JPH07297683A - 自動周波数制御回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 比較的簡単な構成によって基準発振器の基準
周波数を精度よく保つことのできる自動周波数制御回路
を提供すること。 【構成】 本発明の自動周波数制御回路（ＡＦＣ回路）
は、ミキサ６から出力される中間周波信号と、基準発振
器２２から出力される基準発信信号とを比較する場合に
おいて、位相比較器２１が、それぞれ位相差に応じたパ
ルス幅で、位相の進み遅れに応じた極性のパルスを出力
し、積分器２４が、この出力されたパルスを積分し、さ
らに、シュミットトリガ回路２５が、この積分された信
号を２値信号に波形整形し、制御部２３が、この波形整
形された２値信号に基づいて、基準発振器２２の基準発
信信号の周波数制御を行っている。そのため、本発明の
ＡＦＣ回路は、従来のように中間周波信号を周波数カウ
ンターで計測する構成を必要とすることなく、比較的簡
単な構成によって基準発振器の基準周波数を精度良く保
っている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は自動周波数制御回路に関
するものであり、詳細には、ＦＭ受信機、携帯電話等の
受信部において、受信信号の中間周波数のずれを補正す
るために用いられるものである。

【０００２】

【従来の技術】従来技術として、図４に示すようなＡＦ
Ｃ回路のブロック構成図がある。図４に基づいて、その
動作の概要を説明すると、アンテナ３０で受信された受
信信号は、高周波増幅部３１を介してミキサ３２に供給
され、位相同期回路４１から出力される第１局部発信周
波信号と乗算されて第１中間周波信号に変換される。そ
して、このミキサ３２によって変換された第１中間周波
信号は、第１中間周波増幅部３３を介してミキサ３４に
供給され、てい倍回路４２から出力される第２局部発信
周波信号と乗算されて第２中間周波信号に変換される。
さらに、このミキサ３４によって変換された第２中間周
波信号は、第２中間周波増幅部３５を介して復調器３６
で復調される。

【０００３】しかしながら、上記復調器３６によって復
調された第２中間周波信号の周波数の変動が、一定範囲
でない場合には、復調器３６で十分な復調性能を得るこ
とができなくなる。そのため、周波数カウンター３７に
よって、第２中間周波増幅部３５から出力される第２中
間周波信号の周波数を計測し、この計測した結果を演算
装置３８を介して制御部３９に取り込ませ、この取り込
ませた計測結果に基づいて、制御部３９が、基準発振器
４０の基準周波数を校正する。これにより、基準発信器
４０の基準周波数によって、その性能が依存する位相同
期回路４１、てい倍回路４２は、より好ましい第１局部
発信周波信号、第２局部発信周波信号を供給することと
なり、より好ましい第２中間周波信号に変換することが
可能となることから、復調性能を向上させることができ
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが上述した従来
のものでは、第２中間周波信号の周波数を周波数カウン
タで計測し、演算装置によって計測した周波数と予め設
定された周波数とのずれを求め、その求めた結果に基づ
いて基準発信器の基準周波数を制御している。つまり、
周波数カウンター、演算装置等の構成部を制御回路内に
設置しなければならなく、制御回路の構成の複雑化を招
いてしまうという問題点がある。

【０００５】そこで本発明は上記問題点に鑑みてなされ
たものであり、比較的簡単な構成によって、基準発振器
の基準周波数を精度よく保つことのできる自動周波数制
御回路を提供することを目的とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】そのため本発明は、基準
となる基準発信信号を出力し、その基準発信信号の周波
数を変化させることが可能な基準発振器と、この基準発
信器からの基準発信信号に基づいて、ある所定周波数の
局部発信信号を出力する局部発振器と、この局部発振器
より出力される局部発信信号と高周波入力信号とを混合
して中間周波信号を出力する混合器と、この混合器から
出力される中間周波信号と、前記基準発振器から出力さ
れる基準発信信号との位相を比較し、位相差に応じたパ
ルス幅で、位相の進み遅れに応じた極性のパルスを出力
する位相比較器と、この位相比較器から出力されるパル
スを積分し、この積分した積分信号を出力する積分器
と、この積分器から出力される積分信号を２値信号に波
形整形するシュミットトリガ回路と、このシュミットト
リガ回路で波形整形された前記２値信号を取込み、この
取込んだ２値信号に基づいて、前記基準発振器に印加す
る電圧を制御することで前記基準発信信号の周波数を変
化させる制御部とを採用するものである。

【０００７】

【作用及び発明の効果】上記構成において、高周波入力
信号と局部発信信号とが混合器によって混合され、中間
周波信号が得られる。そして、図２に示されるように、
この中間周波信号（Ａ）と基準発信信号（Ｂ）との位相
は、位相比較器によって比較され、このとき、位相比較
器は、それぞれ位相差に応じたパルス幅で、位相の進み
遅れに応じた極性のパルス（Ｃ）を出力する。さらに、
積分器は、この位相比較器から出力されるパルスを積分
することで積分信号（Ｄ）を出力し、シュミットトリガ
回路がこの積分信号を２値信号（Ｅ）に波形整形する。
そして、制御部は、この波形整形された２値信号を取り
込み、この取り込んだ２値信号に基づいて基準発振器か
ら出力される基準発信信号の周波数制御を行う。

【０００８】このように、本発明においては、位相比較
器、積分器、シュミットトリガ回路を採用することで、
検出が比較的容易である２値信号に変換し、この２値信
号に基づいて基準発振器を制御している。そのため、本
発明は、従来のように中間周波信号を周波数カウンター
で計測する等の構成を必要とすることなく構成の複雑化
を抑えている。しかも、基準発振器から出力される基準
発信信号は、高い周波数精度を有する高周波入力信号に
依存しているため、基準発振器の周波数精度を精度良く
保つことができるという優れた効果がある。

【０００９】

【実施例】以下、本発明を図に示す実施例に基づいて説
明する。なお、この実施例においては、本発明の自動周
波数制御回路（ＡＦＣ回路）をＦＭ送受信機に適用した
場合について説明する。図１は、そのＦＭ送受信機の受
信回路を示すブロック構成図である。

【００１０】図１において、ＢＰＦ（帯域フィルタ）
１、高周波増幅器２、ＢＰＦ３は、図示されていないア
ンテナから高周波入力信号を入力し、その入力した高周
波入力信号を帯域制限すると共に増幅する高周波増幅部
を構成しており、ミキサ４に接続されている。一方、ミ
キサ４は、上記高周波増幅部以外に、第１局部発振器
（ＶＣＯ）１３からの出力信号を入力するように構成さ
れており、上記高周波増幅部を通過した高周波入力信号
と第１局部発振器１３から出力された信号とを混合し、
第１中間周波信号として周波数変換する。なお、第１局
部発振器１３からは、基準発振器２２から出力される基
準発信信号を基に、第１局部発振器１３から出力される
信号を、位相比較器１５にて位相比較することで更正し
て得られた所定周波数の信号が出力される。

【００１１】次に、ミキサ４には、その周波数変換によ
り生成した第１中間周波信号を出力する出力側にＢＰＦ
５が接続されており、このＢＰＦ５を介して、ミキサ６
が接続されている。そして、このミキサ６は、ＢＰＦ５
以外に、てい倍回路１８が接続されており、このてい倍
回路１８からの出力信号と上記ＢＰＦ５を通過した第１
中間周波信号とを混合して、第２中間周波信号として周
波数変換する。また、このミキサ６の出力側には、ＢＰ
Ｆ７、第２中間周波増幅器８、ＢＰＦ９、第２中間周波
増幅器１０が設けられており、それぞれＢＰＦ７、第２
中間周波増幅器８、ＢＰＦ９、第２中間周波増幅器１０
は、段階的に帯域制限および増幅する第２中間周波増幅
部を構成している。そして、この第２中間周波増幅部の
出力側には復調器１１が接続されており、第２中間周波
増幅部と復調器１１との間には、第２中間周波信号を取
り込むための伝達ラインが設けられ、ここから取り込ん
だ第２中間周波信号を、分周器２０を介して位相比較器
２１に入力されるように構成されている。

【００１２】次に、位相比較器２１においては、上記分
周器２０以外に分周器１９が接続されており、この分周
器１９は、基準発振器２２からの基準発信信号を基に分
周した信号を出力し、位相比較器２１は、この分周器１
９からの信号と上記第２中間周波信号を分周した分周器
２０からの信号とを位相比較し、位相差に応じたパルス
幅で、位相の進み遅れに応じた極性のパルスを出力す
る。また、位相比較器２１の出力側には、積分器２４が
接続されており、この積分器２４は、位相比較器２１か
ら出力されるパルスを積分し、その出力側に構成された
シュミットトリガ回路２５に、積分した積分信号を出力
する。そして、このシュミットトリガ回路２５は、上記
積分信号を２値信号に波形整形し、この波形整形した２
値信号を制御部２３に入力する。また、制御部２３は、
シュミットトリガ回路２５から出力される２値信号を取
り込み、この取り込んだ２値信号に基づいて基準発振器
２２に印加する電圧を決定し、この基準発振器２２に印
加する電圧を変化させることで、基準発信信号の周波数
を制御している。

【００１３】以下、上記構成のＡＦＣ回路に高周波入力
信号が入力された際の動作を、図１及び図２に基づいて
説明する。まず、図示されていないアンテナによって受
信された高周波入力信号は、ＢＰＦ１に入力され、高周
波増幅器２、ＢＰＦ３を通過することで、帯域制限され
るとともに増幅される。そして、この増幅された高周波
入力信号はミキサ４に供給され、このミキサ４によっ
て、第１局部発振器１３からの第１局部発振周波信号と
混合されて第１中間周波信号として周波数変換される。

【００１４】次に、周波数変換された第１中間周波信号
は、ＢＰＦ５を通過し、ミキサ６に供給される。そし
て、このミキサ６に供給された第１中間周波信号は、て
い倍回路１８から出力される第２局部発振周波信号と混
合されて、第２中間周波信号として周波数変換される。
さらに、周波数変換された第２中間周波信号は、ＢＰＦ
７、第２中間周波増幅器８、ＢＰＦ９、第２中間周波増
幅器１０を通過することで、段階的に帯域制限されると
ともに増幅され、復調器１１に供給される。一方、第２
中間周波増幅器１０を通過した第２中間周波信号の一部
は、分周器２０に取り込まれ、分周器２０にて分周され
て、位相比較器２１に供給される。そしてこの位相比較
器２１に供給された信号は、位相比較器２１によって、
基準発振器２２の出力を分周器２２にて分周した信号と
位相比較される。このとき、位相比較器２１は、例え
ば、図２に示すように、基準発振器の出力を分周した信
号（Ｂ）の位相が第２中間周波数を分周した信号（Ａ）
の位相より遅れている場合は基準発振器の基準周波数が
マイナスの誤差を持っているということで、誤差信号
（Ｃ）として誤差の大きさに応じたＬｏ信号を出力し、
一方、基準発振器の出力を分周した信号（Ｂ）の位相が
第２中間周波数を分周した信号（Ａ）の位相より進んで
いる場合は基準発振器の基準周波数がプラスの誤差を持
っているということで、誤差信号（Ｃ）として誤差の大
きさに応じたＨｉ信号を出力する。

【００１５】そして、位相比較器２１から出力された誤
差信号（Ｃ）は、積分器２４によって積分信号（Ｄ）と
して積分され、さらに、図２に示すように、シュミット
トリガ回路２５により、所定の閾値で２値信号（Ｅ）に
整形され、ＡＦＣ判定結果として制御部２３に入力され
る。そこで、上記ＡＦＣ判定結果が入力された場合にお
ける制御部２３の動作を、図３に示すフローチャートに
基づいて説明する。

【００１６】まず、制御部２３は、シュミットトリガ回
路２５から出力されるＡＦＣ判定結果を、例えば、１０
ｍＳ間隔で１０回読込む（ステップ１０）。次に、制御
部２３は、この読込んだＡＦＣ判定結果に基づいて多数
決処理を行い（ステップ２０）、この結果に応じて基準
発振器２２に印加する制御電圧を変化させる。このと
き、ＡＦＣ判定結果のＨｉの信号が多い場合には、基準
発振器２２の基準周波数がプラスの誤差を持っていると
いうことで、基準発信器２２の制御電圧を下げ（ステッ
プ３０）、基準発振器２２の基準周波数を下げること
で、基準発信信号の位相を遅らせる。一方、ＡＦＣ判定
結果のＬｏの信号が多い場合には、基準発振器２２の基
準周波数がマイナスの誤差を持っているということで、
基準発信器２２の制御電圧を上げ（ステップ４０）、基
準発振器２２の基準周波数を上げることで、基準発信信
号の位相を進ませる。そして、ＡＦＣ判定結果が、Ｈｉ
とＬｏ同数の時は基準発振器２２の制御動作は行わず、
ステップ１０に戻る。なお、制御部２３の判定に基づい
て変化させる基準周波数の増減の幅は一定で、１回の制
御部２３の判定で制御部２３が基準発振器２２に印加す
る制御電圧を変えるのは１回のみである。また、制御部
２３は、電源がＯＦＦされた場合、その時点の基準発振
器２２の制御電圧値を記憶し、次回電源がＯＮした時の
初期設定電圧とする。 以上のことから、本発明のＡＦ
Ｃ回路は、位相比較器２１、積分器２４、シュミットト
リガ回路２５を採用することで、検出が比較的容易であ
る２値信号に変換し、この２値信号に基づいて基準発振
器２２を制御している。そのため、本発明は、従来のよ
うに中間周波信号を周波数カウンターで計測する等の構
成を必要とすることなく、構成の複雑化を抑えている。
しかも、基準発振器２２の基準周波数は、高い精度を持
つ高周波入力信号をもとに制御され、基準発振器２２の
周波数精度を向上させることができる。そして、基準発
振器２２の基準周波数の精度が上がれば、その基準周波
数に精度が依存する第１中間周波数、第２中間周波数の
精度が上がる。さらに、第１中間周波数、第２中間周波
数の精度が上がれば、基準発振器２２の基準周波数の精
度が上がる。つまり、この一連の動作を繰り返し行うこ
とによって、基準発振器２２の基準周波数を前記の基準
周波数の増減の幅（１回分）の範囲内に収束させること
ができ、基準周波数の精度を上げることができる。

【００１７】なお、上述した実施例は、ＦＭ送受信機に
適用したものであるが、精度の良い基準発振器の発信周
波数を要求する送受信機一般に適用することができる。
また、送信回路２６を構成する送信周波発振回路も基準
発振器２２の出力を基準周波数とする位相同期回路を持
つため送信周波数の精度は基準発振器２２の基準周波数
によって決まる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を表すブロック図である。

【図２】図１に示す位相比較器２１周辺で出力される波
形図である。

【図３】図１に示す制御部２３の動作を示すフローチャ
ートである。

【図４】従来技術を示すブロック図である。

【符号の説明】

４ ミキサ ６ ミキサ １３ 第１局部発振器 １８ てい倍回路 ２１ 位相比較器 ２２ 基準発振器 ２３ 制御部 ２４ 積分器 ２５ シュミットトリガ回路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基準となる基準発信信号を出力し、その
   基準発信信号の周波数を変化させることが可能な基準発
   振器と、 この基準発信器からの基準発信信号に基づいて、ある所
   定周波数の局部発信信号を出力する局部発振器と、 この局部発振器より出力される局部発信信号と高周波入
   力信号とを混合して中間周波信号を出力する混合器と、 この混合器から出力される中間周波信号と、前記基準発
   振器から出力される基準発信信号との位相を比較し、位
   相差に応じたパルス幅で、位相の進み遅れに応じた極性
   のパルスを出力する位相比較器と、 この位相比較器から出力されるパルスを積分し、この積
   分した積分信号を出力する積分器と、 この積分器から出力される積分信号を２値信号に波形整
   形するシュミットトリガ回路と、 このシュミットトリガ回路で波形整形された前記２値信
   号を取込み、この取込んだ２値信号に基づいて、前記基
   準発振器に印加する電圧を制御することで前記基準発信
   信号の周波数を変化させる制御部と、 を備えたことを特徴とする自動周波数制御回路。