路とを備えるラジオ受信機が開示されている。このラジオ受信機は、復調回路に、中間周波数から同相成分の信号と直交成分の信号を生成するＰＬＬ回路を有する。ＰＬＬ回路には、妨害局による混信時の中間周波数の、基準中間周波数からの周波数ずれを検出できる周波数カウンタが設けられる。周波数カウンタによって検出した周波数ずれを示す信号は、ＰＬＬ回路に設けられる発振器に入力される。発振器の発振周波数は、周波数ずれを示す信号に基づいて補正される。この技術は、隣接局混信状態でのラジオ電波の受信時に混信した状態と非混信成分の信号を抽出して、隣接局による妨害を除去または回避して復調信号の音質の低下を防止するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平０９−２８４０５４号公報
【特許文献２】特開２０１０−１７８２２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、検波信号の精度を損なうことなく処理量を削減して復調するＡＭ検波回路、ＡＭ検波方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
以下に、［発明を実施するための形態］で使用される番号・符号を用いて、課題を解決するための手段を説明する。これらの番号・符号は、［特許請求の範囲］の記載と［発明を実施するための形態］との対応関係を明らかにするために付加されたものである。ただし、それらの番号・符号を、［特許請求の範囲］に記載されている発明の技術的範囲の解釈に用いてはならない。
【００１１】
本発明の観点では、ＡＭ検波回路（１２０）は、第１ゼロクロス検出部（１２２）と、第２ゼロクロス検出部（１２３）と、保持部（１２７）とを具備する。振幅変調（ＡＭ）された受信信号に基づいて、ＬｏｗＩＦ方式の複素ＩＦ信号が生成される。第１ゼロクロス検出部（１２２）は、その複素ＩＦ信号の実部を示すＩＦ＿Ｉ信号のゼロクロス点を検出する。第２ゼロクロス検出部（１２３）は、複素ＩＦ信号の虚部を示すＩＦ＿Ｑ信号のゼロクロス点を検出する。保持部（１２７）は、第１ゼロクロス検出部がＩＦ＿Ｉ信号のゼロクロス点を検出したときのＩＦ＿Ｑ信号の振幅の絶対値と、第２ゼロクロス検出部がＩＦ＿Ｑ信号のゼロクロス点を検出したときのＩＦ＿Ｉ信号の振幅の絶対値とを保持する。このように、乗算・加算・平方根演算と等価なＡＭ検波信号を得ることにより、検波信号の精度を損なうことなく、演算回路または処理を削減できる。
【００１２】
本発明の他の観点では、ＡＭ検波方法は、振幅変調（ＡＭ）された受信信号を入力して、ＬｏｗＩＦ方式の複素中間周波数信号を生成するステップと、複素中間周波数信号の実部を示すＩＦ＿Ｉ信号と、虚部を示すＩＦ＿Ｑ信号とにゼロクロス点を検出するステップと、ＩＦ＿Ｉ信号にゼロクロス点が検出されるときにＩＦ＿Ｑ信号の振幅の絶対値を保持するステップと、ＩＦ＿Ｑ信号にゼロクロス点が検出されるときにＩＦ＿Ｉ信号の振幅の絶対値を保持するステップとを具備する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、検波信号の精度を損なうことなく処理量を削減して復調するＡＭ検波回路、ＡＭ検波方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、特開平０９−２８４０５４号公報に開示されるデジタルＡＭ復調器の構成を示す図である。
【図２】図２は、本発明の実施の形態に係るＡＭ信号受信機の構成を示すブロック図である。
【図３】図３は、本発明の実施の形態に係る検波回路の構成を示すブロック図である。
【図４】図４は、ＡＭ変調なしの場合の複素ＩＦ信号の波形を示す図である。
【図５】図５は、ＡＭ変調なしの場合の複素ＩＦ信号を極座標表示した図である。
【図６】図６は、ＡＭ変調ありの場合の複素ＩＦ信号の波形を示す図である。
【図７】図７は、ＡＭ変調ありの場合の複素ＩＦ信号を極座標表示した図である。
【図８】図８は、本発明の実施の形態に係る検波回路の動作を示すタイミング図である。
【図９】図９は、発明の実施の形態に係るＡＭ検波処理の状態遷移図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【００１６】
図２は、本発明の実施の形態に係るＬｏｗＩＦ方式のＡＭ信号受信機１００の構成を示すブロック図である。ＡＭ信号受信機１００は、高周波増幅器１０２と、周波数変換部１１０と、検波回路１２０と、低周波増幅器１３０とを具備する。高周波増幅器１０２は、低雑音増幅器であり、入力された信号を選択および増幅する。周波数変換部１１０は、局部発振器１１２と、混合器１１４、１１６とを備え、高周波増幅器１０２で増幅した受信信号を一定の低い周波数に変換する回路である。この低い周波数が中間周波数と呼ばれる。低周波増幅器１３０は、検波処理された信号を、スピーカ等を駆動できるように増幅する。
【００１７】
検波回路１２０は、図３に示されるように、ゼロクロス検出（Ｉ）部１２２と、ゼロクロス検出（Ｑ）部１２３と、選択信号生成部１２４と、選択部（ＭＵＸ）１２５と、絶対値変換部（ＡＢＳ）１２６と、保持部（ＨＯＬＤ）１２７と、論理和部１２８と、ハイパスフィルタ（ＨＰＦ）１２９とを具備する。ゼロクロス検出（Ｉ）部１２２は、信号ＩＦ＿Ｉの０点通過点（ゼロクロス）を検出し、検出タイミングを示す信号ＺＸ＿Ｉを生成する。ゼロクロス検出（Ｑ）部１２３は、信号ＩＦ＿Ｑの０点通過点を検出し、検出タイミングを示す信号ＺＸ＿Ｑを生成する。選択信号生成部１２４は、選択部１２５で用いる選択論理を指示する選択信号ＳＥＬを生成する。選択部１２５は、信号ＩＦ＿Ｉおよび信号ＩＦ＿Ｑのうち、後段に伝播する信号を選択して出力する。絶対値変換部１２６は、入力信号ＩＦＭを絶対値変換して絶対値ＩＦ信号ＩＦＡを生成する。保持部１２７は、絶対値変換部１２６から出力される絶対値ＩＦ信号ＩＦＡの値を保持する。論理和部１２８は、保持部１２７で用いる保持タイミング信号ＥＮを生成する。ハイパスフィルタ９は、入力信号のＤＣ（直流）成分を除去してＡＭ検波信号ＤＴＣを出力する。
【００１８】
ゼロクロス検出（Ｉ）部１２２は、信号ＩＦ＿Ｉを入力し、選択信号生成部１２４と論理和部１２８とに検出信号ＺＸ＿Ｉを出力する。ゼロクロス検出（Ｑ）部１２３は、信号ＩＦ＿Ｑを入力し、選択信号生成部１２４と論理和部１２８とに検出信号ＺＸ＿Ｑを出力する。選択信号生成部１２４は、ゼロクロス検出（Ｉ）部１２２から信号ＺＸ＿Ｉ、ゼロクロス検出（Ｑ）部１２３から信号ＺＸ＿Ｑを入力し、選択部１２５に選択信号ＳＥＬを出力する。選択部１２５は、信号ＩＦ＿Ｉ、信号ＩＦ＿Ｑおよび選択信号ＳＥＬを入力し、絶対値変換部１２６に信号ＩＦＭを出力する。絶対値変換部１２６は、選択部１２５から信号ＩＦＭを入力し、保持部１２７に絶対値変換後の信号ＩＦＡを出力する。論理和部１２８は、ゼロクロス検出（Ｉ）部１２２から信号ＺＸ＿Ｉ、ゼロクロス検出（Ｑ）部１２３から信号ＺＸ＿Ｑを入力し、値を保持するタイミングを示す保持タイミング信号ＥＮを保持部１２７に出力する。保持部１２７は、絶対値変換部１２６から信号ＩＦＡを、論理和部１２８から保持タイミング信号ＥＮを入力し、ハイパスフィルタ１２９へ信号ＶＣＴを出力する。ハイパスフィルタ（ＨＰＦ）１２９は、保持部１２７から保持信号ＶＣＴを入力し、保持信号が有するＤＣ（直流）成分を除去してＡＭ検波信号ＤＴＣを出力する。
【００１９】
図４、図５は、ＡＭ変調なし（変調度０％）の場合の複素ＩＦ信号（信号ＩＦ＿Ｉ、信号ＩＦ＿Ｑ）の波形を示す図である。
【００２０】
図４には、振幅を縦軸とし、時間を横軸とし、信号ＩＦ＿Ｉ、信号ＩＦ＿Ｑとして示される複素ＩＦ信号がプロットされる。信号ＩＦ＿Ｉと信号ＩＦ＿Ｑとは同じ周波数の信号であり、その間に９０度の位相差を有する。
【００２１】
図５には、図４と同じ信号が極座標にプロットされる。図５では、信号ＩＦ＿Ｉの振幅を横軸とし、信号ＩＦ＿Ｑの振幅を縦軸として示される。
【００２２】
図４に示される時刻Ａ１の状態は、図５の極座標では位置Ａ２に示される。同じように、図４に示される時刻Ｂ１、Ｃ１、Ｄ１の状態は、図５極座標では位置Ｂ２、Ｃ２、Ｄ２に示される。ＩＦ信号の１周期は、極座標では１回転に相当する。
【００２３】
また、信号ＩＦ＿Ｉと信号ＩＦ＿Ｑとは、同じ周波数の信号であって、常に９０度の位相差を持つため、図５において極座標上の位置は一定の角速度で移動するように示される。すなわち、極座標位置Ａ２から極座標位置Ｂ２、極座標位置Ｂ２から極座標位置Ｃ２、極座標位置Ｃ２から極座標位置Ｄ２、極座標位置Ｄ２から極座標位置Ａ２のそれぞれに遷移する時間は、常に一定となる。
【００２４】
次に、図６、図７は、本発明のＡＭ変調あり（変調度＞０％）の場合の複素ＩＦ信号（信号ＩＦ＿Ｉ、信号ＩＦ＿Ｑ）の波形を示す図である。
【００２５】
図６には、振幅を縦軸とし、時間を横軸とし、信号ＩＦ＿Ｉ、信号ＩＦ＿Ｑとして示される複素ＩＦ信号がプロットされる。図４に示される信号と同じように、信号ＩＦ＿Ｉと信号ＩＦ＿Ｑとは同じ周波数の信号であり、その間に９０度の位相差を有する。
【００２６】
図７には、図６と同じ信号が極座標にプロットされる。図７では、信号ＩＦ＿Ｉの振幅を横軸とし、信号ＩＦ＿Ｑの振幅を縦軸として示される。図６、図７に点線で示される波形は、ＡＭ変調なし（変調度０％）の場合の複素ＩＦ信号であり（図４、図５参照）、ＡＭ変調あり（変調度＞０％）のＩＦ信号は実線で示される。
【００２７】
図６に示されるように、ＡＭ変調された信号は、周波数が一定であり、変調による変化が振幅方向にしか現れない。したがって、図７に示されるように、信号ＩＦ＿Ｉ、信号ＩＦ＿Ｑによって示される極座標の位置の遷移は、一定の角速度となる。図７では、ＡＭ検波信号は、ベクトルの大きさＶに相当する。
【００２８】
図８は、本実施の形態に係る検波回路１２０の動作を示すタイミング図である。ここに示される信号ＩＦ＿Ｉ、信号ＩＦ＿Ｑは、図６、図７で説明されたＡＭ変調ありの場合の複素ＩＦ信号と同様である。
【００２９】
図８に示されるタイミングＡは、図６に示される時刻Ａ１、図７に示される極座標位置Ａ２に相当する。信号ＩＦ＿Ｉが０点を通過し（図８（ａ））、ゼロクロス検出部１２２はゼロクロス検出信号ＺＸ＿Ｉを１クロック分Ｈｉｇｈにする（図８（ｃ））。このとき、選択信号ＳＥＬはＬｏｗレベルであり（図８（ｅ））、選択部１２５は信号ＩＦ＿Ｑのレベルを示す信号ＩＦＭを絶対値変換部１２６に出力し、絶対値変換部１２６はその絶対値変換後の信号ＩＦＡを保持部１２７に出力している。保持部１２７は、保持タイミング信号ＥＮに応答して（図８（ｆ））絶対値変換後の振幅の値を保持する（図８（ｇ））。保持される値は、信号ＩＦ＿Ｑの振幅の絶対値であり（図８（ｂ））、極座標上のベクトルの大きさに等しい。保持部１２７から出力される信号ＶＣＴは、ハイパスフィルタ１２９によりＤＣ成分が除去され、ＡＭ変調成分が抽出される（図８（ｈ））。保持部１２７が振幅の値を保持した後、選択信号生成部１２４は、信号ＩＦ＿Ｉを選択するように選択信号ＳＥＬをＨｉｇｈレベルに切り替える（図８（ｅ））。
【００３０】
図８に示されるタイミングＢは、図６に示される時刻Ｂ１、図７に示される極座標位置Ｂ２に相当する。信号ＩＦ＿Ｑが０点を通過し（図８（ｂ））、ゼロクロス検出部１２３はゼロクロス検出信号ＺＸ＿Ｑを１クロック分Ｈｉｇｈにする（図８（ｄ））。このとき、選択信号ＳＥＬはＨｉｇｈレベルであり（図８（ｅ））、選択部１２５は信号ＩＦ＿Ｉのレベルを示す信号ＩＦＭを絶対値変換部１２６に出力し、絶対値変換部１２６はその絶対値変換後の信号ＩＦＡを保持部１２７に出力している。保持部１２７は、保持タイミング信号ＥＮに応答して（図８（ｆ））絶対値変換後の振幅の値（ＶＥＣＴ（ａ）、ＶＥＣＴ（ｂ）…）を保持する（図８（ｇ））。保持される値は、信号ＩＦ＿Ｉの振幅の絶対値であり（図８（ａ））、極座標上のベクトルの大きさに等しい。保持部１２７から出力される信号ＶＣＴは、ハイパスフィルタ１２９によりＤＣ成分が除去され、ＡＭ変調成分が抽出される（図８（ｈ））。保持部１２７が振幅の値を保持した後、選択信号生成部１２４は、信号ＩＦ＿Ｑを選択するように選択信号ＳＥＬをＬｏｗレベルに切り替える（図８（ｅ））。タイミングＣ、タイミングＤも同様に、保持部１２７は各タイミングにおけるベクトル大きさを保持し、ハイパスフィルタ１２９からＡＭ変調成分を示す信号ＤＴＣが出力される（図８（ｈ））。
【００３１】
以降タイミングＡ〜Ｄの動作が繰り返される。信号ＩＦ＿Ｉ、Ｉ信号Ｆ＿Ｑは、一定周波数の信号であるので、ゼロクロス点が等間隔に出現し、常に一定のサンプリング時間で連続的に信号ＩＦ＿Ｉ、信号ＩＦ＿Ｑにより示されるベクトルの大きさが正確に得られる。ハイパスフィルタ１２９は、得られたベクトルの大きさを示す信号ＶＣＴからＤＣ成分を除去してＡＭ検波信号ＤＴＣを出力する。
【００３２】
図９は、本発明のＡＭ検波処理の状態遷移図である。
【００３３】
（ａ） ＡＭ検波処理は、信号ＩＦ＿Ｉにゼロクロス点を検出すると、イベント待ち状態Ｓ１から、ＩＦ＿Ｑ信号保持状態Ｓ２に遷移（Ｔ１）する。
（ｂ） ＩＦ＿Ｑ信号保持状態Ｓ２では、ＡＭ検波処理は、信号ＩＦ＿Ｑの絶対値を変数ＡＭＤＥＴに保持する。その後イベント待ち状態Ｓ１に遷移（Ｔ２）する。
（ｃ） ＡＭ検波処理は、信号ＩＦ＿Ｑにゼロクロス点を検出すると、イベント待ち状態Ｓ１から、ＩＦ＿Ｉ信号保持状態Ｓ３に遷移（Ｔ３）する。
（ｄ） ＩＦ＿Ｉ信号保持状態Ｓ３では、ＡＭ検波処理は、信号ＩＦ＿Ｉの絶対値を変数ＡＭＤＥＴに保持する。その後イベント待ち状態Ｓ１に遷移（Ｔ４）する。
（ｅ） ＩＦ＿Ｑ信号保持状態Ｓ２とＩＦ＿Ｉ信号保持状態Ｓ１以外は、イベント待ち状態Ｓ１であり、ＩＦ＿Ｉゼロクロス検出かＩＦ＿Ｑゼロクロス検出のイベントを待つ（Ｔ４）。
【００３４】
図６、図７は、本発明のＡＭ変調ありの場合の複素ＩＦ信号動作を示す図であり、図６、図７を用いてメカニズムを説明する。
【００３５】
図７において、極座標位置Ａ２、極座標位置Ｂ２、極座標位置Ｃ２、極座標位置Ｄ２のそれぞれの位置で得られるベクトルの大きさは、式（１）により求められ、ベクトルの大きさと等しい。
（ベクトルの大きさ）＝√（Ｉ２×Ｑ２） ・・・（１）
【００３６】
例えば、図７極座標位置Ａ２は、ＩＦ＿Ｉ信号のゼロクロス位置、つまり、Ｉ＝０であるから、ベクトルの大きさいは式（２）で表される。
√（０２＋Ｑ２）＝√Ｑ２＝Ｑ ・・・（２）
【００３７】
説明した通り、本発明のＡＭ検波装置によれば、複素ＩＦ信号のＩ、Ｑ信号各系統のゼロクロス検出回路１２２、１２３、選択信号生成回路１２４、選択回路１２５、絶対値変換部１２６、保持部１２７、論理和部１２８を有することにより、平方根処理と同じ程度の精度でＡＭ検波信号を得ることが可能である。すなわち、乗算、加算のような複雑な演算処理あるいは時間を要する演算処理が不要であり、回路の簡素化ができる。なお、ＩＦ信号は、量子化されたデジタル信号とすることが好ましい。ＡＤ変換器は、周波数変換部１１０の前後どちらに設けられてもよい。周波数変換部１１０の前段にＡＤ変換器を設ける場合、周波数変換部１１０もデジタル信号処理を行うことになる。
【００３８】
本発明では、ＬｏｗＩＦの周波数が低いため、時間分解能を検討しておく。ＡＭ検波として抽出すべき周波数帯域は、放送局間隔の単位１０ｋＨｚ（北米の場合、日本、欧州は９ｋＨｚ）が上限である。一方ＬｏｗＩＦとして一般に用いられる中間周波数は、数十ｋＨｚ〜数百ｋＨｚ程度である。本発明による構成では、ＩＦ信号の９０度位相毎にゼロクロス点が出現するため、ＩＦ信号から得られるサンプル数は、ＩＦ信号周波数の４倍である。例えば、中間周波数ｆＩＦ＝１０ｋＨｚの場合でも４０ｋＨｚのサンプリング周波数となるため、ＡＭ検波処理に十分なサンプル数を得ることができる。したがって、低い周波数のＬｏｗＩＦにおいても時間分解能は十分である。
【００３９】
以上、実施の形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記実施の形態に限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、本願発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。
【符号の説明】
【００４０】
１００ ＡＭ信号受信機
１０２ 高周波増幅器
１１０ 周波数変換部
１１２ 局部発振器
１１４、１１６ 混合器
１２０ 検波回路
１２２、１２３ ゼロクロス検出部
１２４ 選択信号生成部
１２５ 選択部（ＭＵＸ）
１２６ 絶対値変換部（ＡＢＳ）
１２７ 保持部（ＨＯＬＤ）
１２８ 論理和部
１２９ ハイパスフィルタ（ＨＰＦ）
１３０ 低周波増幅器
９０２ ＡＤ変換器
９０３ 移相回路
９０４ 加算回路
９０５ 乗算回路
９０６ ハイパスフィルタ
９０７ Ｄ／Ａコンバータ
９０９ ＰＳＮマトリクス
９１０、９１１ 位相係数発生器
９１２、９１３ 乗算回路
９１４ 加算回路
９１５ 絶対値変換回路
９１６ 補正係数発生器
９２０−１〜９２０−ｎ 移相絶対値信号生成部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、振幅変調（ＡＭ）信号の検波回路、検波方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＡＭ（Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）／ＦＭ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）チューナシステムでは、コイル・ダイオード等の部品を半導体チップに実装する、いわゆるシリコンチューナが一般化しつつあり、低価格化が進んでいる。更なる廉価化要求に対応するため、最低限必要な機能に絞り込み回路規模や演算量等の削減によるコスト低減が望まれている。
【０００３】
ＲＦ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）回路をＣＭＯＳプロセスなどにより実装するシリコンチューナでは、ＩＦ（Ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）信号として、複素数に分解して表わされる複素信号が用いられる。中間周波数は、従来のＩＦ信号より低い周波数を使用するＺｅｒｏＩＦあるいはＬｏｗＩＦといわれる周波数が用いられる。ＺｅｒｏＩＦでは、変換されるＩＦ信号は、スーパーヘテロダイン方式において一般に知られるＩＦ信号の周波数（例えば４５５ｋＨｚ）を０Ｈｚとした場合のＩＦ信号である。また、ＬｏｗＩＦでは、ＩＦ信号は、スーパーヘテロダイン方式において一般に知られるＩＦ信号の周波数より低い周波数のＩＦ信号である。ＺｅｒｏＩＦ、ＬｏｗＩＦいずれの場合も、複素信号は、複素数の実部として表される信号（以降、Ｉ信号と称す）と、複素数の虚部として表される信号（以降、Ｑ信号と称す）との間に９０度の位相差を持つ。一般的に、ＡＭ復調（検波）処理では、Ｉ信号、Ｑ信号の極座標で表されるベクトルの大きさを求めることにより、ＡＭ検波信号が得られる。
【０００４】
特開平０９−２８４０５４号公報には、ＰＳＮ（Ｐｈａｓｅ Ｓｈｉｆｔ Ｎｅｔｗｏｒｋｓ）絶対値検波方式を改良したデジタルＡＭ復調器が開示されている。絶対値加算された信号がサンプリング条件を満足せずとも、小さい歪みでクオリティの高い復調信号を得ることができる。包絡線検波方式では、復調に必要とされる平方根処理により実装上の回路規模が大きくなる。この技術は、その平方根処理を用いることなく、復調信号を得る方法である。
【０００５】
図１は、その復調方法によるラジオ受信機の構成を示すブロック図である。ラジオ受信機は、ＡＤ変換器９０２と、移相回路９０３と、移相絶対値信号生成部９２０−１〜９２０−ｎと、加算回路９０４と、乗算回路９０５と、ハイパスフィルタ９０６と、Ｄ／Ａコンバータ９０７とを具備する。移相絶対値信号生成部９２０−１〜９２０−ｎは、それぞれ、乗算回路９１２、９１３と、加算回路９１４と、絶対値変換回路９１５とを備える。また、乗算回路９１２、９１３に係数を供給する位相係数発生器９１０、９１１、乗算回路９０５に係数を供給する補正係数発生器９１６を備える。移相回路９０３と、乗算回路９１２、９１３と、加算回路９１４とは、ＰＳＮマトリクス９０９を形成する。入力信号ｉｎは、ＡＤ変換器９０２によりデジタル信号に変換され、移相回路９０３に供給される。移相回路９０３は、ＩＦ信号を複素信号のＩ信号とＱ信号とに分離する。乗算回路９１２、９１３は、Ｉ信号とＱ信号とに所望の位相差を持たせるために、Ｉ信号、Ｑ信号各系統に独立に乗算する。加算回路９１４は、双方の乗算結果を加算する。絶対値変換回路９１５は、加算結果から絶対値を求める。加算回路９０４は、各系統の絶対値変換結果を加算する。乗算回路９０５は、加算結果の補正を行う。ハイパスフィルタ９０６は、補正後の信号からＤＣ成分を除去する。Ｄ／Ａコンバータ９０７は、ＤＣ成分除去によって得られたＡＭ検波信号をアナログ信号ｏｕｔに変換する。
【０００６】
このように、平方根処理を不要としている一方で、ｎ組の移相絶対値信号生成部９２０は、それぞれ乗算回路９１２、９１３、加算回路９１４、絶対値変換回路９１５を備える。すなわち、Ｉ、Ｑ各系統に独立した乗算を行う乗算回路と、各乗算結果を加算する加算回路と、絶対値を求める絶対値変換回路とを一組の要素とし、この要素ｎ個によってＡＭ検波信号を得る。ｎが２の場合、乗算回路４個、加算回路２個、絶対値変換回路２個、補正用乗算回路１個が必要となる。また、従来技術で得られる検波信号の精度は、ｎ（移相絶対値信号生成部９２０の個数）すなわち回路規模とトレードオフの関係となっている。したがって、検波信号の精度を上げるためには、包絡線検波方式による実装と同等かそれ以上の回路規模が必要になり、回路規模の削減ができない。
【０００７】
また、特開２０１０−１７８２２０号公報には、アンテナで受信したラジオ電波を中間周波数に変換して出力する同調回路と、同調回路からの中間周波数の信号を復調処理して復調信号を出力する復調回路とを備えるラジオ受信機が開示されている。このラジオ受信機は、復調回路に、中間周波数から同相成分の信号と直交成分の信号を生成するＰＬＬ回路を有する。ＰＬＬ回路には、妨害局による混信時の中間周波数の、基準中間周波数からの周波数ずれを検出できる周波数カウンタが設けられる。周波数カウンタによって検出した周波数ずれを示す信号は、ＰＬＬ回路に設けられる発振器に入力される。発振器の発振周波数は、周波数ずれを示す信号に基づいて補正される。この技術は、隣接局混信状態でのラジオ電波の受信時に混信した状態と非混信成分の信号を抽出して、隣接局による妨害を除去または回避して復調信号の音質の低下を防止するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平０９−２８４０５４号公報
【特許文献２】特開２０１０−１７８２２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、検波信号の精度を損なうことなく処理量を削減して復調するＡＭ検波回路、ＡＭ検波方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
以下に、［発明を実施するための形態］で使用される番号・符号を用いて、課題を解決するための手段を説明する。これらの番号・符号は、［特許請求の範囲］の記載と［発明を実施するための形態］との対応関係を明らかにするために付加されたものである。ただし、それらの番号・符号を、［特許請求の範囲］に記載されている発明の技術的範囲の解釈に用いてはならない。
【００１１】
本発明の観点では、ＡＭ検波回路（１２０）は、第１ゼロクロス検出部（１２２）と、第２ゼロクロス検出部（１２３）と、保持部（１２７）とを具備する。振幅変調（ＡＭ）された受信信号に基づいて、ＬｏｗＩＦ方式の複素ＩＦ信号が生成される。第１ゼロクロス検出部（１２２）は、その複素ＩＦ信号の実部を示すＩＦ＿Ｉ信号のゼロクロス点を検出する。第２ゼロクロス検出部（１２３）は、複素ＩＦ信号の虚部を示すＩＦ＿Ｑ信号のゼロクロス点を検出する。保持部（１２７）は、第１ゼロクロス検出部がＩＦ＿Ｉ信号のゼロクロス点を検出したときのＩＦ＿Ｑ信号の振幅の絶対値と、第２ゼロクロス検出部がＩＦ＿Ｑ信号のゼロクロス点を検出したときのＩＦ＿Ｉ信号の振幅の絶対値とを保持する。このように、乗算・加算・平方根演算と等価なＡＭ検波信号を得ることにより、検波信号の精度を損なうことなく、演算回路または処理を削減できる。
【００１２】
本発明の他の観点では、ＡＭ検波方法は、振幅変調（ＡＭ）された受信信号を入力して、ＬｏｗＩＦ方式の複素中間周波数信号を生成するステップと、複素中間周波数信号の実部を示すＩＦ＿Ｉ信号と、虚部を示すＩＦ＿Ｑ信号とにゼロクロス点を検出するステップと、ＩＦ＿Ｉ信号にゼロクロス点が検出されるときにＩＦ＿Ｑ信号の振幅の絶対値を保持するステップと、ＩＦ＿Ｑ信号にゼロクロス点が検出されるときにＩＦ＿Ｉ信号の振幅の絶対値を保持するステップとを具備する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、検波信号の精度を損なうことなく処理量を削減して復調するＡＭ検波回路、ＡＭ検波方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、特開平０９−２８４０５４号公報に開示されるデジタルＡＭ復調器の構成を示す図である。
【図２】図２は、本発明の実施の形態に係るＡＭ信号受信機の構成を示すブロック図である。
【図３】図３は、本発明の実施の形態に係る検波回路の構成を示すブロック図である。
【図４】図４は、ＡＭ変調なしの場合の複素ＩＦ信号の波形を示す図である。
【図５】図５は、ＡＭ変調なしの場合の複素ＩＦ信号を極座標表示した図である。
【図６】図６は、ＡＭ変調ありの場合の複素ＩＦ信号の波形を示す図である。
【図７】図７は、ＡＭ変調ありの場合の複素ＩＦ信号を極座標表示した図である。
【図８】図８は、本発明の実施の形態に係る検波回路の動作を示すタイミング図である。
【図９】図９は、発明の実施の形態に係るＡＭ検波処理の状態遷移図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【００１６】
図２は、本発明の実施の形態に係るＬｏｗＩＦ方式のＡＭ信号受信機１００の構成を示すブロック図である。ＡＭ信号受信機１００は、高周波増幅器１０２と、周波数変換部１１０と、検波回路１２０と、低周波増幅器１３０とを具備する。高周波増幅器１０２は、低雑音増幅器であり、入力された信号を選択および増幅する。周波数変換部１１０は、局部発振器１１２と、混合器１１４、１１６とを備え、高周波増幅器１０２で増幅した受信信号を一定の低い周波数に変換する回路である。この低い周波数が中間周波数と呼ばれる。低周波増幅器１３０は、検波処理された信号を、スピーカ等を駆動できるように増幅する。
【００１７】
検波回路１２０は、図３に示されるように、ゼロクロス検出（Ｉ）部１２２と、ゼロクロス検出（Ｑ）部１２３と、選択信号生成部１２４と、選択部（ＭＵＸ）１２５と、絶対値変換部（ＡＢＳ）１２６と、保持部（ＨＯＬＤ）１２７と、論理和部１２８と、ハイパスフィルタ（ＨＰＦ）１２９とを具備する。ゼロクロス検出（Ｉ）部１２２は、信号ＩＦ＿Ｉの０点通過点（ゼロクロス）を検出し、検出タイミングを示す信号ＺＸ＿Ｉを生成する。ゼロクロス検出（Ｑ）部１２３は、信号ＩＦ＿Ｑの０点通過点を検出し、検出タイミングを示す信号ＺＸ＿Ｑを生成する。選択信号生成部１２４は、選択部１２５で用いる選択論理を指示する選択信号ＳＥＬを生成する。選択部１２５は、信号ＩＦ＿Ｉおよび信号ＩＦ＿Ｑのうち、後段に伝播する信号を選択して出力する。絶対値変換部１２６は、入力信号ＩＦＭを絶対値変換して絶対値ＩＦ信号ＩＦＡを生成する。保持部１２７は、絶対値変換部１２６から出力される絶対値ＩＦ信号ＩＦＡの値を保持する。論理和部１２８は、保持部１２７で用いる保持タイミング信号ＥＮを生成する。ハイパスフィルタ９は、入力信号のＤＣ（直流）成分を除去してＡＭ検波信号ＤＴＣを出力する。
【００１８】
ゼロクロス検出（Ｉ）部１２２は、信号ＩＦ＿Ｉを入力し、選択信号生成部１２４と論理和部１２８とに検出信号ＺＸ＿Ｉを出力する。ゼロクロス検出（Ｑ）部１２３は、信号ＩＦ＿Ｑを入力し、選択信号生成部１２４と論理和部１２８とに検出信号ＺＸ＿Ｑを出力する。選択信号生成部１２４は、ゼロクロス検出（Ｉ）部１２２から信号ＺＸ＿Ｉ、ゼロクロス検出（Ｑ）部１２３から信号ＺＸ＿Ｑを入力し、選択部１２５に選択信号ＳＥＬを出力する。選択部１２５は、信号ＩＦ＿Ｉ、信号ＩＦ＿Ｑおよび選択信号ＳＥＬを入力し、絶対値変換部１２６に信号ＩＦＭを出力する。絶対値変換部１２６は、選択部１２５から信号ＩＦＭを入力し、保持部１２７に絶対値変換後の信号ＩＦＡを出力する。論理和部１２８は、ゼロクロス検出（Ｉ）部１２２から信号ＺＸ＿Ｉ、ゼロクロス検出（Ｑ）部１２３から信号ＺＸ＿Ｑを入力し、値を保持するタイミングを示す保持タイミング信号ＥＮを保持部１２７に出力する。保持部１２７は、絶対値変換部１２６から信号ＩＦＡを、論理和部１２８から保持タイミング信号ＥＮを入力し、ハイパスフィルタ１２９へ信号ＶＣＴを出力する。ハイパスフィルタ（ＨＰＦ）１２９は、保持部１２７から保持信号ＶＣＴを入力し、保持信号が有するＤＣ（直流）成分を除去してＡＭ検波信号ＤＴＣを出力する。
【００１９】
図４、図５は、ＡＭ変調なし（変調度０％）の場合の複素ＩＦ信号（信号ＩＦ＿Ｉ、信号ＩＦ＿Ｑ）の波形を示す図である。
【００２０】
図４には、振幅を縦軸とし、時間を横軸とし、信号ＩＦ＿Ｉ、信号ＩＦ＿Ｑとして示される複素ＩＦ信号がプロットされる。信号ＩＦ＿Ｉと信号ＩＦ＿Ｑとは同じ周波数の信号であり、その間に９０度の位相差を有する。
【００２１】
図５には、図４と同じ信号が極座標にプロットされる。図５では、信号ＩＦ＿Ｉの振幅を横軸とし、信号ＩＦ＿Ｑの振幅を縦軸として示される。
【００２２】
図４に示される時刻Ａ１の状態は、図５の極座標では位置Ａ２に示される。同じように、図４に示される時刻Ｂ１、Ｃ１、Ｄ１の状態は、図５極座標では位置Ｂ２、Ｃ２、Ｄ２に示される。ＩＦ信号の１周期は、極座標では１回転に相当する。
【００２３】
また、信号ＩＦ＿Ｉと信号ＩＦ＿Ｑとは、同じ周波数の信号であって、常に９０度の位相差を持つため、図５において極座標上の位置は一定の角速度で移動するように示される。すなわち、極座標位置Ａ２から極座標位置Ｂ２、極座標位置Ｂ２から極座標位置Ｃ２、極座標位置Ｃ２から極座標位置Ｄ２、極座標位置Ｄ２から極座標位置Ａ２のそれぞれに遷移する時間は、常に一定となる。
【００２４】
次に、図６、図７は、本発明のＡＭ変調あり（変調度＞０％）の場合の複素ＩＦ信号（信号ＩＦ＿Ｉ、信号ＩＦ＿Ｑ）の波形を示す図である。
【００２５】
図６には、振幅を縦軸とし、時間を横軸とし、信号ＩＦ＿Ｉ、信号ＩＦ＿Ｑとして示される複素ＩＦ信号がプロットされる。図４に示される信号と同じように、信号ＩＦ＿Ｉと信号ＩＦ＿Ｑとは同じ周波数の信号であり、その間に９０度の位相差を有する。
【００２６】
図７には、図６と同じ信号が極座標にプロットされる。図７では、信号ＩＦ＿Ｉの振幅を横軸とし、信号ＩＦ＿Ｑの振幅を縦軸として示される。図６、図７に点線で示される波形は、ＡＭ変調なし（変調度０％）の場合の複素ＩＦ信号であり（図４、図５参照）、ＡＭ変調あり（変調度＞０％）のＩＦ信号は実線で示される。
【００２７】
図６に示されるように、ＡＭ変調された信号は、周波数が一定であり、変調による変化が振幅方向にしか現れない。したがって、図７に示されるように、信号ＩＦ＿Ｉ、信号ＩＦ＿Ｑによって示される極座標の位置の遷移は、一定の角速度となる。図７では、ＡＭ検波信号は、ベクトルの大きさＶに相当する。
【００２８】
図８は、本実施の形態に係る検波回路１２０の動作を示すタイミング図である。ここに示される信号ＩＦ＿Ｉ、信号ＩＦ＿Ｑは、図６、図７で説明されたＡＭ変調ありの場合の複素ＩＦ信号と同様である。
【００２９】
図８に示されるタイミングＡは、図６に示される時刻Ａ１、図７に示される極座標位置Ａ２に相当する。信号ＩＦ＿Ｉが０点を通過し（図８（ａ））、ゼロクロス検出部１２２はゼロクロス検出信号ＺＸ＿Ｉを１クロック分Ｈｉｇｈにする（図８（ｃ））。このとき、選択信号ＳＥＬはＬｏｗレベルであり（図８（ｅ））、選択部１２５は信号ＩＦ＿Ｑのレベルを示す信号ＩＦＭを絶対値変換部１２６に出力し、絶対値変換部１２６はその絶対値変換後の信号ＩＦＡを保持部１２７に出力している。保持部１２７は、保持タイミング信号ＥＮに応答して（図８（ｆ））絶対値変換後の振幅の値を保持する（図８（ｇ））。保持される値は、信号ＩＦ＿Ｑの振幅の絶対値であり（図８（ｂ））、極座標上のベクトルの大きさに等しい。保持部１２７から出力される信号ＶＣＴは、ハイパスフィルタ１２９によりＤＣ成分が除去され、ＡＭ変調成分が抽出される（図８（ｈ））。保持部１２７が振幅の値を保持した後、選択信号生成部１２４は、信号ＩＦ＿Ｉを選択するように選択信号ＳＥＬをＨｉｇｈレベルに切り替える（図８（ｅ））。
【００３０】
図８に示されるタイミングＢは、図６に示される時刻Ｂ１、図７に示される極座標位置Ｂ２に相当する。信号ＩＦ＿Ｑが０点を通過し（図８（ｂ））、ゼロクロス検出部１２３はゼロクロス検出信号ＺＸ＿Ｑを１クロック分Ｈｉｇｈにする（図８（ｄ））。このとき、選択信号ＳＥＬはＨｉｇｈレベルであり（図８（ｅ））、選択部１２５は信号ＩＦ＿Ｉのレベルを示す信号ＩＦＭを絶対値変換部１２６に出力し、絶対値変換部１２６はその絶対値変換後の信号ＩＦＡを保持部１２７に出力している。保持部１２７は、保持タイミング信号ＥＮに応答して（図８（ｆ））絶対値変換後の振幅の値（ＶＥＣＴ（ａ）、ＶＥＣＴ（ｂ）…）を保持する（図８（ｇ））。保持される値は、信号ＩＦ＿Ｉの振幅の絶対値であり（図８（ａ））、極座標上のベクトルの大きさに等しい。保持部１２７から出力される信号ＶＣＴは、ハイパスフィルタ１２９によりＤＣ成分が除去され、ＡＭ変調成分が抽出される（図８（ｈ））。保持部１２７が振幅の値を保持した後、選択信号生成部１２４は、信号ＩＦ＿Ｑを選択するように選択信号ＳＥＬをＬｏｗレベルに切り替える（図８（ｅ））。タイミングＣ、タイミングＤも同様に、保持部１２７は各タイミングにおけるベクトル大きさを保持し、ハイパスフィルタ１２９からＡＭ変調成分を示す信号ＤＴＣが出力される（図８（ｈ））。
【００３１】
以降タイミングＡ〜Ｄの動作が繰り返される。信号ＩＦ＿Ｉ、Ｉ信号Ｆ＿Ｑは、一定周波数の信号であるので、ゼロクロス点が等間隔に出現し、常に一定のサンプリング時間で連続的に信号ＩＦ＿Ｉ、信号ＩＦ＿Ｑにより示されるベクトルの大きさが正確に得られる。ハイパスフィルタ１２９は、得られたベクトルの大きさを示す信号ＶＣＴからＤＣ成分を除去してＡＭ検波信号ＤＴＣを出力する。
【００３２】
図９は、本発明のＡＭ検波処理の状態遷移図である。
【００３３】
（ａ） ＡＭ検波処理は、信号ＩＦ＿Ｉにゼロクロス点を検出すると、イベント待ち状態Ｓ１から、ＩＦ＿Ｑ信号保持状態Ｓ２に遷移（Ｔ１）する。
（ｂ） ＩＦ＿Ｑ信号保持状態Ｓ２では、ＡＭ検波処理は、信号ＩＦ＿Ｑの絶対値を変数ＡＭＤＥＴに保持する。その後イベント待ち状態Ｓ１に遷移（Ｔ２）する。
（ｃ） ＡＭ検波処理は、信号ＩＦ＿Ｑにゼロクロス点を検出すると、イベント待ち状態Ｓ１から、ＩＦ＿Ｉ信号保持状態Ｓ３に遷移（Ｔ３）する。
（ｄ） ＩＦ＿Ｉ信号保持状態Ｓ３では、ＡＭ検波処理は、信号ＩＦ＿Ｉの絶対値を変数ＡＭＤＥＴに保持する。その後イベント待ち状態Ｓ１に遷移（Ｔ４）する。
（ｅ） ＩＦ＿Ｑ信号保持状態Ｓ２とＩＦ＿Ｉ信号保持状態Ｓ１以外は、イベント待ち状態Ｓ１であり、ＩＦ＿Ｉゼロクロス検出かＩＦ＿Ｑゼロクロス検出のイベントを待つ（Ｔ４）。
【００３４】
図６、図７は、本発明のＡＭ変調ありの場合の複素ＩＦ信号動作を示す図であり、図６、図７を用いてメカニズムを説明する。
【００３５】
図７において、極座標位置Ａ２、極座標位置Ｂ２、極座標位置Ｃ２、極座標位置Ｄ２のそれぞれの位置で得られるベクトルの大きさは、式（１）により求められ、ベクトルの大きさと等しい。
（ベクトルの大きさ）＝√（Ｉ２×Ｑ２） ・・・（１）
【００３６】
例えば、図７極座標位置Ａ２は、ＩＦ＿Ｉ信号のゼロクロス位置、つまり、Ｉ＝０であるから、ベクトルの大きさいは式（２）で表される。
√（０２＋Ｑ２）＝√Ｑ２＝Ｑ ・・・（２）
【００３７】
説明した通り、本発明のＡＭ検波装置によれば、複素ＩＦ信号のＩ、Ｑ信号各系統のゼロクロス検出回路１２２、１２３、選択信号生成回路１２４、選択回路１２５、絶対値変換部１２６、保持部１２７、論理和部１２８を有することにより、平方根処理と同じ程度の精度でＡＭ検波信号を得ることが可能である。すなわち、乗算、加算のような複雑な演算処理あるいは時間を要する演算処理が不要であり、回路の簡素化ができる。なお、ＩＦ信号は、量子化されたデジタル信号とすることが好ましい。ＡＤ変換器は、周波数変換部１１０の前後どちらに設けられてもよい。周波数変換部１１０の前段にＡＤ変換器を設ける場合、周波数変換部１１０もデジタル信号処理を行うことになる。
【００３８】
本発明では、ＬｏｗＩＦの周波数が低いため、時間分解能を検討しておく。ＡＭ検波として抽出すべき周波数帯域は、放送局間隔の単位１０ｋＨｚ（北米の場合、日本、欧州は９ｋＨｚ）が上限である。一方ＬｏｗＩＦとして一般に用いられる中間周波数は、数十ｋＨｚ〜数百ｋＨｚ程度である。本発明による構成では、ＩＦ信号の９０度位相毎にゼロクロス点が出現するため、ＩＦ信号から得られるサンプル数は、ＩＦ信号周波数の４倍である。例えば、中間周波数ｆＩＦ＝１０ｋＨｚの場合でも４０ｋＨｚのサンプリング周波数となるため、ＡＭ検波処理に十分なサンプル数を得ることができる。したがって、低い周波数のＬｏｗＩＦにおいても時間分解能は十分である。
【００３９】
以上、実施の形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記実施の形態に限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、本願発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。
【符号の説明】
【００４０】
１００ ＡＭ信号受信機
１０２ 高周波増幅器
１１０ 周波数変換部
１１２ 局部発振器
１１４、１１６ 混合器
１２０ 検波回路
１２２、１２３ ゼロクロス検出部
１２４ 選択信号生成部
１２５ 選択部（ＭＵＸ）
１２６ 絶対値変換部（ＡＢＳ）
１２７ 保持部（ＨＯＬＤ）
１２８ 論理和部
１２９ ハイパスフィルタ（ＨＰＦ）
１３０ 低周波増幅器
９０２ ＡＤ変換器
９０３ 移相回路
９０４ 加算回路
９０５ 乗算回路
９０６ ハイパスフィルタ
９０７ Ｄ／Ａコンバータ
９０９ ＰＳＮマトリクス
９１０、９１１ 位相係数発生器
９１２、９１３ 乗算回路
９１４ 加算回路
９１５ 絶対値変換回路
９１６ 補正係数発生器
９２０−１〜９２０−ｎ 移相絶対値信号生成部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
振幅変調（ＡＭ）された受信信号に基づいて生成されるＬｏｗＩＦ方式の複素ＩＦ信号の実部を示すＩＦ＿Ｉ信号のゼロクロス点を検出する第１ゼロクロス検出部と、
前記複素ＩＦ信号の虚部を示すＩＦ＿Ｑ信号のゼロクロス点を検出する第２ゼロクロス検出部と、
前記第１ゼロクロス検出部が前記ＩＦ＿Ｉ信号のゼロクロス点を検出したときの前記ＩＦ＿Ｑ信号の振幅の絶対値と、前記第２ゼロクロス検出部が前記ＩＦ＿Ｑ信号のゼロクロス点を検出したときの前記ＩＦ＿Ｉ信号の振幅の絶対値とを保持する保持部と
を具備する
ＡＭ検波回路。
【請求項２】
前記保持部は、前記ＩＦ＿Ｑ信号のゼロクロス点および前記ＩＦ＿Ｉ信号のゼロクロス点を検出するタイミングに同期して保持する信号の振幅の絶対値を出力し、
前記保持部から出力される信号の直流成分を除去するハイパスフィルタをさらに具備する
ＡＭ検波回路。
【請求項３】
前記ＩＦ＿Ｉ信号と前記ＩＦ＿Ｑ信号とを入力し、前記ゼロクロス点の検出に応答して一方の信号を切り替えて出力する選択部と、
前記選択部から出力される信号の絶対値を算出する絶対値変換部と
を更に具備し、
前記選択部は、前記ＩＦ＿Ｉ信号のゼロクロス点が検出されると前記ＩＦ＿Ｉ信号を出力するように切り替え、前記ＩＦ＿Ｑ信号のゼロクロス点が検出されると前記ＩＦ＿Ｑ信号を出力するように切り替える
ＡＭ検波回路。
【請求項４】
前記ＩＦ＿Ｉ信号及び前記ＩＦ＿Ｑ信号はデジタル信号であり、
前記ＩＦ＿Ｉ信号及び前記ＩＦ＿Ｑ信号のゼロクロス点の検出と、前記ＩＦ＿Ｉ信号及び前記ＩＦ＿Ｑ信号の振幅の絶対値の算出および保持とは、デジタル信号処理である
請求項１から請求項３のいずれかに記載のＡＭ検波回路。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれかに記載のＡＭ検波回路を備える
ＡＭ信号受信機。
【請求項６】
振幅変調（ＡＭ）された受信信号を入力して、ＬｏｗＩＦ方式の複素中間周波数信号を生成するステップと、
前記複素中間周波数信号の実部を示すＩＦ＿Ｉ信号と、虚部を示すＩＦ＿Ｑ信号とにゼロクロス点を検出するステップと、
前記ＩＦ＿Ｉ信号にゼロクロス点が検出されるときに前記ＩＦ＿Ｑ信号の振幅の絶対値を保持するステップと、
前記ＩＦ＿Ｑ信号にゼロクロス点が検出されるときに前記ＩＦ＿Ｉ信号の振幅の絶対値を保持するステップと、
を具備する
ＡＭ検波方法。
【請求項７】
前記ＩＦ＿Ｉ信号及び前記ＩＦ＿Ｑ信号にゼロクロス点が検出されるタイミングに同期して、前記保持される前記ＩＦ＿Ｉ信号及びＩＦ＿Ｑ信号の振幅の絶対値を出力するステップと、
前記同期して出力された信号の直流成分を除去して出力するステップと
をさらに具備する
請求項６に記載のＡＭ検波方法。
【請求項１】
振幅変調（ＡＭ）された受信信号に基づいて生成されるＬｏｗＩＦ方式の複素ＩＦ信号の実部を示すＩＦ＿Ｉ信号のゼロクロス点を検出する第１ゼロクロス検出部と、
前記複素ＩＦ信号の虚部を示すＩＦ＿Ｑ信号のゼロクロス点を検出する第２ゼロクロス検出部と、
前記第１ゼロクロス検出部が前記ＩＦ＿Ｉ信号のゼロクロス点を検出したときの前記ＩＦ＿Ｑ信号の振幅の絶対値と、前記第２ゼロクロス検出部が前記ＩＦ＿Ｑ信号のゼロクロス点を検出したときの前記ＩＦ＿Ｉ信号の振幅の絶対値とを保持する保持部と
を具備する
ＡＭ検波回路。
【請求項２】
前記保持部は、前記ＩＦ＿Ｑ信号のゼロクロス点および前記ＩＦ＿Ｉ信号のゼロクロス点を検出するタイミングに同期して保持する信号の振幅の絶対値を出力し、
前記保持部から出力される信号の直流成分を除去するハイパスフィルタをさらに具備する
ＡＭ検波回路。
【請求項３】
前記ＩＦ＿Ｉ信号と前記ＩＦ＿Ｑ信号とを入力し、前記ゼロクロス点の検出に応答して一方の信号を切り替えて出力する選択部と、
前記選択部から出力される信号の絶対値を算出する絶対値変換部と
を更に具備し、
前記選択部は、前記ＩＦ＿Ｉ信号のゼロクロス点が検出されると前記ＩＦ＿Ｉ信号を出力するように切り替え、前記ＩＦ＿Ｑ信号のゼロクロス点が検出されると前記ＩＦ＿Ｑ信号を出力するように切り替える
ＡＭ検波回路。
【請求項４】
前記ＩＦ＿Ｉ信号及び前記ＩＦ＿Ｑ信号はデジタル信号であり、
前記ＩＦ＿Ｉ信号及び前記ＩＦ＿Ｑ信号のゼロクロス点の検出と、前記ＩＦ＿Ｉ信号及び前記ＩＦ＿Ｑ信号の振幅の絶対値の算出および保持とは、デジタル信号処理である
請求項１から請求項３のいずれかに記載のＡＭ検波回路。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれかに記載のＡＭ検波回路を備える
ＡＭ信号受信機。
【請求項６】
振幅変調（ＡＭ）された受信信号を入力して、ＬｏｗＩＦ方式の複素中間周波数信号を生成するステップと、
前記複素中間周波数信号の実部を示すＩＦ＿Ｉ信号と、虚部を示すＩＦ＿Ｑ信号とにゼロクロス点を検出するステップと、
前記ＩＦ＿Ｉ信号にゼロクロス点が検出されるときに前記ＩＦ＿Ｑ信号の振幅の絶対値を保持するステップと、
前記ＩＦ＿Ｑ信号にゼロクロス点が検出されるときに前記ＩＦ＿Ｉ信号の振幅の絶対値を保持するステップと、
を具備する
ＡＭ検波方法。
【請求項７】
前記ＩＦ＿Ｉ信号及び前記ＩＦ＿Ｑ信号にゼロクロス点が検出されるタイミングに同期して、前記保持される前記ＩＦ＿Ｉ信号及びＩＦ＿Ｑ信号の振幅の絶対値を出力するステップと、
前記同期して出力された信号の直流成分を除去して出力するステップと
をさらに具備する
請求項６に記載のＡＭ検波方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１３−４２２１１（Ｐ２０１３−４２２１１Ａ）
【公開日】平成２５年２月２８日（２０１３．２．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１７５９８７（Ｐ２０１１−１７５９８７）
【出願日】平成２３年８月１１日（２０１１．８．１１）
【出願人】（３０２０６２９３１）ルネサスエレクトロニクス株式会社 (8,021)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月２８日（２０１３．２．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月１１日（２０１１．８．１１）
【出願人】（３０２０６２９３１）ルネサスエレクトロニクス株式会社 (8,021)
【Ｆターム（参考）】
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