JPH01290318A - 周波数較正回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、局部発振回路の発振周波数を、周波数精度の
高い受信波により較正を行い、局部発振回路の発掘周波
数誤差を少なくする周波数較正回路に関するもので、例
えば移動体用の通信機に利用できる。

（従来の技術） 近年、無線通信の需要増加により、無線周波数の高周波
化、占有周波数の狭帯域化が必須となっている。これに
伴い周波数ヘテロダイン方式の無線装置に使用する局部
発振回路の発振周波数を高安定にする必要がある。局部
発振回路の発掘周波数は、温度変動、経年変化により変
動する。この周波数変動を補償するため、第８図の構成
に示すような周波数較正回路が従来使用されていた。こ
の周波数較正回路は、周波数変換回路１、中間周波数（
ＩＦ）信号増幅回路２、周波数カウンタ回路５、検波回
路３、局部発掘周波数調整回路６、局部発振回路７から
構成されている。局部発振周波数のドリフト補償は、周
波数精度の高い受信波をもとに行う。この構成において
局部発振回路７の発振周波数が変動すると、中間周波数
も同様に変動する。周波数カウンタ回路５はＩＦ倍信号
入力し、その周波数を測定する。局部発振回路７は外部
からの周波数制御電圧により発振周波数を調整できる。

局部発振周波数調整回路６は、周波数カウンタ回路５の
測定結果と、予め設定されている中間周波数との差を零
になるように、局部発振回路７の周波数制御電圧を調整
する。このような構成により、局部発振周波数のドリフ
トを補償できる。

（発明が解決しようとする課題） しかし受信波が一定振幅でないディジタル変調波の場合
、周波数カウンタ回路５による周波数測定が困難になる
。第９図は帯域制限を受けた２相デイジタル変調波（Ｂ
ＰＳＫ波）のＩＦ倍信号表している。このような変調波
は、振幅が零となるゼロクロス点を有する。このため、
このＩＰ倍信号そのまま周波数カウンタ回路で測定する
と測定誤差を生じる。また受信入力レベルが著しく低下
した場合も誤った周波数測定結果となる。局部発振周波
数調整回路は、誤った周波数測定結果をもとに局部発振
回路の周波数制御電圧を調整するため、局部発振周波数
に誤差を生じることになる。

本発明の目的は、振幅が変動するディジタル変調波およ
び受信入力レベルが著しく低下しても、正確にＩＰ信号
周波数の測定を行い、局部発振回路の発振周波数変動を
正確に補償できる周波数較正回路に関するものである。

（課題を解決するための手段） 前記目的を達成するための本発明の特徴は、受信周波数
を中間周波数に変換する周波数変換回路と、発掘周波数
の制御が可能で前記周波数較正回路に局部発掘周波数を
提供する局部発振回路と、中間周波数の周波数を測定す
る周波数カウンタ回路と、該周波数カウンタ回路の測定
結果に従フて前記局部発揚回路を制御する局部発掘周波
数調整回路と、前記周波数変換回路の出力と、前記周波
数カウンタ回路の入力の間にもうけられる搬送波再生回
路とを有し、中間周波数に等しい周波数でこれと同期し
て振幅がほゞ一定の信号を前記周波数カウンタ回路に入
力することにより、局部発振周波数調整回路が予め定め
た周波数値と前記周波数カウンタ回路の測定値とを比較
し、両者の差をゼロとするように、前記局部発振回路の
発振周波数を制御する周波数較正回路にある。

本発明の別の特徴は、前記構成に、更に、受信信号のレ
ベルを検出するレベル検出回路と、前記搬送波再生回路
の出力が受信信号と同期したことを検出する搬送波同期
検出回路と、前記レベル検出回路の出力と前記搬送波同
期検出回路の出力を受け、ある特定の条件を満足した場
合に、前記周波数カウンタの動作を継続し、それ以外の
条件下では、該条件を満足する直前の周波数カウンタの
測定結果を保持したまま周波数カウンタの動作を停止す
るように制御するカウンタ制御回路を具備した周波数較
正回路にある。

（作用） 上述の構成において、周波数カウンタ回路への入力は、
搬送波再生回路により、変調波の振幅にか工わらず、振
幅がはメ一定の信号が印加される。従って周波数カウン
タ回路による周波数の測定は正確であり、従来の技術の
問題点が解決される。

又、搬送波再生が不能の場合には、周波数カウンタ回路
は動作を停止し直前の測定結果を保持するので局部発振
周波数に大きな誤差が発生することはない。

従来の技術では、ＩＰ倍信号そのまま測定していたので
変調レベルの影響をうけたのに対し、本発明ではこのよ
うな問題点は完全に解決される。

（実施例） １．１゛　　の− 本発明の第１の実施例を第１図に示す。本発明の周波数
較正回路は、周波数変換回路１、ＩＰ信号増幅回路２、
搬送波再生回路８、周波数カウンタ回路５、局部発振周
波数調整回路６、局部発振回路９から成る。局部発振回
路の発振周波数をｆＬ、受信周波数をｆ、とすると周波
数変換回路１の出力、すなわち中間周波数ｆｉＦは、ｆ
ｒｒ　＝ｆ、　　ｆ＋、　　　　　　　　　　　　（１
）となる。局部発振回路９の発振周波数は、温度変動、
経年変化等によりｆＬＯからｆ、に変動し、ｆ＋、＝ｆ
ｂｏ＜’＋α＋αＡＤＪ）　　　　　　　（２）のよう
に表される。ただしαは温度変動、経年変化等による変
化率、αＡＤＪは外部からのｆＩＩＪ御により周波数を
可変できる調整率である。中間周波数ｆｌＦは、 ｆｔｐ　＝ｆ、−Ｌ、ｏ（１＋α＋ａ　ＡＯＪ）　　　
　（３）となる。さらに搬送波再生回路８は、出力周波
数がｆｌＰに等しくなるように動作する。周波数カウン
タ回路５は搬送波再生回路８の出力周波数を測定する。

周波数カウンタ回路５のゲート開閉のための基準時間を
ｔ８とすると、周波数カウンタ回路５の測定結果（カウ
ント数Ｃ）は、 Ｃ＝　（ｆ、　　ｆｔ、ｏ（１＋α＋ａ　Ａｌ）Ｊ）　
）　ｔ−（４）となる。局部発振周波数調整回路６はＣ
を入力し、あらかじめ設定されている一定値Ｃ８Ｅアと
比較する。この時、Ｃ＜Ｃ，ＥアであればαＡＤＪを減
少し、Ｃ＞Ｃｓｒ：ｒであればαＡＤＪを増加する。

Ｃ５Ｅｒ＝　（ｆ、　−ｆＬｏ）　ｔｓ＋：、、（５）
としＥｓ＝ｊＳ！！ニアとすれば、局部発振回路９の発
振周波数は常にｆｂｏになるように調整される。

本発明では、局部発振周波数の較正機能に加え、ＩＦ倍
信号変調状態に無関係に局部発振周波数の較正ができる
。搬送波再生回路８は、ＩＦ倍信号第９図のようにゼロ
クロス点を有している変調波でも、入力ＩＦ信号の搬送
波に同期した周波数を出力している。周波数カウンタ回
路５は搬送波再生用回路８の出力をクロック入力として
これをカウントする。従来の構成ではＩＦ倍信号周波数
カウンタ回路５のクロック入力としているため、ＩＦ倍
信号ゼロクロス点を有していると、周波数カウント回路
５は測定誤差を生じる。これに対して本構成のようにす
れば、周波数カウント回路５は測定誤差を生じない。し
たがってＩＦ倍信号変調状態に無関係に局部発振周波数
を正確に較正できる。

四見昆発振厘に 本発明の周波数較正回路に使用する局部発振回路は外部
からの周波数制御信号により出力周波数を調整できる機
能を備えなければならない。局部発振回路としては、位
相同期ループを使用した周波数シンセサイザが一般に使
用される。この周波数シンセサイザを使用した局部発振
回路の例を第２図に示す。この構成において、出力周波
数ｆＬは基準用分周器１２の分周数をＭ、帰還用分周器
１６の分周数をＮ、基準周波数発振回路１１の出力周波
数をｆＲとすると、 ｆｔ、＝　（Ｎ／Ｍ）ｆ＊　　　　　　　　　　　　　
（６）となる。基準周波数発振回路１１としては、水晶
発振回路が使用され、この発振周波数が温度変動、経年
変化に伴い変動すると、ｆＬに誤差を生じることになる
。ｆＲは温度変動、経年変化に伴う変動率をαとすると
、 ｆ＊＝ｆＲｏ（１＋α）（７） と表せる。出力周波数を調整するためには、基準周波数
発振回路１１として使用される水晶発振回路にバラクタ
ダイオードを付加することにより、その発振周波数を電
圧印加により簡単に調整できる。この電圧を周波数制御
電圧とする。その調整率をαＡＤＪとすれば、ｆＲは、 ｆＲ＝ｆＲｏ（１＋α十αＡＤＪ　）　　　　　　　（
ｓ）したがって、ｆしは ｆＬ＝　（８７Ｍ）ｆＲｏ（１＋α＋αＡＤＪ）　　　
　　　（９）さらにｆＬｏ　＝　（８７Ｍ）ｆＲｏとす
れば、Ｌ、＝ｆＬｏ（１＋α＋αＡＤＪ）　　　　　　
　　（１０）となり（２）式に示すような周波数調整可
能な局部発振回路となる。

■で説明したように、周波数カウンタ回路５は周波数を
正確に測定するため、時間基準ｔ８を必要とする。この
時間基準として、航記の基準周波数発振回路１１を利用
できる。しかし、その発振周波数は（７）式のような誤
差を持っている。このため■で説明したように、ｊ、＝
　ｔｓＥＴとすることができず、周波数較正に誤差を生
ずる。しかし基準発振回路の発振周波数に比べ周波数シ
ンセサイザ出力周波数ｆＬが十分高い場合には、周波数
カウンタ回路５の測定誤差は十分小さくできる。またこ
の−連の制御を複数回繰り返すことにより、基準周波数
発振回路１１の誤差が小さくなるので、周波数カウンタ
回路５の測定誤差もさらに小さくなり、誤差は零に収束
する。

さらに周波数シンセサイザの出力周波数を調整する方法
として、第３図に示す方法がある。本構成では、基準周
波数発振回路１１の発振周波数を外部から調整せず、そ
の代わりに二つの分周器の分周数を変更する。基準用分
周回路１２の分周数をＭ、帰還用分周回路１６の分周数
をＮとすると（６）　、　＜７）式より、出力周波数ｆ
ＬはｆＬ＝　（８７Ｍ）　ｆｎｏ　（１＋　ａ　）　　
　　　　（１１）となる。ｆＬを調整するため、ＭとＮ
を、それぞれμとνに変更する。このときのｆＬは ｆＬ＝（ν／μ）Ｌ＋ｏ　（ｉ＋α）　　　　　（１２
）となる。分周数制御回路１８は、希望する調整周波数
量を調整データとして入力し、設定すべきμ値とμ値を
計算し、そのデータをそれぞれの分周回路１２．１６に
加える。このように、二つの分周回路の分周数を変える
ことにより、ｆＬを調整できる。

夾直孤ぶ） 第１図の実施例において、受信レベルが著しく低下する
と、搬送波再生回路８が搬送波の再生不可能となり、そ
の出力周波数に誤差を生じる。このため局部発振回路９
は誤った周波数に制御されてしまう。第４図の実施例は
、これを防ぐための周波数較正回路である。

第４図の実施例は、第１図の実施例にレベル検出回路２
０、搬送波同期検出回路２１、カウンタ制御回路２２を
加えている。レベル検出回路２０は、ＩＰ信号レベルを
監視する。ＩＦ信号レベルが低下した時、レベル検出回
路２０は、搬送波再生回路８が搬送波再生不可能となる
ＩＦ信号レベルを検出し、その検出信号をカウンタ制御
回路２２に送る。カウンタ制御回路２２は、この検出信
号を受けた時、そのＩＦ信号レベル低下直前の周波数測
定結果（カウント結果）を保持するための保持信号を周
波数カウンタ回路５に送る。またＩＦ信号レベルが、搬
送波再生可能なレベルまで増加した時、搬送波同期検出
回路２１は、搬送波再生回路８の出力が入力ＩＦ（３号
の搬送波周波数に同期したことを検出し、検出信号をカ
ウンタ制御回路２２に送る。カウンタ制御回路２２はこ
の検出信号を受け、周波数カウンタ回路５に、カウント
保持の解除信号を送る。

搬送波同期検出回路２１が搬送波同期を検出するために
、以下のような方法がある。あらかじめ定められた任意
の長さの特定の信号列で変調された変調波を受信し、搬
送波同期検出回路２１は、搬送波再生回路８の出力を使
用して、この変調波を復調する。さらに搬送波同期検出
回路２１は、復調された信号列が本来定められている信
号列と一致するか否かによって搬送波同期が完了し、搬
送波を再生したことを検出する。

一般の無線システムでは局部発振回路の周波数変動時間
は、受信入力レベルの低下している時間に比べ、非常に
長い。従って上記で説明した、受信入力レベル、搬送波
再生の同期完了の検出を行うことにより、局部発振回路
の発振周波数を正確に較正できる。

搬送波再生回路としては、逓倍形回路がある（例えば、
産報図書ディジタルコミュニケーションシリーズ、ディ
ジタル無線通信）。−例として４相位相変調波の逓倍形
回路の構成を第５図に示す。端子２３のＩＰ倍信号４逓
倍回路２４により４逓倍しフィルタ２５を通した信号を
基準信号として、ＶＣＯ（２９）　、４逓倍回路２８、
位相比較回路２６、ループフィルタ２７から成る位相同
期ループ（ＰＬＬ）が構成されている。この構成により
ＶＣＯ（２９）は入力ＩＰ信号の搬送波に位相同期して
いる。このＶＣＯ（２９）の発振周波数を出力端子３１
を介して周波数カウンタ回路に入力する。なお、３０は
検波回路で出力端子３２に復調出力を出力する。

搬送波再生回路としては、逓倍形回路の他に逆変調形回
路がある（例えば、産報図書ディジタルコミュニケーシ
ョンシリーズ、ディジタル無線通信）。−例として４相
位相変調波の逆変調形検波回路の構成を第６図に示す。

検波回路３０により端子２３のＩＦ低信号ら変調信号が
復調される。４相位相変調回路３４は復調された変調信
号を変調波入力と遅延回路３３を介したＩＦ低信号用い
て逆変調を行う。この４相位相変調回路３４の出力を基
準信号として、ＶＣＯ（２９）　、ループフィルタ２７
、位相比較回路２６、遅延回路３３からなる位相同期ル
ープ（ＰＬＬ）を構成している。この構成によりＶＣＯ
（２９）は入力ＩＦ倍信号搬送波に位相同期している。

このＶＣＯ（２９）の発振周波数を再生搬送波出力とし
て出力端子３１を介して周波数カウンタ回路に印加する
。

なお、復調出力は検波回路３０から出力端子３２に与え
られる。

搬送波再生回路としては、上記回路の他にコスタス形回
路がある（例えば、産報図書ディジタルコミュニケーシ
ョンシリーズ、ディジタル無線通信）。−例として４相
位相変調波のコスタス形回路を第７図に示す。３５は同
期検波回路、３６は乗算回路、３７は差回路、３８は和
回路である。本構成の回路は復調された変調信号から、
この変調信号に依存しない、ＶＣＯ（２９）の制御電圧
を発生し、ＶＣＯ（２９）の発振周波数をＩＦ低信号搬
送波周波数に位相同期させている。Ｖ（：０（２９）の
発振周波数を周波数カウンタ回路で測定する。

（発明の効果） 本発明の構成は、受信波がゼロクロス点を有する変調波
、または受信レベルが著しく低下した場合でも、局部発
掘回路の発振周波数を常に正しく較正できる。さらに自
動車電話システムのように高安定度の周波数源を有する
基地局と、これにくらべ周波数安定があまり良くない移
動機がある場合、本構成を移動機側に適応すれば、移動
機の周波数安定度を大幅に改善できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例、 第２図は出力周波数の調整ができる局部発振回路の例。 第３図は出力周波数の調整ができる局部発振回路の４列
。 第４図は本発明の第２の実施例、 第５図は検波回路の例、 第６図は検波回路の別の例、 第７図は検波回路の別の例、 第８図は従来の周波数較正回路、 第９図は帯域制限を受けた２相位相変調波である。 ｌ・・周波数変換回路、２・・ＩＦ増幅回路、３　・・
検波回路、　　４・・復調出力端子、５・・周波数カウ
ンタ回路、 ６・・局部発振周波数調整回路、 ７・・局部発振回路、８・・搬送波再生回路、９・・周
波数制御端子骨の局部発振回路、１０・・制御端子、 １１・・基準周波数発振回路、 １２・・基準用分周回路、 １３・・位相比較回路、１４・・ループフィルタ、１５
・・電圧制御発振回路、 Ｉ６・・帰還用分周回路、 １７・・局部発振出力端子、 Ｉ８・・分周数制御回路、 １９・・調整データ端子、 ２０・・レベル検出回路、 ２１・・搬送波同期検出回路、 ２２・・カウンタ制御回路、 ２３・・ＩＦ信号入力、　２４・・４逓倍回路、２５・
・フィルタ、　　２６・・位相比較回路、２７・・ルー
プルフィルタ、 ２８・・４逓倍回路、 ２９・・電圧制御発掘回路（ＶＣＯ）、３０・・検波回
路、 ３Ｉ・・再生搬送波出力端子、 ３２・・復調出力端子、３３・・遅延回路、３４・・４
相位相変調回路、 ３５・・同期検波回路、 ３６・・乗算回路、　３７・・差回路、３８・・和回路
。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）受信周波数を中間周波数に変換する周波数変換回
   路と、 発振周波数の制御が可能で前記周波数変換回路に局部発
   振周波数を提供する局部発振回路と、中間周波数の周波
   数を測定する周波数カウンタ回路と、 該周波数カウンタ回路の測定結果に従って前記局部発振
   回路を制御する局部発振周波数調整回路とを有し、 局部発振周波数調整回路が予め定めた周波数値と前記周
   波数カウンタ回路の測定値とを比較し、両者の差をゼロ
   とするように、前記局部発振回路の発振周波数を制御す
   る周波数較正回路において、 前記周波数変換回路の出力と、前記周波数カウンタ回路
   の入力の間に搬送波再生回路がもうけられ、 中間周波数に等しい周波数でこれと同期して振幅がほゞ
   一定の信号を前記周波数カウンタ回路に入力することを
   特徴とする周波数較正回路。
2. （２）請求項１記載の周波数較正回路において、受信信
   号のレベルを検出するレベル検出回路と、前記搬送波再
   生回路の出力が受信信号と同期したことを検出する搬送
   波同期検出回路と、前記レベル検出回路の出力と前記搬
   送波同期検出回路の出力を受け、ある特定の条件を満足
   した場合に、前記周波数カウンタの動作を継続し、それ
   以外の条件下では、該条件を満足する直前の周波数カウ
   ンタの測定結果を保持したまま周波数カウンタの動作を
   停止するように制御するカウンタ制御回路を具備したこ
   とを特徴とする周波数較正回路。