JPH069358B2 - 自動位相制御回路 - Google Patents

自動位相制御回路

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JPH069358B2
JPH069358B2 JP61144787A JP14478786A JPH069358B2 JP H069358 B2 JPH069358 B2 JP H069358B2 JP 61144787 A JP61144787 A JP 61144787A JP 14478786 A JP14478786 A JP 14478786A JP H069358 B2 JPH069358 B2 JP H069358B2
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行弘 岡田
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、通信・放送などの分野において、マイクロ波
周波数帯の4相PSK変調信号を復調する復調装置など
に使用される高周波自動位相制御回路に関する。
〔従来の技術〕
衛星放送における音声信号系は、占有帯域幅および伝送
効率の面で優れている4相PSK変調方式が用いられて
いる。4相PSK変調信号の復調は、約12GHzを14
0MHzに変換した変調信号について行なう。復調には同
期検波方式を用いるので搬送波を再生しなければならな
いが、140MHzのように高い周波数では逆変調方式で
搬送波を再生するのが適している。
逆変調方式の4相PSK復調装置は、第3図に示すよう
に、4相PSK変調信号aを直交位相復調回路1で復調
し、復調データ(b,c)を出力するとともに、再変調
回路2で、復調データ(b,c)で、変調信号aを遅延
回路4で遅延し、位相を調整した信号a’を変調する。
これが逆変調で出力信号dが再生搬送波信号になる。信
号dは自動位相制御回路(APC)を経て、余分な周波
数を除くとともに、また入力変調信号との位相調整を行
なう。このように位相調整した搬送波信号eを直交位相
復調回路1に使用している。
上記APC回路の設計は、復調装置の取扱う周波数が1
40MHzと高いことと、入力変調波信号の周波数変動が
GHz帯から140MHzまで数段の周波数変換を行なうた
め、避けられないことから、相当厳しいものとなってい
る。C/N比向上のため、APC回路に含まれる帯域通
過フィルタの通過帯域幅を狭くすると、周波数変動に伴
うその位相変位が大きくなるという相反関係があるので
何らかの工夫が必要となる。
以上に説明した回路は、4相PSK復調装置に組込まれ
る回路であるが、本発明の一般的に高周波において、C
/N比が高く、また入力周波数の変動があっても固定的
な位相を維持できる回路(APC回路)を対象とするも
のである。したがって使用場所としても衛星放送に限定
するものではない。
〔発明が解決しようとする問題点〕
高周波APC回路として、その要件をみたすものとし
て、本発明者が発明者の一人である特願昭60−149
336号の4相PSK復調装置では、第4図の回路を用
いている。
この回路では、高周波のフィルタ実現の困難性をさける
ため、入力を一旦低い周波数に変換し、再びもとの周波
数に変換して出力するようにしている。入力信号20
(周波数f)は共通の電圧制御発振器7の信号(周波数
)24と、乗算器5で乗算し、その出力信号21を
所定の変換周波数をとおす帯域通過フィルタ8を介して
低周波信号(周波数f−f)22に変換する。この信
号22は帯域通過フィルタ9をとおし、信号23として
再び乗算器6で信号(周波数f)24と乗算し、もと
の周波数f成分をもつ信号25となし、帯域通過フィル
タ12で信号(周波数f)26とする。電圧制御発振器
7の信号24は乗算器5,6に共通に供給されるので、
入力信号20と、信号26とは同一周波数になるが、信
号22,23は電圧制御発振器7の周波数により、ある
程度の周波数幅内で移動できる。帯域通過フィルタ9は
C/N比向上のため狭帯域にするが、入力信号20の周
波数変動があると、帯域中心周波数からずれ、位相変位
が生ずる。第2図に通過帯域幅の広いフィルタ(a)と狭
いフィルタ(b)とについて利得・位相の周波数特性を示
してあるが、狭帯域にすると位相変位が大きくなる。
ところで、第4図の回路は、帯域通過フィルタ9の両端
の信号(信号22,23)の位相比較を位相比較器10
でなし、その出力を低域通過フィルタ11を介して、電
圧制御発振器7に印加し、その周波数を変化させるPL
L(位相同期ループ)を形成している。このPLLによ
り信号22,23の周波数が自動的に変化し帯域通過フ
ィルタ9の中心周波数となることで、帯域通過フィルタ
9による位相差が生じない。このようにして、入力信号
20と、信号26とは入力信号20の周波数変動があっ
ても、常に同一周波数で同一位相とすることができ、ま
た信号26のC/N比が向上する。なお信号26はリミ
ッタ13で一定振幅となし、可変移相器14で、所定の
位相をもつ信号27として出力することができる。
以上、説明したように、第4図はきわめて優れた特性を
有するが、入力信号の周波数変化があまり大きい場合に
は、狭い通過帯域幅の帯域通過フィルタ9の出力が小さ
くなり、位相比較器10が正常に位相比較ができなくな
る。そのため上記の位相ロックができない場合が生ず
る。しかし、通過帯域幅を大きくするとC/N比向上が
できないという矛盾がある。この問題は、復調装置以前
の高周波段の設計にも関係するもので、その高周波段の
周波数変動が常に一定内におさまり、また偶発的な大き
い周波数変動がなければ、第4図は充分に有用である。
本発明の目的は、上記事情に鑑み、回路構成が従来例に
比し複雑になるが、入力信号の周波数変動が大きかった
り、偶発的に大きい周波数変動があった場合にも、この
APC回路が充分に動作するような回路を提供すること
にある。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明の回路は局部発振器を共通とする入力信号の周波
数をダウンする第1の周波数変換器と,再び周波数をア
ップして出力信号とする第2の周波数変換器とを有し、
第1・第2周波数変換器間の経路に同一中心周波数の通
過帯域幅を広・狭と異ならしめた第1・第2の帯域通過
フィルタと,電圧制御移相器とをその順に直列接続して
おく。そして第1帯域通過フィルタの両端の位相差を比
較し、該位相差に応じて前記局部発振器の周波数を制御
する手段と,第2帯域通過フィルタの両端の位相差を比
較して、前記電圧制御移相器の移相量を制御する手段と
を設けたものである。
〔作用〕
本発明では、帯域通過フィルタとして広帯域通過フィル
タと狭帯域通過フィルタとの2フィルタを備え、入力信
号の周波数変動が大きい場合にも、追随できるように
し、狭帯域通過フィルタでC/N比向上を図っている。
ただし実施例で詳細に説明するが、広帯域通過フィルタ
の位相特性から広帯域通過フィルタと電圧制御発振器と
を含むPLLの応答特性が充分でなく、広帯域通過フィ
ルタをとおる信号は中心周波数がずれ、多少の位相差が
生ずる。この位相差は、同一中心周波数を有する狭帯域
通過フィルタの両端の信号の位相差として拡大して検出
し、電圧制御移相器を動かすことにより補償できる。
〔実施例〕 以下、図面を参照して本発明の一実施例につき説明す
る。第1図が回路ブロック図であるが、乗算器101,
102より右側部分が低周波に変換された部分であり、
この低周波部分の上部にPLLが、下部に位相調整部分
が示されている。
入力信号201は、乗算器101で電圧制御発振器(以
下VCOと略す)103の出力信号202と乗算され、
その出力信号203を帯域通過フィルタ(以下BPFと
略す)104にとおすことで、低い周波数f−f0に周
波数変換された信号204とする。ここでfは信号20
1の,f0は信号202の周波数である。信号204は
広い通過帯域幅を有する第1BPF105に入力し、そ
の両端の位相差を位相比較器106で求め、この位相差
は低域通過フィルタ(以下LPFと略す)107で平滑
化し、制御電圧103aとしてVCO103を制御す
る。このPLLによって入力信号201に周波数変動が
あっても、VCO103の周波数が追随し、信号204
は前記位相差を小さくするような一定の周波数におさま
る。ただし、本発明では、入力信号201の周波数変動
がかなり大きい場合でも追随できるように第1BPF1
05の通過帯域幅を広くとってあるので、第1BPF1
05の両端の位相差は第2図(a)に示すように比較的小
さく、制御電圧103aが小さい。そのため周波数変動
がそれ程大きくない場合には、PLLのループ利得が小
さく追随誤差があり、信号204,205は第1BPF
105の中心周波数より少しずれ、位相差が生ずる。こ
の位相差は、次段の狭い通過帯域幅を有する第2BPF
108を含む位相調整部分で補償する。第2BPF10
8は、中心周波数が第1BPF105と同一であるが、
狭帯域であり、第2図(b)に示すように信号204,2
05が中心周波数より少し周波数がずれても両端の位相
差を検出する位相比較器109の出力は大きくなる。こ
の出力をLPF110で平滑化し、可変移相器113に
印加する。可変移相器113は電圧制御移相器であっ
て、初期調整として可変電圧112で一定移相量を与え
るようにしておく。そして前記LPF110の直流電圧
を加算器111で、可変電圧112で固定した電圧に重
畳することで、第1BPF105,第2BPF108の
全体の位相誤差を補償できる。
可変移相器113の出力信号207は、再びVCO10
3の出力信号202と乗算器102で乗算する。乗算器
102でもとの周波数fを含む信号208に変換されB
PF114,リミッタ115を介して、出力信号209
とする。この信号209は入力信号201に周波数変動
があっても同一周波数である。さらに第2BPF108
が狭帯域フィルタなのでC/N比が向上した信号となる
ばかりでなく、その位相は、初期的に調整した特定位相
を保持している。
〔発明の効果〕
以上詳しく説明したように、本発明では高周波入力信号
を低周波信号に変換して、低周波領域でAPC操作を行
なう。周波数変換にあたり、共通の局部発振器を用いる
ので、入力信号・出力信号は同一周波数である。APC
操作に関与する回路要素である帯域通過フィルタ,位相
比較器,電圧制御移相器などは低周波動作なので設計が
容易である。APC回路に含まれる帯域通過フィルタと
しては、共通の中心周波数をもち帯域幅を広・狭と異な
らしめた2つのフィルタを直列接続にする。広帯域通過
フィルタは入力信号の周波数変動が大きくても、このフ
ィルタを含む位相同期ループによって、中心周波数近傍
に周波数が変換されるように局部発振器(電圧制御発振
器)の周波数を追随させる。
上記のように中心周波数近傍に周波数変換された信号は
狭帯域通過フィルタをとおすことでC/N比を増大させ
るとともに、その周波数変動に対する位相差の変化を利
用して狭帯域通過フィルタに直列接続された電圧制御移
相器によって周波数変動による位相差を補償することが
できる。その結果、APC回路の位相としては電圧制御
移相器で固定的に定めたバイアスによる特定位相とする
ことができる。
上記のように、本発明によって入力周波数変動があって
も、常に正しくさだめられた位相とすることができ、ま
たC/N比の高いAPC回路を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例の回路ブロック図、第2図は
帯域通過フィルタの特性を示す図、第3図は4相PSK
復調装置のブロック図、第4図はAPC回路の従来例を
示す図である。 101,102…乗算器、 103…電圧制御発振器(VC0)、 104,114…帯域通過フィルタ、 107,110…低域通過フィルタ、 105…第1帯域通過フィルタ(広帯域)、 108…第2帯域通過フィルタ(狭帯域)、 106,109…位相比較器、 113…電圧制御移相器。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】帯域通過フィルタによるC/N比の向上
    と、入力信号の周波数変動にかかわらず一定の位相を保
    持することのできる高周波自動位相制御回路として、 局部発振器を共通とする入力信号の周波数をダウンする
    第1の周波数変換器と,再び周波数をアップして出力信
    号とする第2の周波数変換器とを有し、第1・第2周波
    数変換器間の経路に同一中心周波数の通過帯域幅を広・
    狭と異ならしめた第1・第2の帯域通過フィルタと,電
    圧制御位移相器とをその順に直列接続するとともに、 第1帯域通過フィルタの両端の位相差を比較し、該位相
    差に応じて前記局部発振器の周波数を制御する手段と,
    第2帯域通過フィルタの両端の位相差を比較して、前記
    電圧制御移相器の移相量を制御する手段とを有すること
    を特徴とする高周波自動位相制御回路。
JP61144787A 1986-06-23 1986-06-23 自動位相制御回路 Expired - Lifetime JPH069358B2 (ja)

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