JPH03101508A

JPH03101508A - 周波数弁別装置

Info

Publication number: JPH03101508A
Application number: JP23872589A
Authority: JP
Inventors: Yoshiharu Tozawa; 義春戸澤
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1989-09-14
Filing date: 1989-09-14
Publication date: 1991-04-26

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、所定の周波数値からの信号周波数のずれに比
例する出力電圧を出す周波数弁別装置に関する。

一般に、自動周波数制御回路（ＡＦＣ）や検波回路には
１周波数弁別装置が使用されている。ここで、自動周波
数制御回路（ＡＦＣ）に周波数弁別装置を使用した例を
示すと、第５図のようになる。すなわち、ＶＣＯ（電圧
制御発振器）２００の出力を周波数弁別装置２０１へ入
力し、この周波数弁別装置２０１で、この周波数弁別装
置２０１内蔵の基準発振器の周波数との周波数偏差情報
をループフィルタ２０２．アンプ２０３を介してＶＣＯ
２００の制御入力端へ入力する。これにより、ＶＣＯ２
００の発振周波数が基準周波数となるように制御される
。

また、最近は、衛星放送のように１０ＧＨｚ〜３０ＧＨ
ｚ帯の超高周波を扱う無線通信システムにおける小型地
球局（パラボラアンテナ１００とＢＳチューナ１０１の
部分；第６図参照）に、かかる周波数弁別装置を使用し
たいとの要請がある。

そして、この場合、第６図に示す小型地球局のＲＦ部１
０２を小型・低価格化することが望まれるが、この場合
はＲＦ部１０２の局部発振器を誘電体発振器とし、周波
数の選択はＩＦ帯で行なう方法がある。すなわち、第７
図に示すように、ＲＦ部１０２の局部発振器１０３から
の信号を周波数弁別装置１０４で受けて、この信号に関
し所定の周波数値からの信号周波数のずれに比例する出
力電圧をＢＳチューナ１０１のシンセサイザ１０５へ供
給するのである。

なお、第７図において、１０６はローノイズアンプ、１
０７はダウンコンバータ、１０８はバンドパスフィルタ
、１０９はチューニング用のミキサ、１１０は復調器で
あり、アンテナ１００を通じて受信された信号は、ＲＦ
部１０２のダウンコンバータ１０７で周波数変換された
のち、ミキサ１０９でチューニングされてから、復調さ
れるようになっている。そして、ＲＦ部１０２の局部発
振器１０３の信号を受ける周波数弁別袋Ｗ１０４からの
出力をシンセサイザ１０５へ供給することにより１周波
数の選択をＩＦ帯で行なっている。

［従来の技術］第４図は従来の誘電体共振器を利用した周波数弁別装置
のブロック図であるが、この第４図において、４１．４
２は被検出信号（周波数ｆ工Ｎ）を受けるバンドパスフ
ィルタで、各バンドパスフィルタ４１．４２としては誘
電体共振器が使用され。

バンドパスフィルタ４．１．４２の中心周波数はそれぞ
れｆ工＝　ｆ２　（ｆｔ≠ｆ、）に設定されている。

４３．４４はダイオードを用いた検波回路、４５は各検
波回路４３．４４からの検波出力の差分をとって増幅す
る差動増幅器である。

このような構成により、各バントパスフィルタ４１．４
２へ入力された被検出信号のｆＩＮ情報は検波回路４３
，４４を経て差動増幅器４５からｆ、υＴ情報として出
力されるが、この差動増幅器４５の出力は、ｆ□とｆ２
との中間の周波数（基準周波数に相当する周波数）で０
となり、この周波数からずれると、このずれに応じた出
力電圧が現われるようになっている。

なお、その他、遅延線を用いた周波数弁別装置もある。

［発明が解決しようとする課題］しかしながら、このような従来の周波数弁別装置では、
まず、第４図に示す誘電体共振器を利用したものでは、
その入出力における位相周波数特性や振幅周波数特性に
より、周波数を知ることができるが、周波数精度は誘電
体自身に依存するため、周波数精度を誘電体発振器の精
度以上にすることはできないという問題点がある。

また、遅延線を用いたものでは、周波数基準となるのは
、その電気長であるため、製作時のサイズの精度やバラ
ツキ等により、低価格で周波数精度を上げることは難し
いという問題点がある。

本発明は、このような問題点を解決しようとするもので
、１０ＧＨｚ〜３０ＧＨｚ程度の超高周波帯域において
も、高い周波数精度が得られるようにした、周波数弁別
装置を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］第１図は本発明の原理ブロック図である。

この第１図において、１，２は第１．第２の水晶発振器
で、これらの第１．第２の水晶発振器１゜２は、それぞ
れ異なった発振周波数を有するものである。

３．４は第１．第２の周波数変換器で、第１の周波数変
換器３は、第１の水晶発振器１からの信号に基づく第１
の基準信号で被検出信号の周波数を変換するもので、第
２の周波数変換器４は、第２の水晶発振器２からの信号
に基づく第２の基準信号で被検出信号の周波数を変換す
るものである。

５．６は第１．第２の検波器で、第１の検波器５は、第
１の周波数変換器３からの信号を検波するもので、第２
の検波器６は、第２の周波数変換器４からの信号を検波
するものである。

７は差動増幅器で、この差動増幅器７は、第１゜第２の
検波器５，６からの各検波信号についてこれらの検波信
号差を電圧情報で出力するものである。

［作　用コ上述の本発明の周波数弁別装置では、第１の周波数変換
器３で、第１の水晶発振器１からの信号に基づく第１の
基準信号で被検出信号の周波数を変換し、第１の検波器
５で、第１の周波数変換器３からの信号を検波するとと
もに、第２の周波数変換器４で、第２の水晶発振器２か
らの信号に基づく第２の基準信号で被検出信号の周波数
を変換し、第２の検波器６で、第２の周波数変換器４か
らの信号を検波し、更に差動増幅器７で、第１゜第２の
検波器５，６からの各検波信号についてこれらの検波信
号差を電圧情報で出力する。

［実施例］以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第２図は本発明の一実施例を示すブロック図で、この第
２図に示す周波数弁別装置は、例えば１０ＧＨｚ〜３０
ＧＨｚ帯の超高周波を扱う無線通信システムにおける小
型地球局（衛星放送用受信機）に設けられる場合につい
てのものであるが、この周波数弁別装置は、第１．第２
の水晶発振器１゜２、第１．第２のサンプリング位相検
出器（第１゜第２の周波数変換器）３，４．第１．第２
のローパスフィルタ８，９．第１．第２の検波回路５゜
６、差動増幅器７をそなえて構成されている。

ここで、第１．第２の水晶発振器１，２は、それぞれ異
なった発振周波数り、Ｌ（ｆｚ＞Ｌ）を有するもので、
その発振精度は、１ｏ−６〜１０−７程度の高い精度の
ものが使用される。

第１のサンプリング位相検出器３は、第１の水晶発振器
１からの信号に基づく第１の基準信号（周波数ｆ□）で
被検出信号の周波数ｆ工Ｎを変換するもので、第２のサ
ンプリング位相検出器４は、第２の水晶発振器２からの
信号に基づく第２の基準信号（周波数ｆ、）で被検出信
号の周波数ｆＩＮを変換するものであり、このために各
サンプリング位相検出器３，４は、バランス動作用トラ
ンス３Ａ、４Ａ、ステップリカバリダイオード３Ｂ。

４Ｂ、インパルスが出てスイッチングするショットキバ
リアダイオード３Ｇ、３Ｄ、４Ｃ，４−Ｄ。

低周波カット用コンデンサ３Ｅ、３Ｆ、３Ｇ、４Ｅ、４
Ｆ、４Ｇ、高周波カット用チョークコイル３Ｈ，４Ｈ，
コンデンサ３Ｉ、４Ｉを第２図に示すように結線するこ
とにより構成されている。

そして、水晶発振器１，２からの信号はバッファ１０．
１１を介してトランス３Ａ、４Ａの一次側に入力され、
被検出信号（周波数ｆ工Ｎ）は低周波カット用コンデン
サ３Ｇ、４Ｇを介して入力され、ショットキバリアダイ
オード３Ｃ，３Ｄ、４Ｇ、４Ｄを含むシングルバランス
型ミキサ部分で、ｆＸＮ”−ｎ　Ｌ　；　ｆＩＮｆｎ　
ｆｚ　（ｎは整数）に周波数変換される。ここで、ｆ　
ＩＮ＋　ｎ　Ｌｙ　ｎ　Ｌの大小関係をスペクトルで示
すと、第３図（ａ）のようになる。

第１の検波器５は、第１のローパスフィルタ８で低域成
分をろ波された第１のサンプリング位相検出器３からの
信号を検波するもので、第２の検波器６は、第２のロー
パスフィルタ９で低域成分をろ波された第２のサンプリ
ング位相検出器４からの信号を検波するものである。こ
こで、第１の検波器出力特性（電圧特性）を示すと、第
３図（ｂ）にＡで示すような特性となり、第２の検波器
出力特性（電圧特性）を示すと、第３図（ｂ）にＢで示
すような特性となる。なお、第３図（ｂ）中のｆｃはロ
ーパスフィルタ８，９のカットオフ周波数である。

差動増幅器７は、第１．第２の検波器５，６からの各検
波信号についてこれらの検波信号差を電圧情報で出力す
るもので、その出力特性（電圧特性）Ｃは、第３図（Ｑ
）のような周波数弁別特性になる。

上述の構成により、第１のサンプリング位相検出器３で
、第１の水晶発振器１からの信号に基づく第１の基準信
号で被検出信号の周波数を変換し、第１のローパスフィ
ルタ８で周波数特性をもたせてから、第１の検波器５で
、第１のサンプリング位相検出器３からの信号を検波す
るとともに、第２のサンプリング位相検出器４で、第２
の水晶発振器２からの信号に基づく第２の基準信号で被
検出信号の周波数を変換し、第２のローパスフィルタ９
で周波数特性をもたせてから、第２の検波器６で、第２
のサンプリング位相検出器４からの信号を検波し、更に
差動増幅器７で、第１．第２の検波器５，６からの各検
波信号についてこれらの検波信号差を電圧情報で出力す
る。これにより、第３図（ｃ）に示すような周波数弁別
特性Ｃが得られる。その結果、異なる基準周波数ｆ１．
　ｆ２間の周波数ｆ工Ｎが電圧かられかるのである。

そして、この周波数弁別装置によれば、高精度の水晶発
振器１，２を使用しているので、１０ＧＨｚ〜３０　Ｇ
　Ｈｚ程度の超高周波帯域においても、高い周波数精度
が得られる。

また１周波数変換の際に、高調波を得る手段として、構
成上複雑で高価なハーモニックミキサなどは使用しない
で、出力として数ＭＨｚ程度までしか扱わないサンプリ
ング位相検出器を使用しているので、低コストでビート
周波数成分を容易に得ることができる。

なお、本周波数弁別装置は、超高周波数を扱う自動周波
数制御回路（ＡＦＣ）や検波回路にももちろん適用でき
るほか、対称とする周波数も超高周波数に限定されるも
のではない。

第２図は本発明の一実施例を示すブロック図、第３図（
ａ）〜（ｃ）は周波数弁別装置の特性を説明するための
図、第４図は従来例を示すブロック図、第５図は自動周波数制御回路に周波数弁別装置を使用し
た例を示すブロック図。

第６図は超高周波を扱う無線通信システムにおける小型
地球局を示す模式図、第７図は小型地球局に周波数弁別装置を使用した例を示
すブロック図である。

［発明の効果］以上詳述したように、本発明の周波数弁別装置によれば
、高精度の水晶発振器を使用しているので、１０ＧＨｚ
〜３０ＧＨｚ程度の超高周波帯域においても、高い周波
数精度が得られる利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理ブロック図、図において、１．２は第１．第２の水晶発振器、３．４は第１．第２のサンプリング位相検出器（第１．
第２の周波数変換器）、３Ａ、４Ａはバランス動作用トランス、３Ｂ、４Ｂはス
テップリカバリダイオード、３Ｇ、３Ｄ、４Ｃ，４Ｄは
ショットキバリアダイオード、３Ｅ〜３Ｇ、４Ｅ〜４Ｇは低周波カット用コンデンサ、３Ｈ，４Ｈは高周波カット用チョークコイル、３Ｉ、４
Ｉはコンデンサ、５．６は第１．第２の検波回路、７は差動増幅器、８．９は第１．第２のローパスフィルタ、１０．１１は
バッファ、４１．４２はバンドパスフィルタ、４３．４４は検波回路、４５は差動増幅器、１００はパラボラアンテナ、１０１はＢＳチューナ、１０２はＲＦ部、１０３は局部発振器、１０４は周波数弁別装置、１０５はシンセサイザ。１０６はローノイズアンプ、１０７はダウンコンバータ、１０８はバンドパスフィルタ、１０９はチューニング用のミキサ、１１０は復調器、２００はＶＣＯ（電圧制御発振器）、２０１は周波数弁別装置、２０２はループフィルタ、２０３はアンプである。

Claims

【特許請求の範囲】異なった発振周波数を有する第１、第２の水晶発振器（
１、２）と、該第１の水晶発振器（１）からの信号に基づく第１の基
準信号で被検出信号の周波数を変換する第１の周波数変
換器（３）と、該第２の水晶発振器（２）からの信号に基づく第２の基
準信号で該被検出信号の周波数を変換する第２の周波数
変換器（４）と、該第１の周波数変換器（３）からの信号を検波する第１
の検波器（５）と、該第２の周波数変換器（４）からの信号を検波する第２
の検波器（６）と、該第１、第２の検波器（５、６）からの各検波信号につ
いてこれらの検波信号差を電圧情報で出力する差動増幅
器（７）とをそなえて構成されたことを特徴とする、周
波数弁別装置。