JPS58103236A - 周波数安定化発振回路 - Google Patents

周波数安定化発振回路

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JPS58103236A
JPS58103236A JP56202916A JP20291681A JPS58103236A JP S58103236 A JPS58103236 A JP S58103236A JP 56202916 A JP56202916 A JP 56202916A JP 20291681 A JP20291681 A JP 20291681A JP S58103236 A JPS58103236 A JP S58103236A
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oscillator
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JP56202916A
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JPS6321365B2 (ja
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Naoyuki Minami
直幸 南
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Mitsubishi Electric Corp
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Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03LAUTOMATIC CONTROL, STARTING, SYNCHRONISATION OR STABILISATION OF GENERATORS OF ELECTRONIC OSCILLATIONS OR PULSES
    • H03L7/00Automatic control of frequency or phase; Synchronisation
    • H03L7/02Automatic control of frequency or phase; Synchronisation using a frequency discriminator comprising a passive frequency-determining element

Landscapes

  • Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (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】
この発明は、出力発振周波数の安定化を行なうと共に、
所望の周波数にステップ同調するようにした周波数安定
化発振回路に関するものである。 従来この種の回路としてはgJ1図に示すものがあった
。第1図において、(1)は周波数同調制御信号入力端
子、(2)は周波数同調制御信号柩と後述する周波数安
定化のための周波数弁別信号allとを加算し、可変周
波数発振器(3)の周波数同調制御信号とする加算回路
、(4aX4b)は分配回路、(5)は出力端子、(6
)は分配回路(4b)、遅延時間;τを有する遅延回路
(7)、及び非遅延信号(8)と遅延信号(9)との位
相差を検出する位相検出回路ααで構成した周波数弁別
回路で、周波数制御信号Qllを上記加算回路(2)へ
帰還している。 次に動作について説明する。 周波数同調制御信号α2に比例した可変周波散発m器[
31(7)発振周波数: fcHz)ハ分配回路(41
X4b)を経て周波数弁別回路(6)の非遅延信号(8
)となり、これは Vl(t) = Kl ・gin 2yrftで表わさ
れる。−1方、遅延時間(τ)を有する遅延回路(7)
を通った遅延信号(9)は Vz(t) = K2− sin 2πf(t−r)で
表わされ、Vt(t)に対し2πfτだけ位相差を持つ
ことになる。この両信号が位相検波回路ααに入力し、
その出力に位相差;2πfτに比例した周波数弁別信号
(社)を得る。これは次式で表わされる。 Vo(t ) = K−cos 2πft第2図にこの
周波数弁別信号u11を示す。Vo(t)は発振周波数
;fに対し遅延回路(7)の遅延時間の逆1 数;1/τに相当する周期を持ち、(n+1−)〒(n
は整数)の点に零点を持つ信号である。従って周波数弁
別信号α1)を加算回路(2)を通して負帰還すること
により、発振周波数を1の周期で任意に安定化τ することかできる。 今、安定点PSを第2図に示すように設定して負帰還ル
ープを構成した場合、可変周波数発振器(3)の発振周
波数;fが((n−1)+−L)A−<i<<。 4   τ n+1)・1になる様に周波数同調制御信号■を設4 
  τ 定すれば負帰還ループの作用により発振周波数;fは安
定点: (mA−)・” [Hz:lに引込まれる。 4    τ 第2図の矢印は、引込方向を示す。すなわち各安定点に
対する周波数引込範囲は士π(H2Iである。 従来の回路は以上のように構成されているので、所望の
絶対周波数で安定発振させるためには可変周波数発振器
(3)の周波数同調確度より周波数同調制御信号の直線
性等に帰因するものである。従って遅延時間;τは余り
大きくできないので遅延時間の逆数:1/τの間隔で得
られる発振周波数の同調ステップがあらくなる。又、発
振周波数を変更する場合は±1/τの精度で周波数同調
制御信号0zを再設定する必要かあるなどの欠点がある
。 この発明は上記のような従来のものの欠点を除去するた
めになされたもので従来のものと同じ遅組時間;τを有
する周波数弁別回路にl/Q位相検出回路及びl/Qビ
デオ合成回路を付加することにより、任意の位相を持つ
周波数弁別信号を選定できるようにし、且つ帰還ループ
を構成した場合の周波数補正エラー(周波数弁別信号)
が常に零となるよう最初に設定した周波数同調制御信号
を自動補正する回路を付加することによって、上記周波
数弁別信号を順次選定するだけで容易に所望の周波数を
発振できるようにした周波数安定化発振回路を提供する
ことを目的としている。 以下、この発明の一実施例を図について説明す力端子、
(ハ)は帰還ループ開閉制御信号入力端子で、上記入力
端子(2)よりディジタル制御データを入力する時に発
振器の癩還ループを開閉スイッチ@により開閉するもの
である。因は上記入力端子(2Dのディジタル制御デー
タをプリセットすると共に後述するウィンドコンパレー
タ(ハ)により制御されるクロック信号により上記プリ
セットデータを中心にアップダウンカウントするnビッ
トアップダウンカウンタ、罰は該カウンタ(5)の出力
をD/A i摸するD/Aコンバータ、+21は該D/
Aコンバータ(ハ)のアナログ信号出力と帰還信号であ
る周波数弁別信号Iとを加算する加算回路、(3)は可
変周波数発振器、(4a +(4b)(4c)は分配回
路、(5)は出力端子、(財)は分配回路(4a)(4
b)、遅延時間:τを有する遅延回路(7)、I/Q位
相検出のための0°/90°ハイブリッド回路■、位相
検波回路(10a)(10b)から構成される位相検出
回路、(35)は位相検波回路(10@)(10b)の
出力信号(lビデオ、Qビデオ)を加減算する加減算回
路(社)、及び加減算回路(2)の出力の周波数弁別信
号を切替信号入力(財)によって選択する切替回路(支
)から構成されているI/Qビデオ合成回路、(至)は
上記I/Q位相検出回路(財)とI/Qビデオ合成回路
(ト)とからなり、周波数弁別信号0を出力する周波数
弁別回路、■は周波数弁別信号αVの正負極性及びウィ
ンド領域(零点領域)を判別するウィンドコンパレータ
で、判別信号としてアップダウン命令を上記アップダウ
ンカウンタ(至)に与えると共にクロック入力端子のか
らのクロック信号かカウンタ6に入力するのを開閉する
ゲート回路(イ)を制御する。 次に本実施例の動作について説明する。 帰還ループ開閉制御信号入力端子器のループ開閉信号に
より帰還ループ開閉用スイッチ■を開にして所望の周波
数同調ディジタルデータを入力端子Qυより入力し、ア
ップダウンカウンタ器にプリセットする。プリセットし
たデータはD/Aコンバータ鰭によりアナログ信号に変
換され、加算回路(2)を経て可変周波数発振器(3)
を周波数同調する。 これにより発振した発振周波数:f[H−Z]は分配回
路(4a)を経て周波数弁別回路(至)に入力する。 周波数弁別回路(至)は遅延時間;τを有する遅延回路
(7)と2つの位相検波回路(10m)(10b)を持
つてずれたQビデオvQと!ビデオvIが出力される。 VQ = K、CQS2KE−r に示す計8種類の周波数弁別信号を作成する。第4図に
おいてNは加減算回路(2)の出力端子番号を示す。こ
こで θ番目の端子には1 1      −(1+Q) q a        −(−I+Q) 4       −I s        −(−I−Q) 6       −Q 7        ”(I−Q) ρ の合成信号を得る。すなわちN番目(N=Q、1.2・
・・7)の端子には(CI3s・2πfτ十τπ)なる
合成信号を作成し、切替回路優に入力する。切替回路−
は切替信号(財)により所望の合成信号を周波数弁別信
号αVとして選択する回路である。 今、所望の発振周波数: f(Hz)が(n−7)−L
[Hz](nは整数〕の場合、切替回路(2)によりτ N=0を選択し、周波数同調テイジタルデータを所望の
周波数の±π(H2)の範囲内に設定し帰還ループ開閉
スイッチ(支)を閉にすれば前述した第1図の従来のも
のと同様に負帰還ループの動作により発振周波数: f
 [H2]は上記安定点:<n−!−)・’(Hz)に
引込まれる。第4図に安定点に引込τ む方向を矢印で示す。 一方、周波数引込みと同時に周波数弁別信号αBには最
初、周波数同調ディジタルデータによって所望の周波数
に対し惣哀の精度で設定したための補正エラーが生じる
。ウィンドコンパレータ(支)はこの補正エラーをほぼ
零点
【ウィンド領域】にす矢印で示す如く周波数弁別信
号が負であれはカウントアツプ命令を、又正であればカ
ウントダウン命令をアップダウンカウンタ器に与え、最
初にカウンタにプリセットした周波数同調ディジタルデ
ータを基準にアップダウンカウントする。この結果、ウ
ィンドコンパレータ弼がウィンド領域を判別すれは、ア
ップダウンカウンタ器へのクロック入力(2)はゲート
回路(イ)によって禁止され、アップダウンカウンター
はカウントを止める。この状態がN=Qにおける安定状
態であり、最初に設定したディジタルコードによる周波
数設定誤差をほぼ1零′にするよう補正するので周波数
弁別信号IはIN    1 はぼ1零′になる。発振周波数: ((n−7)±1)
・7[Hz]についても上記と同様の手順で所望の安定
化発振周波数を得ることができる。なお第4図のIPが
最初の設定点である。 父上記のディジタルコードの自動補正により発振周波数
を広帯域に渡って178τステツプ毎にNを変えるだけ
で増加又は減少させることかできる。 すなわちウィンドコンパレータ(支)の判別を見ながら
順次N=:Q、l、2・・・7,0,1,2・・・・・
・ と変えて行けば周波数は1/8τステツプで増加し
、逆にN=0,7,6・・・0,7,6・・−・・と変
えて行けば減少する。ここでもしディジタルコードの補
正がなけれはNの変化だけで1周期(すなわち周波τ 数引込範囲;±π〕の範囲しか周波数をステップ同調で
きない。従って周波数を17τ以上に渡って変える場合
は周波数同調信号(粗調信号)の再設定が必要である。 なお、上記実施例では周波数弁別回路内の1/Q位相検
出回路にミキサを使用したが、第5図に示すPFD回路
でも良い。図において、(4d)(4e)は分配回路、
(30C)(30d)(30e)はθ°/90°ハイブ
リット回路、(41&)〜(41d)はマツチドペア検
波回路、(42a)(42b)は差動増幅回路であり、
I、Q出力は入力信号周波数fに対し、Q=Kcos 
2gft 、 I =K sin 2πfτとなる。 又、可変周波数発振器は電圧制御型、電流制御型及び粗
同調制御端子と帰還回路によって補正する微調端子が別
々になったもの等測れでも良い。 さらにI/Q合成信号の数を増やせばさらに任意のより
細かなステップで周波数を設定できる。又、上記実施例
では周波数安定化発振回路の場合について説明したが、
Nを連続に高速で切替えできるようにすれば周波数確度
の高い拘引信号発生装置としても利用できる。 以上のようにこの発明によれば可変周波数発振器の帰還
ループに入れた周波数安定化のための周波数弁別回路に
l/Q位相検出回路及びl/Qビデオ合成回路を用いて
いるので、発振器の所要同調確度(又は引込範囲)が士
、7(rは遅延線の遅延時間)であるにもかかわらず、
周波数の設定は(Nは1/Q合成信号の数)とより細か
く周波数を安定に設定できる。又、帰還ループのエラー
(周波数弁別信号)を各安定点ではぼ1零′にする様、
周波数同調制御信号を常に補正しているので、広帯域に
渡つて周波数の増減が容易に行えるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の周波数安定化発振回路のブロック図、第
2図は周波数弁別信号の特性図、第3図はこの発明の一
実施例による周波数安定化発振回路のブロック図、第4
図は周波数弁別信号の切替えによるステップ同調の状態
を示す図、第5図はI/Q位相検出回路の他の一例を示
すブロック図である。 (3)・・・可変周波数発振器、(至)・・・I/Q位
相検出回路、135)・・・I/Qピテオ合成回路、(
・・・周波数弁別回路、凶・・・ループ開閉用スイッチ
(開閉回路)、■・・・ウィンドコンパレータ、(5)
・・・アップダウンカウンタ、@・・・D/Aコンバー
タ、(2)・・・加算回路。 なお、図中同一符号は同−又は相轟部分を示す。 代理人 葛野信− 第1図 第2図 鈍臘周坂救− 第4図 第5図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)周波数同調制御信号によって出力周波数が可変で
    きる可変周波数発振器と、この発振器の出力信号とこの
    出力信号を所定の遅蝙時間を有する遅延回路に通して得
    られた遅延信号との位相差を検出し両信号の位相差に比
    例したビデオ振幅を有し互いに90°の位相差を持つI
    、Qビデオ出力を得るI/Q位相検出回路と、上記1.
    Qビデオ出力から任意の位相を持った周波数弁別信号を
    作成する1/Qビデオ合成回路と、上記周波数弁別信号
    を開閉するため帰還ループに挿入された開閉回路と、上
    記周波数弁別信号の正負極性及び零点領域を判別するウ
    ィンドコンパレータと、その判別信号によりプリセット
    した粗同調用周波数ディジタルコードを基準としてカウ
    ントアツプ、カウントダウン及びカウントストップする
    アップダウンカウンタと、このアップダウンカウンタの
    ディジタル出力をD/AR換するD/A i挽回路と、
    D/A変換されたアナログ信号と前記周波数弁別信号と
    を加算し前記可変周波数発振器の周波数同調制御信号と
    する加算回路〆とを備え、上記可変周波数発振器の発振
    周波数をディジタル制御に対応した周波数でステップ同
    調できるようにしたことを特徴とする周波数安定化発振
    回路。
JP56202916A 1981-12-15 1981-12-15 周波数安定化発振回路 Granted JPS58103236A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010283678A (ja) * 2009-06-05 2010-12-16 Nihon Koshuha Co Ltd マグネトロン発振装置およびプラズマ処理装置
JP2015133751A (ja) * 2015-03-19 2015-07-23 アンリツ株式会社 マイクロ波信号発生器およびその周波数制御方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010283678A (ja) * 2009-06-05 2010-12-16 Nihon Koshuha Co Ltd マグネトロン発振装置およびプラズマ処理装置
JP2015133751A (ja) * 2015-03-19 2015-07-23 アンリツ株式会社 マイクロ波信号発生器およびその周波数制御方法

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