JPH03131105A - 直流成分を含む変調信号による周波数変調可能な位相同期ループ回路 - Google Patents

直流成分を含む変調信号による周波数変調可能な位相同期ループ回路

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JPH03131105A
JPH03131105A JP1268591A JP26859189A JPH03131105A JP H03131105 A JPH03131105 A JP H03131105A JP 1268591 A JP1268591 A JP 1268591A JP 26859189 A JP26859189 A JP 26859189A JP H03131105 A JPH03131105 A JP H03131105A
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JP
Japan
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frequency
phase
modulation
circuit
locked loop
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Pending
Application number
JP1268591A
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English (en)
Inventor
Noriaki Murayama
村山 典明
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Sanden Corp
Original Assignee
Sanden Corp
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Publication date
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  • Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)
  • Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)

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、ディジタルデータ伝送の無線通信で用いられ
る位相同期ループ(PLL)回路に関するものである。
【従来の技術】
位相同期ループ回路は搬送波の再生やデジタル変調波の
再生などに用いられる。その基本回路構成は4位相比較
器、ループフィルタ(LPF)および電圧制御発振器(
VCO)からなる閉ループのフィードバック制御系であ
る。このような位相同期ループ回路を用いてディジタル
データ伝送の周波数°変調(FM変調)を行なうには、
変調信号とループフィルタとの間に積分器を入れる必要
がある。
【発明が解決しようとする課題】
変調信号が脈流であったり、交流であっても極端に偏倚
した交流のうように直流成分を多く含む場合、一定時間
後には積分器の出力電圧が飽和してしまう。その後は、
積分器として動作しなくなるので、周波数変調を行なう
ことができない。そのため、位相同期ループ回路では、
直流成分を多く含む信号を周波数変調することが不可能
であるとされていた。 本発明は、このような課題を解決するためになされたも
ので、直流成分を多く含む信号であっても周波数変調す
ることが可能な位相同期ループ回路を提供するものであ
る。
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための本発明を適用する位相同期ル
ープ回路を、実施例に対応する第1図により説明する。 同図の回路は、基準発振器1からの比較周波数fRを位
相比較器2、ループフィルタ3、および電圧制御発振器
4を有する閉ループに導入し、電圧制御発振器4からフ
ィードバックした周波数f7と、比較周波数fIIとを
位相比較器2で比較した値により電圧制御発振器4の発
振周波数fVeoを制御するフィードバック系の位相同
期ループ回路である。変調信号の入力P、からループフ
ィルタ3に到る間に積分器5を有し、積分器5はスイッ
チ回路SWIにより蓄積電荷を放電可能である。 スイッチ回路S■lは放電パルス発生器6(第3図参照
)からのパルス信号をトリガとして作動する。そして放
電パルス発生器6は位相比較器2の出力が一定閾値を越
えたときに該パルス信号が発生する。
【作用】
上記の位相同期ループ回路の入力側の積分器5に設けた
スイッチ回路SWIを電圧に応じた周期で動作させ、積
分器5の電荷を放電させる。これにより、積分器内の電
荷が飽和することを回避することができる。また積分器
5の出力電圧と位相比較器2の出力電圧をお互いに打消
し合う波形とすることができるので、電圧制御発振器4
の制御電圧を一定値に維持できる。その結果、電圧制御
発振器4の発振周波数fvc。が定常的に中心周波数か
らずれることになり、直流による周波数変調が可能とな
る。 上記のように、電圧制御発振器4の発振周波数fveo
が、比較周波数f、により決まる中心周波数からずれて
いる場合、位相比較器2の出力は一定周期毎に特定の波
形となる。放電パルス発生器6は、この特定波形を捉え
て放電パルスを発生させ、それをトリガとしてスイッチ
回路SWIを一定周期毎に動作させることができる。
【実施例】
以下、本発明の実施例を詳細に説明する。 第1図は本発明を適用する位相同期ループ回路の実施例
のブロック図である。 同図に示す1は一定な周波数M−frを発振する基準発
振器、2は位相比較器でその回路例は第2図に示しであ
る。3は抵抗R2、コンデンサC2および比較増幅器1
0からなるループフィルタ(LPF)である。R1およ
びR4は比較増幅器10の人力抵抗である。4は電圧制
御発振器(VCO,)、5はコンデンサCI、抵抗R,
および比較増幅器11からなる積分器である。SWIは
スイッチングトランジスタ、6は放電パルス発生器でそ
の回路例は第3図に示しである。同じく第1図の7はl
/N分周器、8は l/N分周器、9は発振子である。 位相比較器2は、第2図に示すように一対のフリップフ
ロップ13aと 13b、アンドゲート14、対スイッ
チS■2aとswzb、同一抵抗値の一対の抵抗Rpa
と Rpbから構成されている。 第3図には放電パルス発生器6の回路の実施例が示しで
ある。回路はコンパレータ21・22、アンドゲート2
3・24、オアゲート25およびタイミング回路26か
ら構成されている。 第4図には第1図から第3図の回路の各部における出力
波形を示しである。この出力波形を参照しつつ回路の動
作を説明する。 第1図の回路では、基準発振器1で発振した周波数N−
fr(第4図 (g))がl/N分周器7で分周され比
較周波数fr(第4図 (fl 参照)になり、位相比
較器2の入力端子Hに定常的に入力している。 一方、変調入力端子P1の信号は積分器5により積分さ
れる。この積分出力と位相比較器2の出力との加算電圧
がループフィルタ3を通って電圧制御発振器4に入力す
る。電圧制御発振器4は、この入力端子に応じた周波数
fvcoを発振する。 変調入力端子P1の入力V、・0のとき、電圧制御発振
器4の発振周波数fvcoは、 fvco=N−fr となっている。変調入力端子P、に直流定電圧Vmを加
えると(v、・Vm、第4図 (a))、電圧制御発振
器4の発振周波数fvcoは変化する。その変化量をN
・Δfとすると、 f’vco=N−fr+N ・Δf になる。この発振周波数fvcoは分周器8で1/Nに
分周され周波数fvとなり位相比較器2の入力端子■に
入力し、入力端子Rから入力している比較周波数frと
位相比較器2により位相の比較がされる。発振周波数f
vcoはN4r−= N−fr+ N・Δfと変化して
るから、位相比較器2の出力■3は、(d)に示す電圧
波形となる。その平均値が破線で示しである。 位相比較器2は、第2図に示したように対称形であるた
め、端子RとVの位相差が2π毎に同じ出力を発生する
。したがってtpを求めると、位相比較器2の端子Rに
加わる比較周波数frと端子Vに加わる周波数fvの周
波数差がΔfのときの1秒間の繰返し回数k(=整数)
は、 であるから、 となる。 前記したように位相比較器2は、入力端子RとVとの間
の位相差が2π毎に同じ出力が発生し、位相差が2πよ
りわずか小さいときに出力■。 中の波形Sが発生して放電パルス発生器6の端子Pに入
力する。一方、放電パルス発生器6のタイミング回路2
6は、比較周波数fr毎に周波数N−Frをカウントし
、一定のカウント毎に第4図 Thlに示すタイミング
パルスVwでタイミングがとられている。そのため、波
形Sが入力している放電パルス発生器6は、コンパレー
タ21、タイミングパルスVw、およびアンドゲート2
3により波形Sを検出する。したがって比較周波数f1
1の立上がりの直前のタイミングで (clに示す出力
v5のパルスを発生させる。このパルスをトリガとして
スイッチSWIが動作する。 そのスイッチ動作で積分器1が放電し、出力■2は第4
図 (b)に示すように、 (tはスイッチSWIをオンからオフにした直後、すな
わち出力v5のパルス立下がりからの時間)となる。 ここで出力v2とv3について比較してみる。抵抗R3
および抵抗R4がR3= R,= R,に選んであると
、出力■2とv、ノ平均値(第4図 (d)(7)破線
)が2.5V(7)軸を対称軸として対称となるように
、すなわち(b)の電圧v2が2.5vからOvまで変
化する時間とtpとが等しくなるように、周波数Nfr
+N・Δfを電圧制御発振器4が発振する。その結果、
出力■2とv3が打消しあい、ループフィルタ3のコン
デンサC2に流入する電流が零になる。すなわちループ
フィルタ3の出力v4(=■c+ΔV、第4図(c)参
照)は一定になる。したがって電圧制御発振器4の発振
周波数fvco (= N−f*+Δf)も一定となる
。 上記したように、変調入力端子P1に、直流定電圧V、
を加えると、ループフィルタ3の出力v4がΔ■だけ変
化して一定になるため、発振周波数fvcoはΔfだけ
変化して一定となり、これが定常状態として続く。この
ことは直流による周波数変調が実現できることを示して
いる。 なお上記した実施例では変調入力端子P1の入力V、=
V、、>0 (第4図(a)参照)を例示したが、第5
図(a)に示すようにV + ” Vm < Oの場合
についても同様に説明できる。この場合、位相比較器2
の出力v3の波形は第5図 fd)に示した波形となる
。出力■、中の波形S°は、放電パルス発生器6のコン
パレータ22とタイミングパルス■1およびアンドゲー
ト24により検出される また位相比較器は、第2図の構成以外でも良く、位相比
較器の構成に合わせて放電パルス発生器を構成し、本発
明を実施することができる。
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の位相間器ループ回路は、
入力側の積分器の電荷を放電させることができるので、
直流による周波数変調が可能となる。しかも周波数が高
安定である。したがって、例えば直流成分を含むデジタ
ルデータを伝送する無線通信装置、測定器等に応用する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明を適用する位相同期ループ回路の実施例
のブロック図、第2図は位相比較器の回路の実施例を示
す図、第3図は放電パルス発生器の回路の実施例を示す
図、第4図は上記実施例の回路の各部における出力波形
図、第5図は入力電圧の極性が第4図とは異なる場合の
出力波形図である。 1−・・基準発振器   2・・・位相比較器3・・・
ループフィルタ 4・・・電圧制御発振器5・・・積分
器     6・・・放電パルス発生器7.8・・・分
周器   9・・・発振子10、l l ・・・比較増
幅器 SWl、5W1a、5W1b−・スイッチ13a、13
b・・・フリップフロップ14.23.24・・・アン
ドゲート 21・22・・・コンパレータ

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、基準発振器からの比較周波数を位相比較器、ループ
    フィルタ、および電圧制御発振器を有する閉ループに導
    入し、該電圧制御発振器からフィードバックした周波数
    と、前記比較周波数とを該位相比較器で比較した値によ
    り該電圧制御発振器の発振周波数を制御する位相同期ル
    ープ回路であって、変調信号の入力から該ループフィル
    タに到る間に積分器を有し、該積分器はスイッチ回路に
    より蓄積電荷を放電可能であることを特徴とする直流成
    分を含む変調信号による周波数変調可能な位相同期ルー
    プ回路。 2、前記スイッチ回路が放電パルス発生器からのパルス
    信号をトリガとして作動し、該放電パルス発生器は前記
    位相比較器の出力が一定閾値を越えたときに該パルス信
    号が発生する回路であることを特徴とする請求項第1項
    に記載の直流成分を含む変調信号による周波数変調可能
    な位相同期ループ回路。
JP1268591A 1989-10-16 1989-10-16 直流成分を含む変調信号による周波数変調可能な位相同期ループ回路 Pending JPH03131105A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5764300A (en) * 1994-07-28 1998-06-09 Thomson Consumer Electronics, Inc. Control system having reduced response time
US7062236B2 (en) * 2000-12-22 2006-06-13 Nokia Corporation Transmitter circuits

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