JPH07307645A

JPH07307645A - 自動周波数制御回路

Info

Publication number: JPH07307645A
Application number: JP6101096A
Authority: JP
Inventors: Yoichi Endo; 洋一遠藤; Yutaka Oda; 豊小田
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1994-05-16
Filing date: 1994-05-16
Publication date: 1995-11-21
Also published as: US5479136A

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は、衛星通信装置の受信部において用
いて好適の自動周波数制御回路に関し、絶対周波数の要
求によらずローカル発振部の分周数を小さく設定可能に
して、低雑音化・回線品質の向上をはかることを目的と
する。【構成】周波数変換部１，シンセサイザ構成のローカ
ル発振部２，電圧制御発振器３，帯域通過フィルタ４，
基準発振器５，位相比較器６およびループフィルタ７を
そなえてなる自動周波数制御回路であって、電圧制御発
振器３の発振周波数にオフセットを与えるべく、所望の
電圧を出力する電圧源８と、この電圧源８の出力を位相
比較器６から電圧制御発振器３に到る回路部分の信号に
加算する加算器９とをそなえて構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】（目次）産業上の利用分野従来の技術（図１５〜図１７）発明が解決しようとする課題（図１７）課題を解決するための手段（図１〜図５）作用（図１〜図５）実施例（ａ）第１実施例の説明（図６，図７）（ｂ）第２実施例の説明（図８，図９）（ｃ）第３実施例の説明（図１０，図１１）（ｄ）第４実施例の説明（図１２）（ｅ）第５実施例の説明（図１３，図１４）発明の効果

【０００２】

【産業上の利用分野】本発明は、衛星通信装置の受信部
において用いて好適の自動周波数制御回路〔ＡＦＣ（Au
tomatic Frequency Control)回路に関する。近年、情報
化社会の発展に伴い、複数の拠点間での通信回線設定の
手段として通信衛星による衛星回線が使用されるように
なっている。

【０００３】このため、現在の日本でも民間の運営する
通信衛星として、“ＪＣ−ＳＡＴ”や“Ｓｕｐｅｒ−Ｂ
ｉｒｄ”の２機（実際には予備機を含めて４機）がサー
ビスを行なっている。周知のように、衛星通信とは、赤
道上空約３６０００ｋｍの軌道上に静止させた衛星（静
止衛星）の中継器（トランスポンダ）を介して通信を行
なうものであるが、この静止衛星は、地上から見ると実
際には８の字の軌跡（衛星の地球面上投影点の軌跡）を
描いている。このような軌跡は無線回線においてドプラ
ー効果による周波数変動となって影響を及ぼすことにな
るため、何らかの手段によりその周波数変動を吸収する
必要がある。

【０００４】また、現在、衛星通信には５００ＭＨｚ幅
の周波数帯域が割り当てられているが、この帯域を全部
使うのではなく、いくつかのトランスポンダを並べて分
割使用している。そこで、衛星通信装置では、トランス
ポンダが、帯域内のどのチャネル（ＣＨ）でも対応でき
るように構成する必要がある。通常、周波数変動の吸収
には受信信号を使ったＡＦＣ回路が利用されている。ま
た、チャネルの切換については、周波数変換用のローカ
ル発振器をシンセサイザタイプのものにする手法が用い
られている。

【０００５】

【従来の技術】図１５（ａ），（ｂ）はそれぞれ衛星回
線におけるトランスポンダ（中継器）の周波数配置例と
各トランスポンダにおけるチャネル（ＣＨ）の周波数配
置例とを示す図である。そして、図１５（ａ）には、割
当帯域内（５００ＭＨｚ帯域内）のトランスポンダの周
波数配置例が示されており、この図１５（ａ）に示すよ
うに、割当帯域内を複数個（３０個程度，図１５では３
２個）のトランスポンダにより分割して使用している。
また、電波の有効利用のため、垂直偏波（Ｖ偏波）およ
び水平偏波（Ｈ偏波）のそれぞれでトランスポンダをイ
ンタリーブ配置（交互配置）している。

【０００６】各トランスポンダには、番号がふられてい
ることが多く〔図１５（ａ）ではＮｏ．１〜Ｎｏ．３
２〕、通常、通信サービス提供者により各利用者がどの
トランスポンダを使用するかの割当が行なわれる。長期
に亘って回線を使用する場合はある特定のトランスポン
ダを使うが、スポット利用の場合は、運用状況に応じて
空トランスポンダを使うことになる。

【０００７】図１５（ｂ）には、各トランスポンダ内に
おけるチャネル（ＣＨ）の周波数配置例が示されてい
る。伝送する信号種類や利用形態により、そのチャネル
配置は異なるが、ここでは電話，ＦＡＸ等の小容量かつ
多チャネルの場合が示されている。図１５（ｂ）におい
て、センタにあるキャリアがパイロット信号で、このパ
イロット信号の両側はガードバンドとして空けてあり、
後述するＡＦＣ等の処理が容易になるように配慮されて
いる。

【０００８】さらに、図１５（ｂ）において、ガードバ
ンド外側に並ぶのが通信回線の信号である。これらは一
定のチャネル・スペーシングで割り当てられており、必
要に応じてチャネルが使用される。従って、空チャネル
は無信号となっている。ここでは、便宜上、トランスポ
ンダのセンタにパイロットを配置しているが、これは後
の説明を簡易にするためであり、特にセンタである必要
はない。

【０００９】ところで、図１６はＡＦＣの原理を説明す
るためのブロック図であり、この図１６において、１は
入力信号を所望の周波数の信号に変換する周波数変換
部、２は周波数変換部１へ周波数変換用のローカル信号
を供給するローカル発振部、４は周波数変換部１により
変換された信号のうち所望の周波数帯域の信号を通過さ
せる帯域通過フィルタ（ＢＰＦ：Band Pass Filter）、
５は入力信号を一定の周波数に同期させるための基準と
なる基準信号を供給する基準発振器（ＲＥＦ）、６は基
準発振器５の出力と帯域通過フィルタ４の出力とを比較
する位相比較器、７は位相比較器６の出力を平滑化しロ
ーカル発振部２へ供給するループフィルタである。

【００１０】このように構成されたＡＦＣ回路におい
て、入力された信号は、周波数変換部１により周波数変
換される。この際、ローカル発振器２の周波数を適当に
選ぶことにより、割当帯域の５００ＭＨｚ内から任意の
トランスポンダを選択する。さらに、帯域通過フィルタ
４により、選択された信号からパイロット信号のみを取
り出す。

【００１１】取り出されたパイロット信号は位相比較器
６により基準発振器５からの基準信号と比較され、パイ
ロット信号と基準信号との差である誤差信号Δδが位相
比較器６から出力される。この誤差信号Δδはループフ
ィルタ７を介してローカル発振器２に入力されており、
誤差信号Δδに応じてローカル発振器２の出力周波数が
可変になっている。

【００１２】つまり、上述の構成では、パイロット信号
に対して位相同期ループとなっており、基準発振器５の
周波数を希望するパイロット周波数ｆ_PLに設定しておけ
ば、入力信号の周波数変動によらず周波数変換後の周波
数が一定、つまり基準発振器５の周波数と同じになるよ
うにローカル発振器２が制御される。図１７は一般的な
自動周波数制御回路の構成例を示すブロック図で、図
中、図１６にて説明した符号と同一の符号は同一の部分
を示している。

【００１３】図１７に示す自動周波数制御回路は、基本
的には図１６に示したものと同じであるが、この図１７
に示すように、電圧制御発振器３および分周器１０が付
加されている。ここで、電圧制御発振器（ＶＣＯ：Volt
age Control Oscillator）３は、ループフィルタ７を介
して位相比較器６からの誤差信号Δδを受け、その誤差
信号Δδに応じた基準信号をローカル発振部２へ供給す
るものであり、分周器１０は、ローカル発振部２と電圧
制御発振器３との間に介装された分周数Ｍの分周器であ
り、ローカル発振部２は後述するごとくシンセサイザ構
成となっている。

【００１４】なお、ここでは、説明を簡単にするため、
図１７に実際の具体的な数値を記入している。また、Ｊ
Ｃ−ＳＡＴのトランスポンダＮｏ．１７を使用した場合
を例に挙げる。このトランスポンダＮｏ．１７は、割当
帯域５００ＭＨｚのほぼ中央に位置している。トランス
ポンダＮｏ．１７の中心周波数は１２．５０８２５ＧＨ
ｚであるが、通常は映像受信との関係で１１．３ＧＨｚ
のローカルによりＬバンドの９５０〜１４５０ＭＨｚに
ブロックコンバートするため、この例でもこれに従う
と、図１７の入力信号の中心周波数ｆ_RFは１２０８．２
５ＭＨｚとなる。周波数変換部１による周波数変換後の
中間周波数帯（ＩＦ帯）の中心周波数ｆ_IFを１４０ＭＨ
ｚとすると、ローカル発振部２の発振周波数ｆ_LOは、ｆ_LO＝ｆ_RF−ｆ_IF （１）の関係から、１０６８．２５ＭＨｚとなる。

【００１５】今、トランスポンダ内のチャネル配置を図
１５（ｂ）のように設定しているため、パイロット信号
の周波数ｆ_PLはトランスポンダの中心周波数と同一とな
る。これにより、ｆ_PL＝ｆ_IF （２）であり、ｆ_PL＝１４０ＭＨｚとなる。

【００１６】ここで、電圧制御発振器３の出力周波数ｆ
_REFは１０ＭＨｚとした。特に１０ＭＨｚである必要は
無いが、安定度の高い基準発振源としては１０ＭＨｚま
たは５ＭＨｚが広く使用されており、ここではこれに倣
った。周波数ｆ_REF＝１０ＭＨｚの信号から周波数ｆ_LO
＝１０６８．２５ＭＨｚの信号を得るために、ローカル
発振部２は、電圧制御発振器２１，ループフィルタ２
２，位相比較器（ＰＤ：Phase Detector）２３および分
周器２４からなるシンセサイザタイプ〔ＰＬＬ（Phase
Locked Loop)発振器〕として構成されており、電圧制御
発振器２１から出力される発振周波数ｆ_LOの信号（ロー
カル発振部２としての出力）を分周器２４によりＮ分周
したものと、分周器１０からの信号とを位相比較器２３
により比較して誤差信号を得る。その誤差信号は、ルー
プフィルタ２２を介して電圧制御発振器２１に入力さ
れ、誤差信号に応じて電圧制御発振器２１の出力周波数
ｆ_LOが調整されている。

【００１７】なお、図１６に示したものと同じように、
ループフィルタ７の出力により、直接、電圧制御発振器
２１を制御してもよいが、電圧制御発振器２１は、発振
周波数が高く、５００ＭＨｚの帯域をカバーする広帯域
形であるため周波数安定度が低い。そのため、ＡＦＣロ
ック時には問題とならないが、立上げ時や再引込み時等
に周波数ずれで動作不能となる可能性が高く、商用の機
器に使用されることはあまりなく、図１７に示すような
シンセサイザタイプのローカル発振部２が使用される。

【００１８】前述のように、ｆ_LO＝１０６８．２５ＭＨ
ｚ，ｆ_REF＝１０ＭＨｚとすると分周器２４の分周数を
Ｎとして、ｆ_LO＝Ｎ・ｆ_R （３）の関係がある。ただし、ｆ_Rは分周器１０からの出力周
波数つまり位相比較器２３での比較周波数で、Ｎは正の
整数であることから、ｆ_R＝２５０ＫＨｚとなり、従っ
て、Ｎ＝４２７３，Ｍ＝４０となる。

【００１９】

【発明が解決しようとする課題】次に、図１７に示すよ
うな構成のＡＦＣ回路において、通信回線の品質に重要
な影響を与えるローカル発振部２の位相雑音について検
討する。ローカル発振部２として、図１７に示すような
ＰＬＬ発振器を使用した場合、その出力の位相雑音はノ
イズフロア，ＶＣＯ雑音等で決まる。特にループ帯域内
をみた場合にはノイズフロアが支配的であり、その雑音
量は、ＰＮ_out＝ＰＮ_PD＋２０・log Ｎ（ｄＢｃ／Ｈｚ）（４）にて表わされる。ここで、ＰＮ_outはローカル発信部２
の位相雑音、ＰＮ_PDは位相比較器２３のフロアノイズ、
Ｎは分周器２４の分周数である。位相比較器２３の雑音
量については、各種文献に発表されているが、かなりバ
ラツキがあるため、平均的な値としてＰＮ_PD＝−１４０
ｄＢｃ／Ｈｚを採用する。上式より図１７について、そ
の雑音量ＰＮ_outを算出すると、ＰＮ_out＝〔−１４０＋２０・log(４２７３）〕ｄＢｃ／Ｈｚ＝−６７．４ｄＢｃ／Ｈｚとなる。

【００２０】周波数ｆ_IFの最終的な出力信号での雑音量
は、中心周波数ｆ_RFの入力信号の雑音と、ローカル発振
部２（電圧制御発振器２１）からの周波数ｆ_LOの信号の
雑音（上式にて計算）との加算となるため、これを改善
するには分周器２４の分周数Ｎの低減が有効といえる。
そこで、具体的に分周器２４の分周数Ｎを低減する手段
について検討する。ローカル発振部２の機能として要求
されるのは、５００ＭＨｚの帯域から特定のトランスポ
ンダを選択するため、適宜、周波数を変更できることで
ある。例に挙げたＪＣ−ＳＡＴの場合、トランスポンダ
の間隔は３０ＭＨｚであり、インターリーブ配置の異偏
波側を考えても１５ＭＨｚ間隔である。

【００２１】これにより、ローカル発振部２の出力周波
数ステップは１５ＭＨｚでよいことになり、ＰＬＬの原
理に基づき、位相比較器２３での比較周波数ｆ_Rとして
は１５ＭＨｚが得られる。この周波数ｆ_Rを大きくする
ことができれば、当然、分周器２４の分周数Ｎは小さく
できることになる。ところが、相対的な周波数間隔から
は分周数Ｎの低減が可能であるが、絶対周波数（ここで
は１０６８．２５ＭＨｚ）の制約により、比較周波数ｆ
_Rを２５０ＫＨｚにする必要があり、分周数Ｎを低減す
ることができない。そのため、機能上の必要条件以上に
分周数Ｎが大きくなり、雑音の劣化を引き起こすという
課題がある。

【００２２】本発明は、このような課題に鑑み創案され
たもので、絶対周波数の要求によることなくローカル発
振部における分周数を小さく設定できるようにして、低
雑音の信号を得ることを可能にし、回線品質の向上をは
かった自動周波数制御回路を提供することを目的とす
る。

【００２３】

【課題を解決するための手段】図１は第１の発明の原理
ブロック図で、この図１において、１は入力信号を所望
の周波数の信号に変換する周波数変換部、２は周波数変
換部１へ周波数変換用のローカル信号を供給するシンセ
サイザ構成のローカル発振部、３はローカル発振部２へ
第１の基準信号を供給する電圧制御発振器、４は周波数
変換部１により変換された信号のうち所望の周波数帯域
の信号を通過させる帯域通過フィルタ、５は入力信号を
一定の周波数に同期させるための基準となる第２の基準
信号を供給する基準発振器、６は基準発振器５の出力と
帯域通過フィルタ４の出力とを比較する位相比較器、７
は位相比較器６の出力を平滑化して電圧制御発振器３に
制御電圧として出力するループフィルタである。

【００２４】そして、電圧制御発振器３の発振周波数に
オフセットを与えるべく、所望の電圧を出力する電圧源
８と、電圧源８の出力を位相比較器６から電圧制御発振
器３に到る回路部分の信号に加算する加算器９とがそな
えられている（請求項１）。ここで、加算器９は、図１
に実線で示すように、電圧制御発振器３とループフィル
タ７との間に設けてもよいし（請求項２）、図１に二点
鎖線で示すように、位相比較器６とループフィルタ７と
の間に設けてもよい（請求項３）。

【００２５】このとき、電圧源８から出力される電圧値
は、周波数変換部１への周波数変換用のローカル信号と
して本来必要とされるローカル発振部２からのローカル
信号周波数と電圧制御発振器３からの第１の基準信号の
発振周波数を受けることによりローカル発振部２から出
力されるローカル信号周波数との差Δｆ_LOを、電圧制御
発振器３の制御電圧感度Ｋ_RFとローカル発振部２におけ
る分周数Ｎとの積で割った値に基づいて設定される（請
求項４）。

【００２６】さらに、ローカル発振部２と電圧制御発振
器３との間に分周器を介装してもよく（請求項５）、こ
の場合、電圧源８から出力される電圧値は、周波数変換
部１への周波数変換用のローカル信号として本来必要と
されるローカル発振部２からのローカル信号周波数と分
周器を介して電圧制御発振器３からの第１の基準信号の
発振周波数を受けることによりローカル発振部２から出
力されるローカル信号周波数との差Δｆ_LOに分周器の分
周数Ｍを乗算した値を、電圧制御発振器３の制御電圧感
度Ｋ_RFとローカル発振部２における分周数Ｎとの積で割
った値に基づいて設定される（請求項６）。

【００２７】図２は第２の発明の原理ブロック図で、図
１にて既述の符号と同一の符号は同一部分を示している
ので、その説明は省略する。この図２に示すように、第
２の発明では、ローカル発振部２の発振周波数にオフセ
ットを与えるべく、所望の電圧を出力する電圧源８Ａ
と、電圧源８Ａの出力をローカル発振部２の発振周波数
制御信号に加算する加算器９Ａとがそなえられている
（請求項７）。

【００２８】ここで、電圧源８Ａから出力される電圧値
は、周波数変換部１への周波数変換用のローカル信号と
して本来必要とされるローカル発振部２からのローカル
信号周波数と電圧制御発振器３からの第１の基準信号の
発振周波数を受けることによりローカル発振部２から出
力されるローカル信号周波数との差Δｆ_LOをローカル発
振部２の制御感度Ｋ_VCOで割った値に基づいて設定され
る（請求項８）。

【００２９】図３は第３の発明の原理ブロック図で、図
１にて既述の符号と同一の符号は同一部分を示している
ので、その説明は省略する。この図３に示すように、第
３の発明では、電圧制御発振器３の発振周波数にオフセ
ットを与えるべく、所望の電圧を出力する第１電圧源８
と、第１電圧源８の出力を位相比較器６から電圧制御発
振器３に到る回路部分の信号に加算する加算器９とがそ
なえられるとともに、ローカル発振部２の発振周波数に
オフセットを与えるべく、所望の電圧を出力する第２電
圧源８Ａと、第２電圧源８Ａの出力をローカル発振部２
の発振周波数制御信号に加算する第２加算器９Ａとがそ
なえられている（請求項９）。

【００３０】ここで、第１加算器９は、図３に実線で示
すように、電圧制御発振器３とループフィルタ７との間
に設けてもよいし（請求項１０）、図３に二点鎖線で示
すように、位相比較器６とループフィルタ７との間に設
けてもよい（請求項１１）。このとき、第１電圧源８か
ら出力される電圧値は、周波数変換部１への周波数変換
用のローカル信号として本来必要とされるローカル発振
部２からのローカル信号周波数と電圧制御発振器３から
の第１の基準信号の発振周波数を受けることによりロー
カル発振部２から出力されるローカル信号周波数との差
Δｆ_LOを、電圧制御発振器３の制御電圧感度Ｋ_RFとロー
カル発振部２における分周数Ｎとの積で割った値に基づ
いて設定されるとともに、第２電圧源８Ａから出力され
る電圧値は、差周波数Δｆ_LOをローカル発振部２の制御
感度Ｋ_VCOで割った値に基づいて設定される（請求項１
２）。

【００３１】さらに、ローカル発振部２と電圧制御発振
器３との間に分周器を介装してもよく（請求項１３）、
この場合、第１電圧源８から出力される電圧値は、周波
数変換部１への周波数変換用のローカル信号として本来
必要とされるローカル発振部２からのローカル信号周波
数と分周器を介して電圧制御発振器３からの第１の基準
信号の発振周波数を受けることによりローカル発振部２
から出力されるローカル信号周波数との差Δｆ_LOに分周
器の分周数Ｍを乗算した値を、電圧制御発振器３の制御
電圧感度Ｋ_RFとローカル発振部２における分周数Ｎとの
積で割った値に基づいて設定されるとともに、第２電圧
源８Ａから出力される電圧値は、差周波数Δｆ_LOをロー
カル発振部２の制御感度Ｋ_VCOで割った値に基づいて設
定される（請求項１４）。

【００３２】図４は第４の発明の原理ブロック図で、図
１にて既述の符号と同一の符号は同一部分を示している
ので、その説明は省略する。この図４に示すように、第
４の発明では、帯域通過フィルタ４がその中心周波数を
オフセットしうるように構成されるとともに、帯域通過
フィルタ４の中心周波数のオフセット量を制御する周波
数オフセット量制御部１１が設けられている（請求項１
５）。

【００３３】このとき、位相比較器６が、周波数依存性
の少ない位相比較器として構成されている（請求項１
６）。図５は第５の発明の原理ブロック図で、図１にて
既述の符号と同一の符号は同一部分を示しているので、
その説明は省略する。この図５に示すように、第５の発
明では、帯域通過フィルタ４がその中心周波数をオフセ
ットしうるように構成されるとともに、帯域通過フィル
タ４の中心周波数のオフセット量および基準発振器５の
発振周波数のオフセット量をそれぞれ制御する周波数オ
フセット量制御部１１Ａが設けられている（請求項１
７）。

【００３４】

【作用】上述した第１の発明の自動周波数制御回路（図
１参照）では、電圧源８の出力を、加算器９により、位
相比較器６から電圧制御発振器３に到る回路部分の信号
に加算することで（請求項１）、電圧制御発振器３から
の発振周波数が変化し、ローカル発振部２のローカル信
号周波数、つまりは周波数変換部１による変換周波数を
所望の周波数へシフトさせることができる。

【００３５】ここで、加算器９を電圧制御発振器３とル
ープフィルタ７との間に設けることにより（請求項
２）、電圧源８の出力がループフィルタ７の出力に加算
され、その加算出力が電圧制御発振器３の制御電圧とし
て出力される。また、加算器９を位相比較器６とループ
フィルタ７との間に設けることにより（請求項３）、電
圧源８の出力が位相比較器６の出力に加算され、その加
算出力がループフィルタ７を介して電圧制御発振器３の
制御電圧として出力される。

【００３６】このとき、電圧源８から出力される電圧値
を、本来必要とされるローカル信号周波数と実際にロー
カル発振部２から出力されるローカル信号周波数との差
Δｆ _LOを、電圧制御発振器３の制御電圧感度Ｋ_RFとロー
カル発振部２における分周数Ｎとの積（Ｋ_RF・Ｎ）で割
った値〔Δｆ_LO／（Ｋ_RF・Ｎ）〕に基づいて設定するこ
とにより（請求項４）、ローカル発振部２のローカル信
号周波数つまり周波数変換部１による変換周波数を適当
なシフト量だけシフトさせることができる。

【００３７】また、ローカル発振部２と電圧制御発振器
３との間に分周器を介装した場合（請求項５）には、電
圧源８から出力される電圧値を、本来必要とされるロー
カル信号周波数と実際にローカル発振部２から出力され
るローカル信号周波数との差Δｆ_LOに分周器の分周数Ｍ
を乗算した値（Δｆ_LO・Ｍ）を、電圧制御発振器３の制
御電圧感度Ｋ_RFとローカル発振部２における分周数Ｎと
の積（Ｋ_RF・Ｎ）で割った値〔（Δｆ_LO・Ｍ）／（Ｋ_RF
・Ｎ）〕に基づいて設定することにより（請求項６）、
ローカル発振部２のローカル信号周波数つまり周波数変
換部１による変換周波数を適当なシフト量だけシフトさ
せることができる。

【００３８】上述した第２の発明の自動周波数制御装置
（図２参照）では、電圧源８Ａの出力を、加算器９Ａに
よりローカル発振部２の発振周波数制御信号に加算する
ことで（請求項７）、電圧制御発振器３からの発振周波
数が変化し、ローカル発振部２のローカル信号周波数、
つまりは周波数変換部１による変換周波数を所望の周波
数へシフトさせることができる。

【００３９】ここで、電圧源８Ａから出力される電圧値
を、本来必要とされるローカル信号周波数と実際にロー
カル発振部２から出力されるローカル信号周波数との差
Δｆ _LOをローカル発振部２の制御感度Ｋ_VCOで割った値
（Δｆ_LO／Ｋ_VCO）に基づいて設定することにより（請
求項８）、ローカル発振部２のローカル信号周波数つま
り周波数変換部１による変換周波数を適当なシフト量だ
けシフトさせることができる。

【００４０】上述した第３の発明の自動周波数制御装置
（図３参照）では、第１電圧源８の出力を、第１加算器
９により、位相比較器６から電圧制御発振器３に到る回
路部分の信号に加算するとともに、第２電圧源８Ａの出
力を、第２加算器９Ａによりローカル発振部２の発振周
波数制御信号に加算することで（請求項９）、電圧制御
発振器３からの発振周波数が変化し、ローカル発振部２
のローカル信号周波数、つまりは周波数変換部１による
変換周波数を所望の周波数へシフトさせることができ
る。このとき、第２電圧源８Ａおよび第２加算器９Ａに
より粗調整が行なわれ、第１電圧源８および第１加算器
９により微調整が行なわれる。

【００４１】ここで、第１加算器９を電圧制御発振器３
とループフィルタ７との間に設けることにより（請求項
１０）、第１電圧源８の出力がループフィルタ７の出力
に加算され、その加算出力が電圧制御発振器３の制御電
圧として出力される。また、第１加算器９を位相比較器
６とループフィルタ７との間に設けることにより（請求
項１１）、第１電圧源８の出力が位相比較器６の出力に
加算され、その加算出力がループフィルタ７を介して電
圧制御発振器３の制御電圧として出力される。

【００４２】このとき、第１電圧源８から出力される電
圧値を、本来必要とされるローカル信号周波数と実際に
ローカル発振部２から出力されるローカル信号周波数と
の差Δｆ_LOを、電圧制御発振器３の制御電圧感度Ｋ_RFと
ローカル発振部２における分周数Ｎとの積（Ｋ_RF・Ｎ）
で割った値〔Δｆ_LO／（Ｋ_RF・Ｎ）〕に基づいて設定す
るとともに、第２電圧源８Ａから出力される電圧値を、
差周波数Δｆ_LOをローカル発振部２の制御感度Ｋ_VCOで
割った値（Δｆ_LO／Ｋ_VCO）に基づいて設定することに
より（請求項１２）、ローカル発振部２のローカル信号
周波数つまり周波数変換部１による変換周波数を適当な
シフト量だけシフトさせることができる。

【００４３】また、ローカル発振部２と電圧制御発振器
３との間に分周器を介装した場合（請求項１３）には、
第１電圧源８から出力される電圧値を、本来必要とされ
るローカル信号周波数と実際にローカル発振部２から出
力されるローカル信号周波数との差Δｆ_LOに分周器の分
周数Ｍを乗算した値（Δｆ_LO・Ｍ）を、電圧制御発振器
３の制御電圧感度Ｋ_RFとローカル発振部２における分周
数Ｎとの積（Ｋ_RF・Ｎ）で割った値〔（Δｆ_LO・Ｍ）／
（Ｋ_RF・Ｎ）〕に基づいて設定するとともに、第２電圧
源８Ａから出力される電圧値を、差周波数Δｆ_LOをロー
カル発振部２の制御感度Ｋ_VCOで割った値（Δｆ_LO／Ｋ
_VCO）に基づいて設定することにより（請求項１４）、
ローカル発振部２のローカル信号周波数つまり周波数変
換部１による変換周波数を適当なシフト量だけシフトさ
せることができる。

【００４４】上述した第４の発明の自動周波数制御回路
（図４参照）では、帯域通過フィルタ４がその中心周波
数をオフセット可能な構成されており、周波数オフセッ
ト量制御部１１により帯域通過フィルタ４の中心周波数
のオフセット量を制御することで（請求項１５）、電圧
制御発振器３からの発振周波数が変化し、ローカル発振
部２のローカル信号周波数、つまりは周波数変換部１に
よる変換周波数を所望の周波数へシフトさせることがで
きる。

【００４５】このとき、位相比較器６として、周波数依
存性の少ないものを用いることにより（請求項１６）、
基準発振器５の発振周波数を制御することなく、帯域通
過フィルタ４の中心周波数のオフセット量を制御するだ
けで、周波数変換部１による変換周波数を所望の周波数
へシフトさせることができる。上述した第５の発明の自
動周波数制御回路（図５参照）では、帯域通過フィルタ
４がその中心周波数をオフセット可能な構成されてお
り、周波数オフセット量制御部１１により、帯域通過フ
ィルタ４の中心周波数のオフセット量および基準発振器
５の発振周波数のオフセット量をそれぞれ制御すること
で（請求項１７）、電圧制御発振器３からの発振周波数
が変化し、周波数依存性の少ない位相比較器を用いなく
とも、ローカル発振部２のローカル信号周波数、つまり
は周波数変換部１による変換周波数を所望の周波数へシ
フトさせることができる。

【００４６】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。（ａ）第１実施例の説明図６は本発明の第１実施例を示すブロック図で、この図
６に示すように、第１実施例の自動周波数制御回路（以
下、ＡＦＣ回路という場合もある）も、基本的には図１
７に示したものと同様の、周波数変換部１，ローカル発
振部２，電圧制御発振器（ＶＣＯ）３，帯域通過フィル
タ（ＢＰＦ）４，基準発振器５，位相比較器６，ループ
フィルタ７および分周数Ｍの分周器１０を有して構成さ
れている。ここで、ローカル発振部２は、やはり図１７
に示したものと同様に、電圧制御発振器２１，ループフ
ィルタ２２，位相比較器２３および分周数Ｎの分周器２
４からシンセサイザタイプ（ＰＬＬ回路）で構成されて
いる。

【００４７】そして、本実施例では、図６に示すよう
に、電圧制御発振器３の発振周波数にオフセットを与え
るべく電圧源８および加算器９がそなえられていて、電
圧源８は所望の電圧を出力するものであり、加算器９
は、電圧制御発振器３とループフィルタ７との間に設け
られ、ループフィルタ７からの出力に電圧源８の出力を
加算するものである。なお、加算器９を、図６に二点鎖
線で示すように、位相比較器６とループフィルタ７との
間に設け、位相比較器６からの出力に電圧源８の出力を
加算するようにしてもよい。

【００４８】ここで、ローカル発振部２への比較周波数
（分周器１０の出力周波数）ｆ_Rをトランスポンダ間隔
と同一に設定する。この時、ローカル発振部２の出力
は、前記（３）式から明らかなように、比較周波数ｆ_R
の整数倍の周波数をもつことになる。このままでは、周
波数変換部１による変換周波数ｆ_IFは本来必要とされる
中心周波数にならないため、パイロット信号は帯域通過
フィルタ４でカットされ、ＡＦＣループに引き込むこと
ができない。

【００４９】そこで、本実施例では、前述したように、
加算器９により、電圧源８からのオフセット電圧（Ｖ
_OFS）を電圧制御発振器３への制御電圧（ループフィル
タ７からの出力もしくは位相比較器６からの出力）に加
算している。これにより、電圧制御発振器３の出力周波
数、つまりは分周器１０から出力される比較周波数ｆ_R
が変化し、前記（３）式の関係により、ローカル発振部
２の発振周波数ｆ_LO、つまりは周波数変換部１による変
換周波数ｆ_IFを中心周波数（所望の周波数）へシフトさ
せることができる。

【００５０】このシフト量が適当になるように、電圧源
８の出力電圧（Ｖ_OFS）を設定しておけば周波数変換部
１による変換周波数ｆ_IFは本来の周波数（中心周波数）
に変換され、帯域通過フィルタ４を通過し、ＡＦＣルー
プがロックされる。本実施例において、電圧源８で与え
るべきオフセット電圧値Ｖ_OFSは、周波数変換部１への
周波数変換用のローカル信号として本来必要とされるロ
ーカル発振部２からのローカル信号周波数と、分周器１
０を介して電圧制御発振器３からの第１の基準信号の発
振周波数（比較周波数）ｆ_Rを受けその整数倍に応じて
ローカル発振部２から実際に出力されるローカル信号周
波数との差Δｆ_LOに、分周器１０の分周数Ｍを乗算し、
その乗算値Δｆ_LO・Ｍを、電圧制御発振器３の制御電圧
感度Ｋ_RFとローカル発振部２における分周数Ｎとの積で
割った値Ｋ_RF・Ｎ、即ち下記（５）式、Ｖ_OFS＝（Δｆ_LO・Ｍ）／（Ｋ_RF・Ｎ）（５）として設定される。

【００５１】このとき、電圧源８から出力される電圧値
Ｖ_OFSは、必ずしも高精度の電圧値である必要はなく、
周波数変換部１による変換周波数ｆ_IFにおいてその偏差
がガードバンド内もしくはフィルタ帯域内にあればＡＦ
Ｃループの引込みにより本来希望する周波数に安定す
る。また、引込み後はオフセット電圧も含めてループ制
御が作用するため、特にこれを取り除く必要はない。

【００５２】以上のように、出力周波数の条件によら
ず、ローカル発振部２における分周数Ｎを小さくするこ
とが可能となり、雑音を大幅に抑制することができる。
より具体的な数値例を参照しながら、本実施例の作用効
果について以下に説明する。本実施例における周波数条
件等の各種数値は、図１７に示したものとの比較が容易
になるように、図１７のものに合わせている。なお、実
際の具体的な数値は、図１７と同様に、図６内に記入さ
れている。

【００５３】前述したようにローカル発振部２への比較
周波数ｆ_Rをトランスポンダ間隔と同一に設定するとす
れば、ｆ_R＝１５ＭＨｚでよいことになるが、図１７で
電圧制御発振器３の発振周波数ｆ_REFを１０ＭＨｚとし
たことから、分周器１０の分周数Ｍを２とし、ｆ_R＝５
ＭＨｚとしている。このとき、ローカル発振部２のロー
カル信号周波数ｆ_LOは１０６５ＭＨｚとなり、本来希望
する周波数１０６８．２５ＭＨｚとの差Δｆ_LOは３．２
５ＭＨｚとなる。これにより、前記（５）式に従って、
電圧源８および加算器９によりオフセット電圧値Ｖ_OFS
を印加し、制御発振器３の発振周波数ｆ_REF≒１０．０
３１ＭＨｚとすれば、分周器１０からの比較周波数ｆ_R
≒５．０１５ＭＨｚ，ローカル発振部２からの発振周波
数ｆ_LO≒１０６８．２５ＭＨｚが得られる。ＡＦＣルー
プ同期後は、電圧源８によるオフセット電圧値Ｖ_OFSの
精度に関係なく、周波数変換部１からは安定した周波数
ｆ_IFを得ることができる。

【００５４】この時のローカル発振器２の雑音量ＰＮ
_outは、前記（４）式により、ＰＮ_out＝〔−１４０＋２０・log(２１３）〕ｄＢｃ／Ｈｚ＝−９３．４ｄＢｃ／Ｈｚとなり、図１７に示したものとの比較すると、約２６ｄ
Ｂもの改善がなされたことになる。

【００５５】このように、本発明の第１実施例によれ
ば、絶対周波数の要求によらずトランスポンダの選択の
ための必要条件のみでローカル発振部２のステップを決
定でき、比較周波数ｆ_Rを上げることによりローカル発
振部２の分周器２４の分周数Ｎを低減することが可能な
ため、回線品質に大きな影響を与える雑音量を小さく抑
えることができ、係るＡＦＣ回路の性能向上に寄与する
ところが大きい。

【００５６】なお、上述した第１実施例では、ローカル
発振部２と電圧制御発振器３との間に分周器１０を介装
した場合について説明したが、この分周器１０は、図７
に示すように省略してもよい。この場合、電圧制御発振
器３の発振周波数ｆ_REFを５ＭＨｚとすることで、上述
した実施例と同様の作用効果を得ることができる。ま
た、このとき、Ｍ＝１の場合に等価であり、前記（５）
式は、次の（６）式、Ｖ_OFS＝Δｆ_LO／（Ｋ_RF・Ｎ）（６）のように表記される。

【００５７】（ｂ）第２実施例の説明図８は本発明の第２実施例を示すブロック図で、この図
８に示すように、第２実施例の自動周波数制御回路も、
第１実施例のものとほぼ同様に構成されているが、この
第２実施例では、第１実施例の電圧源８および加算器９
に代えて、ローカル発振部２に、同様の電圧源８Ａおよ
び加算器９Ａがそなえられている。

【００５８】つまり、第２実施例では、ローカル発振部
２の発振周波数にオフセットを与えるべく、所望の電圧
を出力する電圧源８Ａと、この電圧源８Ａの出力をロー
カル発振部２の発振周波数制御信号（電圧制御発振器２
１の制御電圧）に加算する加算器９Ａとがローカル発振
部２にそなえられている。加算器９Ａは、電圧制御発振
器２１とループフィルタ２２との間に設けられ、ループ
フィルタ２２からの出力に電圧源８Ａの出力を加算する
ようになっているが、図８に二点鎖線で示すように、位
相比較器２３とループフィルタ２２との間に設け、位相
比較器２３からの出力に電圧源８の出力を加算するよう
にしてもよい。

【００５９】そして、ここでは、電圧源８Ａから出力さ
れる電圧値Ｖ_OFSは、周波数変換部１への周波数変換用
のローカル信号として本来必要とされるローカル発振部
２からのローカル信号周波数と電圧制御発振器３からの
第１の基準信号の発振周波数を受けることによりローカ
ル発振部２から出力されるローカル信号周波数との差Δ
ｆ_LOを、ローカル発振部２の制御感度（変調感度）Ｋ
_VCOで割った値、つまり下式（７）、Ｖ_OFS＝Δｆ_LO／（Ｋ_RF・Ｎ）（７）として与えられる。

【００６０】このような電圧値Ｖ_OFSを、ローカル発振
部２の電圧制御発振器２１への制御電圧に対して印加す
ることにより、前述した第１実施例と同様の作用効果を
得ることができる。なお、上述した第２実施例では、ロ
ーカル発振部２と電圧制御発振器３との間に分周器１０
を介装した場合について説明したが、この分周器１０
は、図９に示すように省略してもよい。この場合、電圧
制御発振器３の発振周波数ｆ_REFを５ＭＨｚとし、前記
（６）式を用いることで、上述した実施例と同様の作用
効果を得ることができる。

【００６１】（ｃ）第３実施例の説明図１０は本発明の第３実施例を示すブロック図で、この
図１０に示すように、第３実施例の自動周波数制御回路
も、第１実施例や第２実施例のものとほぼ同様に構成さ
れているが、この第３実施例では、第１実施例の電圧源
８および加算器９と第２実施例の電圧源８Ａおよび加算
器９Ａとを併せもつように構成されている。

【００６２】つまり、電圧制御発振器３の発振周波数に
オフセットを与えるべく、第１電圧源８および第１加算
器９がそなえられていて、第１電圧源８は所望の電圧を
出力するものであり、第１加算器９は、電圧制御発振器
３とループフィルタ７との間に設けられ、ループフィル
タ７からの出力に電圧源８の出力を加算するものであ
る。なお、第１加算器９を、図１０に二点鎖線で示すよ
うに、位相比較器６とループフィルタ７との間に設け、
位相比較器６からの出力に電圧源８の出力を加算するよ
うにしてもよい。

【００６３】また、ローカル発振部２の発振周波数にオ
フセットを与えるべく、ローカル発振部２には、所望の
電圧を出力する第２電圧源８Ａと、この第２電圧源８Ａ
の出力をローカル発振部２の発振周波数制御信号（電圧
制御発振器２１の制御電圧）に加算する第２加算器９Ａ
とがそなえられている。第２加算器９Ａは、電圧制御発
振器２１とループフィルタ２２との間に設けられ、ルー
プフィルタ２２からの出力に第２電圧源８Ａの出力を加
算するようになっているが、図１０に二点鎖線で示すよ
うに、位相比較器２３とループフィルタ２２との間に設
け、位相比較器２３からの出力に第２電圧源８の出力を
加算するようにしてもよい。

【００６４】そして、第１電圧源８により与えられるオ
フセット電圧値Ｖ_OFSは前記（５）式で与えられるとと
もに、第２電圧源８Ａにより与えられるオフセット電圧
値Ｖ _OFSは前記（７）式で与えられる。このような構成
により、本発明の第３実施例でも、前述した第１実施例
と同様の作用効果を得られるほか、この第３実施例で
は、第２電圧源８Ａおよび第２加算器９Ａにより粗調整
が行なわれ、第１電圧源８および第１加算器９により微
調整が行なわれることになり、より高精度にローカル発
振部２の発振周波数ｆ_LOつまり周波数変換部１による変
換周波数ｆ_IFのシフト量を調整することが可能になる。

【００６５】なお、上述した第３実施例では、ローカル
発振部２と電圧制御発振器３との間に分周器１０を介装
した場合について説明したが、この分周器１０は、図１
１に示すように省略してもよい。この場合、電圧制御発
振器３の発振周波数ｆ_REFを５ＭＨｚとし、前記（６）
式を用いることで、上述した実施例と同様の作用効果を
得ることができる。

【００６６】（ｄ）第４実施例の説明図１２は本発明の第４実施例を示すブロック図で、この
図１２に示すように、第４実施例の自動周波数制御回路
も、第１〜第３実施例のものとほぼ同様に構成されてい
るが、この第４実施例では、前述した電圧源８，加算器
９や電圧源８Ａや加算器９Ａに代えて、帯域通過フィル
タ４の中心周波数ｆ_COのオフセット量を制御する周波数
オフセット量制御部としての電圧源１２が設けられてい
る。

【００６７】ここで、本実施例の帯域通過フィルタ４
は、その中心周波数ｆ_COをオフセットしうるように構成
されており、電圧源１２から所定の電圧を印加されるこ
とで、その中心周波数ｆ_COのオフセット量を制御される
ようになっている。また、本実施例では、位相比較器６
として、ディジタル型のＰＦＤなど、広範囲の周波数に
対して検波感度があり、周波数依存性の少ないものが用
いられている。

【００６８】上述の構成により、この第４実施例では、
帯域通過フィルタ４の中心周波数ｆ _COのオフセット量を
外部から変更することができる。つまり、ローカル発振
部２への比較周波数ｆ_Rを高くとり、ローカル発振部２
における分周器２４の分周数Ｎを小さくしたことによ
り、希望するローカル周波数と実際に得られるローカル
周波数との間には、周波数Δｆ_LOだけの差が生じるが、
周波数変換部１で変換される周波数ｆ_IFにおいてもこの
周波数差Δｆ_LOは同じだけ存在する。

【００６９】そこで、本実施例では、電圧源１２により
適当な電圧を帯域通過フィルタ４に印加して、帯域通過
フィルタ４の中心周波数ｆ_COをその周波数差Δｆ_LOだけ
オフセットさせると、ＡＦＣループは希望する周波数か
ら周波数差Δｆ_LOだけずれてロックされることになる。
このように、本発明の第４実施例によっても、基準発振
器５の発振周波数を制御することなく、帯域通過フィル
タ４の中心周波数ｆ_COのオフセット量を制御するだけ
で、周波数変換部１の変換周波数ｆ_IFをシフトさせるこ
とができ、前述した第１実施例と同様の作用効果を得る
ことができる。

【００７０】なお、上述した第４実施例では、ローカル
発振部２と電圧制御発振器３との間に分周器１０を介装
した場合について説明したが、この分周器１０は省略し
てもよい。（ｅ）第５実施例の説明図１３は本発明の第５実施例を示すブロック図で、この
図１３に示すように、第５実施例の自動周波数制御回路
も、第４実施例のものとほぼ同様に構成されているが、
この第５実施例では、図１２により前述した電圧源１２
に代えて、帯域通過フィルタ４の中心周波数ｆ_COのオフ
セット量および基準発振器５の発振周波数ｆ_PLのオフセ
ット量をそれぞれ制御する周波数オフセット量制御部と
しての電圧源１３がそなえられている。

【００７１】ここで、本実施例の帯域通過フィルタ４
も、その中心周波数ｆ_COをオフセットしうるように構成
されており、電圧源１３から所定の電圧を印加されるこ
とで、その中心周波数ｆ_COのオフセット量を制御される
ようになっている。また、基準発振器５の発振周波数ｆ
_PLのオフセット量の変更操作は、この基準発振器５が電
圧制御発振器であればその制御電圧を電圧源１３により
変更することにより行なわれる。

【００７２】上述の構成により、この第５実施例では、
帯域通過フィルタ４の中心周波数ｆ _COのオフセット量お
よび基準発振器５の発振周波数ｆ_PLのオフセット量を外
部から変更することができる。つまり、前述したよう
に、ローカル発振部２への比較周波数ｆ_Rを高くとり、
ローカル発振部２における分周器２４の分周数Ｎを小さ
くしたことにより、希望するローカル周波数と実際に得
られるローカル周波数との間には、周波数Δｆ_LOだけの
差が生じるが、周波数変換部１で変換される周波数ｆ_IF
においてもこの周波数差Δｆ_LOは同じだけ存在する。

【００７３】そこで、本実施例では、電圧源１３により
適当な電圧を帯域通過フィルタ４に印加して、帯域通過
フィルタ４の中心周波数ｆ_COおよび基準発振器５の発振
周波数ｆ_PLをその周波数差Δｆ_LOだけオフセットさせる
と、ＡＦＣループは希望する周波数から周波数差Δｆ_LO
だけずれてロックされることになる。その後、オフセッ
トを徐々に除いてゆけば、ＡＦＣループもこれに連動し
て周波数が変化してゆく。最終的にはオフセットをすべ
て除去し、基準発振器５の発振周波数ｆ_PLが１４０ＭＨ
ｚになれば、周波数変換部１による変換周波数ｆ_IFも希
望の周波数となる。

【００７４】このように、本発明の第５実施例によれ
ば、位相比較器６として周波数依存性の少ないものを用
いなくとも、ローカル発振部２のローカル信号周波数ｆ
_LO、つまりは周波数変換部１による変換周波数ｆ_IFを所
望の周波数へシフトさせることができ、前述した第１実
施例と同様の作用効果を得ることができる。なお、基準
発振器５は、図１４に示すように、ＰＬＬ発振器構成の
ものを用いてもよい。つまり、基準発振器５を、電圧制
御発振器５１，ループフィルタ５２，位相比較器５３，
分周数Ａの分周器５４および基準発振器５５からなるＰ
ＬＬ発振器として構成し、電圧源１３からの電圧を分周
器５４に印加して、この分周器５４による分周数Ａを変
化させることにより、基準発振器５の発振周波数ｆ_PLの
オフセット量を外部から変更するように構成する。この
場合も、上述した第５実施例と同様の作用効果が得られ
ることは言うまでもない。

【００７５】また、上述した第５実施例では、ローカル
発振部２と電圧制御発振器３との間に分周器１０を介装
した場合について説明したが、この分周器１０は省略し
てもよい。

【００７６】

【発明の効果】以上、詳述したように、本発明の自動周
波数制御回路によれば、電圧源の出力を、加算器により
位相比較器から電圧制御発振器に到る回路部分の信号に
加算することで（請求項１〜６）、電圧制御発振器から
の発振周波数が変化し、ローカル発振部のローカル信号
周波数、つまりは周波数変換部による変換周波数を所望
の周波数へシフトさせることができ、絶対周波数の要求
によらずトランスポンダの選択のための必要条件のみで
ローカル発振部のステップを決定でき、比較周波数を上
げることによりローカル発振部の分周数の低減が可能な
ため、回線品質に大きな影響を与える雑音量を小さく抑
えることができ、自動周波数制御回路の性能向上，回線
品質の向上に寄与するところは大きい。

【００７７】また、本発明の自動周波数制御装置によれ
ば、電圧源の出力を、加算器によりローカル発振部の発
振周波数制御信号に加算することで（請求項７，８）、
電圧制御発振器からの発振周波数が変化し、ローカル発
振部のローカル信号周波数、つまりは周波数変換部によ
る変換周波数を所望の周波数へシフトさせることがで
き、前述したように、回線品質に大きな影響を与える雑
音量を小さく抑えることができ、自動周波数制御回路の
性能向上，回線品質の向上を実現できる効果がある。

【００７８】さらに、本発明の自動周波数制御装置によ
れば、第１電圧源の出力を、第１加算器により、位相比
較器から電圧制御発振器に到る回路部分の信号に加算す
るとともに、第２電圧源の出力を、第２加算器によりロ
ーカル発振部の発振周波数制御信号に加算することで
（請求項９〜１４）、電圧制御発振器からの発振周波数
が変化し、ローカル発振部のローカル信号周波数、つま
りは周波数変換部による変換周波数を所望の周波数へシ
フトさせることができ、前述したように、回線品質に大
きな影響を与える雑音量を小さく抑えることができ、自
動周波数制御回路の性能向上，回線品質の向上を実現で
きるほか、第２電圧源および第２加算器により粗調整を
行ない、第１電圧源および第１加算器により微調整を行
なうことで、より高精度にローカル発振部の発振周波数
つまり周波数変換部による変換周波数のシフト量を調整
できる利点もある。

【００７９】またさらに、本発明の自動周波数制御回路
によれば、帯域通過フィルタをその中心周波数のオフセ
ット量変更可能に構成し、周波数オフセット量制御部に
より帯域通過フィルタの中心周波数のオフセット量を制
御し（請求項１５）、位相比較器として、周波数依存性
の少ないものを用いることにより（請求項１６）、基準
発振器の発振周波数を制御することなく、帯域通過フィ
ルタの中心周波数のオフセット量を制御するだけで、周
波数変換部による変換周波数を所望の周波数へシフトさ
せることができ、前述したように、回線品質に大きな影
響を与える雑音量を小さく抑えることができ、自動周波
数制御回路の性能向上，回線品質の向上を実現できる。

【００８０】さらにまた、本発明の自動周波数制御回路
によれば、帯域通過フィルタをその中心周波数のオフセ
ット量変更可能に構成し、周波数オフセット量制御部に
より、帯域通過フィルタの中心周波数のオフセット量お
よび基準発振器の発振周波数のオフセット量をそれぞれ
制御することで（請求項１７）、電圧制御発振器からの
発振周波数が変化し、周波数依存性の少ない位相比較器
を用いなくとも、ローカル発振部のローカル信号周波
数、つまりは周波数変換部による変換周波数を所望の周
波数へシフトさせることができ、前述したように、回線
品質に大きな影響を与える雑音量を小さく抑えることが
でき、自動周波数制御回路の性能向上，回線品質の向上
を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の発明の原理ブロック図である。

【図２】第２の発明の原理ブロック図である。

【図３】第３の発明の原理ブロック図である。

【図４】第４の発明の原理ブロック図である。

【図５】第５の発明の原理ブロック図である。

【図６】本発明の第１実施例を示すブロック図である。

【図７】本発明の第１実施例の変形例を示すブロック図
である。

【図８】本発明の第２実施例を示すブロック図である。

【図９】本発明の第２実施例の変形例を示すブロック図
である。

【図１０】本発明の第３実施例を示すブロック図であ
る。

【図１１】本発明の第３実施例の変形例を示すブロック
図である。

【図１２】本発明の第４実施例を示すブロック図であ
る。

【図１３】本発明の第５実施例を示すブロック図であ
る。

【図１４】本発明の第５実施例の変形例を示すブロック
図である。

【図１５】（ａ），（ｂ）はそれぞれ衛星回線における
トランスポンダ（中継器）の周波数配置例と各トランス
ポンダにおけるチャネルの周波数配置例とを示す図であ
る。

【図１６】ＡＦＣの原理を説明するためのブロック図で
ある。

【図１７】一般的な自動周波数制御回路の構成例を示す
ブロック図である。

【符号の説明】

１周波数変換部２ローカル発振部２１電圧制御発振器（ＶＣＯ）２２ループフィルタ（ＬＰ）２３位相比較器２４分周器３電圧制御発振器（ＶＣＯ）４帯域通過フィルタ（ＢＰＦ）５基準発振器（ＲＥＦ）５１電圧制御発振器（ＶＣＯ）５２ループフィルタ（ＬＰ）５３位相比較器５４分周器５５基準発振器６位相比較器７ループフィルタ（ＬＰ）８電圧源（第１電圧源）８Ａ電圧源（第２電圧源）９加算器（第１加算器）９Ａ加算器（第２加算器）１０分周器１１，１１Ａ周波数オフセット量制御部１２，１３電圧源（周波数オフセット量制御部）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】入力信号を所望の周波数の信号に変換す
る周波数変換部（１）と、該周波数変換部（１）へ周波数変換用のローカル信号を
供給するシンセサイザ構成のローカル発振部（２）と、該ローカル発振部（２）へ第１の基準信号を供給する電
圧制御発振器（３）と、該周波数変換部（１）により変換された信号のうち所望
の周波数帯域の信号を通過させる帯域通過フィルタ
（４）と、該入力信号を一定の周波数に同期させるための基準とな
る第２の基準信号を供給する基準発振器（５）と、該基準発振器（５）の出力と該帯域通過フィルタ（４）
の出力とを比較する位相比較器（６）と、該位相比較器（６）の出力を平滑化して該電圧制御発振
器（３）に制御電圧として出力するループフィルタ
（７）とをそなえるとともに、該電圧制御発振器（３）の発振周波数にオフセットを与
えるべく、所望の電圧を出力する電圧源（８）と、該電圧源（８）の出力を、該位相比較器（６）から該電
圧制御発振器（３）に到る回路部分の信号に加算する加
算器（９）とをそなえて構成されたことを特徴とする、
自動周波数制御回路。
【請求項２】該加算器（９）が、該電圧制御発振器
（３）と該ループフィルタ（７）との間に設けられてい
ることを特徴とする請求項１記載の自動周波数制御回
路。
【請求項３】該加算器（９）が、該位相比較器（６）
と該ループフィルタ（７）との間に設けられていること
を特徴とする請求項１記載の自動周波数制御回路。
【請求項４】該電圧源（８）から出力される電圧値
が、該周波数変換部（１）への周波数変換用のローカル
信号として本来必要とされる該ローカル発振部（２）か
らのローカル信号周波数と該電圧制御発振器（３）から
の第１の基準信号の発振周波数を受けることにより該ロ
ーカル発振部（２）から出力されるローカル信号周波数
との差Δｆ_LOを、該電圧制御発振器（３）の制御電圧感
度Ｋ_RFと該ローカル発振部（２）における分周数Ｎとの
積で割った値に基づいて設定されることを特徴とする請
求項１〜３のいずれかに記載の自動周波数制御回路。
【請求項５】該ローカル発振部（２）と該電圧制御発
振器（３）との間に分周器が介装されたことを特徴とす
る請求項１〜３のいずれかに記載の自動周波数制御回
路。
【請求項６】該電圧源（８）から出力される電圧値
が、該周波数変換部（１）への周波数変換用のローカル
信号として本来必要とされる該ローカル発振部（２）か
らのローカル信号周波数と該分周器を介して該電圧制御
発振器（３）からの第１の基準信号の発振周波数を受け
ることにより該ローカル発振部（２）から出力されるロ
ーカル信号周波数との差Δｆ_LOに該分周器の分周数Ｍを
乗算した値を、該電圧制御発振器（３）の制御電圧感度
Ｋ_RFと該ローカル発振部（２）における分周数Ｎとの積
で割った値に基づいて設定されることを特徴とする請求
項５記載の自動周波数制御回路。
【請求項７】入力信号を所望の周波数の信号に変換す
る周波数変換部（１）と、該周波数変換部（１）へ周波数変換用のローカル信号を
供給するシンセサイザ構成のローカル発振部（２）と、該ローカル発振部（２）へ第１の基準信号を供給する電
圧制御発振器（３）と、該周波数変換部（１）により変換された信号のうち所望
の周波数帯域の信号を通過させる帯域通過フィルタ
（４）と、該入力信号を一定の周波数に同期させるための基準とな
る第２の基準信号を供給する基準発振器（５）と、該基準発振器（５）の出力と該帯域通過フィルタ（４）
の出力とを比較する位相比較器（６）と、該位相比較器（６）の出力を平滑化して該電圧制御発振
器（３）に制御電圧として出力するループフィルタ
（７）とをそなえるとともに、該ローカル発振部（２）の発振周波数にオフセットを与
えるべく、所望の電圧を出力する電圧源（８Ａ）と、該電圧源（８Ａ）の出力を該ローカル発振部（２）の発
振周波数制御信号に加算する加算器（９Ａ）とをそなえ
て構成されたことを特徴とする、自動周波数制御回路。
【請求項８】該電圧源（８Ａ）から出力される電圧値
が、該周波数変換部（１）への周波数変換用のローカル
信号として本来必要とされる該ローカル発振部（２）か
らのローカル信号周波数と該電圧制御発振器（３）から
の第１の基準信号の発振周波数を受けることにより該ロ
ーカル発振部（２）から出力されるローカル信号周波数
との差Δｆ_LOを該ローカル発振部（２）の制御感度Ｋ
_VCOで割った値に基づいて設定されることを特徴とする
請求項７記載の自動周波数制御回路。
【請求項９】入力信号を所望の周波数の信号に変換す
る周波数変換部（１）と、該周波数変換部（１）へ周波数変換用のローカル信号を
供給するシンセサイザ構成のローカル発振部（２）と、該ローカル発振部（２）へ第１の基準信号を供給する電
圧制御発振器（３）と、該周波数変換部（１）により変換された信号のうち所望
の周波数帯域の信号を通過させる帯域通過フィルタ
（４）と、該入力信号を一定の周波数に同期させるための基準とな
る第２の基準信号を供給する基準発振器（５）と、該基準発振器（５）の出力と該帯域通過フィルタ（４）
の出力とを比較する位相比較器（６）と、該位相比較器（６）の出力を平滑化して該電圧制御発振
器（３）に制御電圧として出力するループフィルタ
（７）とをそなえ、該電圧制御発振器（３）の発振周波数にオフセットを与
えるべく、所望の電圧を出力する第１電圧源（８）と、該第１電圧源（８）の出力を、該位相比較器（６）から
該電圧制御発振器（３）に到る回路部分の信号に加算す
る加算器（９）とをそなえるとともに、該ローカル発振部（２）の発振周波数にオフセットを与
えるべく、所望の電圧を出力する第２電圧源（８Ａ）と、該第２電圧源（８Ａ）の出力を該ローカル発振部（２）
の発振周波数制御信号に加算する第２加算器（９Ａ）と
をそなえて構成されたことを特徴とする、自動周波数制
御回路。
【請求項１０】該第１加算器（９）が、該電圧制御発
振器（３）と該ループフィルタ（７）との間に設けられ
ていることを特徴とする請求項９記載の自動周波数制御
回路。
【請求項１１】該第１加算器（９）が、該位相比較器
（６）と該ループフィルタ（７）との間に設けられてい
ることを特徴とする請求項９記載の自動周波数制御回
路。
【請求項１２】該第１電圧源（８）から出力される電
圧値が、該周波数変換部（１）への周波数変換用のロー
カル信号として本来必要とされる該ローカル発振部
（２）からのローカル信号周波数と該電圧制御発振器
（３）からの第１の基準信号の発振周波数を受けること
により該ローカル発振部（２）から出力されるローカル
信号周波数との差Δｆ_LOを、該電圧制御発振器（３）の
制御電圧感度Ｋ_RFと該ローカル発振部（２）における分
周数Ｎとの積で割った値に基づいて設定されるととも
に、該第２電圧源（８Ａ）から出力される電圧値が、該差周
波数Δｆ_LOを該ローカル発振部（２）の制御感度Ｋ_VCO
で割った値に基づいて設定されることを特徴とする請求
項９〜１１のいずれかに記載の自動周波数制御回路。
【請求項１３】該ローカル発振部（２）と該電圧制御
発振器（３）との間に分周器が介装されたことを特徴と
する請求項９〜１１のいずれかに記載の自動周波数制御
回路。
【請求項１４】該第１電圧源（８）から出力される電
圧値が、該周波数変換部（１）への周波数変換用のロー
カル信号として本来必要とされる該ローカル発振部
（２）からのローカル信号周波数と該分周器を介して該
電圧制御発振器（３）からの第１の基準信号の発振周波
数を受けることにより該ローカル発振部（２）から出力
されるローカル信号周波数との差Δｆ_LOに該分周器の分
周数Ｍを乗算した値を、該電圧制御発振器（３）の制御
電圧感度Ｋ_RFと該ローカル発振部（２）における分周数
Ｎとの積で割った値に基づいて設定されるとともに、該第２電圧源（８Ａ）から出力される電圧値が、該差周
波数Δｆ_LOを該ローカル発振部（２）の制御感度Ｋ_VCO
で割った値に基づいて設定されることを特徴とする請求
項１３記載の自動周波数制御回路。
【請求項１５】入力信号を所望の周波数の信号に変換
する周波数変換部（１）と、該周波数変換部（１）へ周波数変換用のローカル信号を
供給するシンセサイザ構成のローカル発振部（２）と、該ローカル発振部（２）へ第１の基準信号を供給する電
圧制御発振器（３）と、該周波数変換部（１）により変換された信号のうち所望
の周波数帯域の信号を通過させる帯域通過フィルタ
（４）と、該入力信号を一定の周波数に同期させるための基準とな
る第２の基準信号を供給する基準発振器（５）と、該基準発振器（５）の出力と該帯域通過フィルタ（４）
の出力とを比較する位相比較器（６）と、該位相比較器（６）の出力を平滑化して該電圧制御発振
器（３）に制御電圧として出力するループフィルタ
（７）とをそなえ、該帯域通過フィルタ（４）がその中心周波数をオフセッ
トしうるように構成されるとともに、該帯域通過フィルタ（４）の中心周波数のオフセット量
を制御する周波数オフセット量制御部（１１）が設けら
れたことを特徴とする、自動周波数制御回路。
【請求項１６】該位相比較器（６）が、周波数依存性
の少ない位相比較器として構成されていることを特徴と
する請求項１５記載の自動周波数制御回路。
【請求項１７】入力信号を所望の周波数の信号に変換
する周波数変換部（１）と、該周波数変換部（１）へ周波数変換用のローカル信号を
供給するシンセサイザ構成のローカル発振部（２）と、該ローカル発振部（２）へ第１の基準信号を供給する電
圧制御発振器（３）と、該周波数変換部（１）により変換された信号のうち所望
の周波数帯域の信号を通過させる帯域通過フィルタ
（４）と、該入力信号を一定の周波数に同期させるための基準とな
る第２の基準信号を供給する基準発振器（５）と、該基準発振器（５）の出力と該帯域通過フィルタ（４）
の出力とを比較する位相比較器（６）と、該位相比較器（６）の出力を平滑化して該電圧制御発振
器（３）に制御電圧として出力するループフィルタ
（７）とをそなえ、該帯域通過フィルタ（４）がその中心周波数をオフセッ
トしうるように構成されるとともに、該帯域通過フィルタ（４）の中心周波数のオフセット量
および該基準発振器（５）の発振周波数のオフセット量
をそれぞれ制御する周波数オフセット量制御部（１１
Ａ）が設けられたことを特徴とする、自動周波数制御回
路。