JPH0263209A - 自動周波数制御方式 - 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】 〔概　要〕 衛星回線などに好適に用いられる自動周波数制御方式に
関し、 長期的周波数ドリフトに対する周波数の安定化を目的と
し、 所定の周波数の周波数変換用信号を介して入力信号の周
波数を第１の周波数の信号に変換する周波数変換回路と
、該第１の周波数信号を所定の周波数範囲内に同期引込
みを行う同期引込回路と、該同期引込回路における同期
引込みが所定の範囲から逸脱した場合、該周波数変換回
路における該周波数変換用信号の周波数を同期引込逸脱
方向の離散的な他の周波数に変更設定する周波数設定回
路とを備えた、構成にする。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、入力信号を所定の周波数に変換し、さらに周
波数変換信号を同期引込する自動周波数制御方式に関す
るものであり、特に、長期的周波数ドリフトを補償する
自動周波数制御方式に関する。

〔従来の技術〕

例えば、衛星通信用中継器に用いられている周波数変換
器は、高い周波数帯、例えば２０ＧＨｚで用いられる。

中継器における温度変動や、経年変動に対する安定度（
原発振周波数に対する周波数変動量の比率）を向上して
も、原発振周波数自体が高いため、変動量の絶対値は大
きくなってしまい、場合によっては±Ｉ　ＭＨｚもの変
動量を含むものも存在する。このように衛星中継器にお
ける周波数変動は、中継器内で十分低く抑えることが困
難なため一般に受信機側において補償されている。

すなわち、受信機に自動周波数制御方式を組み込み、受
信信号を周波数変換を行うと共に、同期引込を行い、周
波数を制御誤差内に制御するようにしている。

かかる自動周波数制御方式の同期引込回路としては、広
帯域電圧制御形光振器（ＶＣＯ）を用いたもの、電圧制
御形水晶発振器（ＶＣＸＯ）を用いた高安定ｖｃｘｏ形
スイープ・トラック方式によるもの等が知られている。

〔発明が解決しようとする課題〕

広帯域ＶＣＯを用いた方式は、広い周波数範囲にわたっ
て同期引込を可能としているが、感度が高すぎて、周波
数が変動しすぎ、むしろ安定度に欠けるという問題に遭
遇している。

他方、高安定ｖｃｘｏ形スイープ・トラック方式は、周
波数安定度を高くし、やや広めの周波数範囲について同
期引込を可能としているが、同期引込周波数範囲が充分
でないという問題がある。若し、同期引込周波数範囲を
広くすると、同期引込時間が相当長くなるという問題に
遭遇する。

以上に鑑みて、高い周波数信号の周波数変換が可能な上
、広範囲の同期引込および周波数安定度を向上させた、
自動周波数制御方式が要望されている。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の自動周波数制御方式は、第１図に原理ブロック
図を示すように、入力信号ＳＩＮの周波数ｆｌＮ　　と
第１の周波数ｆ、に変換する周波数変換回路１と、周波
数変換信号Ｓ１を同期引込する同期引込回路２と、該同
期引込回路の同期引込信号が所定の範囲から逸脱した場
合を検出して、周波数変換回路１における周波数変換用
信号の周波数を変更設定する周波数設定回路３から成る
。

〔作　用〕

上記自動周波数制御方式は、例えば、衛星通信用中継器
において前述した何らかの原因で周波数誤差が増加し、
その結果同期引込回路２の同期引込範囲を逸脱するよう
な事態が生じたとき、周波数設定回路３がこれを検出し
、周波数変換回路１０周周波数変換回路の周波数を同期
引込逸脱方向の離散的な他の周波数、例えば隣接する次
のチャネルの周波数に変換されるような周波数に変更設
定する。これにより、周波数変換回路１からの周波数変
換信号は隣接するチャネルの周波数となる。

従って、同期引込回路２は新たなチャネル周波数におい
て安定に同期引込を行うことが可能となる。

衛星通信用中継器における経年変化、温度変化などに伴
う周波数ドリフトは比較的長期的に緩慢に変動推移する
。従っｔ、上記周波数変更設定は比較的長時間ごとに行
なわれ、新たな周波数変換信号について安定に同期引込
が行なわれる。

このような構成とすることにより、単体としては狭い範
囲だが高安定なＶＣ（Ｘ）　０を用いながら、周波数引
込み範囲が十分広い自動周波数制御が実現できる。

隣接チャネル近傍で周波数の変更設定がひんばんに行な
われることを防止するため、同期引込逸脱検出は、デッ
ドバンドを加味したヒステリシス特性を持たせることが
できる。

〔実施例〕

第２図に本発明の実施例の一般的構成図を示す。

同図において、周波数変換回路ｌが周波数変換器（ミキ
サ）１１および周波数シンセサイザ１２で構成され、同
期引込回路２が周波数変換器２１、ｖｃｏＮｆＩ器２２
およびｖＣＯ２３で構成され、オヨび、周波数設定回路
３がシンセサイザ制御器３１で構成されている。

周波数変換回路１１は入力信号ＳＩＮの周波数ｆ１．４
を周波数シンセサイザ１２からの周波数ｆｃに基いてシ
フトする０周波数シンセサイザ１２の周波数ｆｃはシン
セサイザ制御器３１により設定される０周波数変換回路
２１は周波数変換回路１１からの周波数変更信号Ｓｌｌ
の周波数ｆ、をＶＣＯ２３からの周波数ｆｖに基づいて
シフトする。

周波数変換回路２１からの信号Ｓ２１は後段の回路（図
示せず）に出力されると共に、ｖｃｏＩ１１御器２２に
印加される。

ＶＣＯ２３がこの制御電圧Ｖｃに応じた周波数ｆｖを発
生させ、周波数変換回路２１に印加する。これにより、
周波数変換器１１からの周波数変換信号Ｓｌｌの周波数
が、同期引込回路２の制御範囲内で、一定の周波数に維
持される。

ｖｃＯＩＩＩ御器２２の制器２２Ｖｃはシンセサイザ制
御器３１に印加され、監視される。制御電圧Ｖｃが所定
の範囲をこえた場合、同期引込回路２における同期引込
範囲をこえるようになる。シンセサイザ制御器３１は、
入力信号ＳＩＮの周波数変換後の周波数が予め設定され
た隣接チャネルの周波数になるように、周波数シンセサ
イザ１２の出力周波数ｆｃを変更する。この周波数変更
は、制御電圧Ｖｃが所定の範囲を逸脱する方向に合わせ
て行う。周波数変更後、隣接チャネル周波数において同
期引込みが行なわれる。

以上により、広範囲■ＣＯを用いることなく、十分広範
囲の周波数にわたって同期引込が可能となる。

第３図に更に具体的な実施例として、衛星通信の受信機
に用いられる４相ＰＳＫ自動周波数制御方式の回路図を
示す。

同図において、周波数変換回路１が周波数変換器１１お
よび周波数シンセサイザ１２、同期引込回路２が２つの
周波数変換器２１１．　２１２、ＶＣＯ制御器として機
能するコスタスループ２２１、水晶形ＶＣＯ（ＶＣＸＯ
）　２３１　、および移相器２１３、および、周波数設
定回路３が比較器３２およびシンセサイザ制御器３１で
図示の如く構成されている。周波数変換器２１１．　２
１２は、移相器２１３から出力される直交するｖｃｘｏ
出力信号にもとづいて周波数変換することにより、直交
する再生信号ＳＯＩ　、　ＳＯｏを出力する。直交する
再生信号ＳＯ□、　ＳＯ，の出力周波数は同じである。

本実施例においては、安定性を向上させるため、水晶形
ＶＣＯ２３１を用いている。

周波数変換回路１は入力信号ＳＩＮを中間周波項に周波
数変換する。同期引込回路２は中間周波について同期引
込を行う。

コスタスループ２２１単体の引込範囲は、第４図に図示
の如く、ある周波数に対し±Δｆである。

第４図の横軸ｆ、、ｆ２．ｆ、はそれぞれ、シンセサイ
ザ制御器３１から周波数シンセサイザ１２に出力される
隣接周波数を示す。これらの隣接周波数は外部から設定
される（Ｓｓｔｙ）。

コスタスループ２２１は、周波数、例えばｆｔに対する
周波数変換器２１１．２１２からの出力信号ＳＯ「。

ＳＯｏの周波数との差Δｆ′に応じた制御電圧Ｖｃを出
力する。ＶＣＸＯ２３１はこの制御電圧Ｖｃに応じた周
波数の信号を移相器２１３に出力する。移相器２１３は
入力信号を直交する２つの信号としてそれぞれ周波数変
換器２１１．２１２に出力し、周波数変換器２１１．２
１２が周波数変換器１１からの信号と乗算して周波数変
換する。

比較器３２は、制御電圧Ｖｃを入力し、シンセサイザ制
御器３１で設定した周波数、例えばｆ２を中心として、
上記コスタスループの引込範囲±Δｆより狭い範囲、例
えば士（３／４）Δｆの範囲で制御電圧Ｖｃを監視する
。制御電圧Ｖｃが、＋（３／４）Δｒを逸脱した場合は
オーバーフロー信号０ＶＲＦを、−（３／４）Δｆを逸
脱した場合はアンダーフロー信号ＵＤＲＦをシンセサイ
ザ制御器３１に出力する。シンセサイザ制御器３１は、
オーバーフロー信号を入力した場合、現在の周波数ｆ２
より高い周波数ｆ’３、アンダーフロー信号を入力した
場合、現在の周波数ｆｔより低い周波数ｆ１で周波数変
換されるように、周波数シンセサイザ１２の出力周波数
ｆｃを設定変更する。その後は、上記新しい周波数ｆ１
又はｆ、について同期引込みが行なわれる。

このとき、周波数がｆｔとｆ３との中間近傍で変動する
と、設定周波数がｆ２とｆ、との間でひんばんに変動す
るので、再生信号が不安定となる。

かかる変動を防止するため、隣接周波数の切替をヒステ
リシス特性をもって切替えるのがよい。すなわち、比較
器３２のスレショルド電圧Ｖｔｈを下記の範囲に設定す
ればよい。

ΔＶ、＜Ｖい　〈Δ■ Δ■：±Δｒに対応するＶＣＯ制御電圧範囲Δ■ｓ　：
シンセサイザ制御器のステップサイズΔｆｓに対応する
ＶＣＯ制御電圧 範囲 上記ヒステリシス特性を第５図に示す。例えば、周波数
がｆ、からｆ２に移行するときは第５図のａ点で移行さ
せ、一方ｆｔからｆ、に戻すときは第５図のｂ点で戻す
。このようにヒステリシス特性を持たせることにより、
第５図ａ　−ｂ点間で周波数が変動したとしても、周波
数ｆ、のまま、あるいは−旦周波数がｆ２に移行したら
周波数ｆ。

のまま維持される。これらの領域は、同期引込回路の引
込範囲内にある。

本発明は以上に述べたものの他、種々の変形形態をとる
ことができる。例えば、第３図の４相ＰＳＫに限らず、
１６　ＱＡＭ、その他の復調にも適用できる。また第２
図の■ＣＯ制御器に代えてディスクリミネータを用いる
ことができる。

第３図の実施例は、好適例として衛星通信用受信機に適
用される場杏について述べたが、本発明は上述の実施例
に限定されるものではなく、高い周波数信号について周
波数変換を行ない、安定度が高く高精度な同期引込を行
なう自動周波数制御方式であって、比較的長時間にわた
る周波数ドリフトを補償するものに好適に適用可能であ
る。

〔発明の効果〕

以上に述べたように本発明によれば、広範囲かつ安定度
の高い自動周波数制御方式が実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の自動周波数制御方式の原理ブロック図
、 第２図は本発明の一般的な自動周波数制御方式の回路を
示す実施例回路図、 第３図は本発明の実施例の４相ＰＳＫ自動周波数制御回
路図、 第４図は第３図の自動周波数制御回路の動作を説明する
図、 第５図は本発明の実施例の周波数切替におけるヒステリ
シス特性を示す図、である。 〔符号の説明〕 １・・・周波数変換回路、　２・・・同期引込回路、３
・・・周波数設定回路、　　１１・・・周波数変換器、
１２・・・周波数シンセサイザ、 ２１・・・周波数変換器、　２２・・・ＶＣＯ制御器、
２３・ＶＣＯ。 ３１・・・シンセサイザ制御器、 ３２・・・比較器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、所定の周波数（ｆｃ）の周波数変換用信号（Ｓｃ）
   を介して入力信号（ＳＩＮ）の周波数（ｆ＿Ｉ＿Ｎ）を
   第１の周波数（ｆ＿１）の信号（Ｓ１）に変換する周波
   数変換回路（１）と、 該第１の周波数信号を所定の周波数範囲内に同期引込み
   を行う同期引込回路（２）と、 該同期引込回路における同期引込みが所定の範囲から逸
   脱した場合、該周波数変換回路における該周波数変換用
   信号の周波数を同期引込逸脱方向の離散的な他の周波数
   に変更設定する周波数設定回路（３）とを備えたことを
   特徴とする、自動周波数制御方式。 ２、該周波数設定回路が、デッドバンドを用いて同期引
   込逸脱検出を行ない、上記周波数変更設定を行うことを
   特徴とする、請求項１記載の自動周波数制御方式。