JPS5821862B2 - 位相同期回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、同期引込周波数範囲を拡大する機能をもつ位
相同期回路に関するものである。

従来、位相同期回路に於いて、回路が非同期の状態から
同期の状態に至らしめる周波数範囲（いわゆる同期引込
周波数範囲）を拡大する１つの方法として、特公昭５１
−１０７５２のように位相同期回路の内部インピーダン
スの変化により自動的に発振停止を行なう発振器を用い
た回路が用いられている。

この回路をＮ相位相復調回路の位相同期回路に使用した
場合、Ｎ相位相復調回路では、クロック周波数をｆｃ
とするとｆｃ／ｎ（ｎは正の整数）だけ推移した周波
数で同期を保持するいわゆる擬似引込現象が発生し、位
相同期回路の希望する同期引込範囲内にこの擬似引込周
波数が存在する場合には、擬似引込が生じたことにより
ループ内インピーダンスが低下し、自己制御機能を有す
る発振回路が発振停止するために、そのまま擬似引込の
状態を保持し正しい復調信号が得られない場合がある。

第１図は従来の回路のブロック図であって、１は信号入
力端子、２はＮ相位相復調回路、３は電圧制御発振回路
、４はＮ相位相変調回路、５は位相検波回路、６と７は
抵抗回路、８は低域ろ波回路、９は自己制御機能を有す
る発振回路である。

この動作は、まず、信号入力端子１にＮ相位相変調信号
を加え、電圧制御発振回路３の出力信号を基準搬送波と
してＮ相位相復調回路２で位相を復調する。

一方入力端子１とＮ相位相復調回路２の間で分岐された
入力信号は、Ｎ相位相変調回路４に加えられ、ここでＮ
相位相復調回路２の復調出力により位相変調が行なわれ
る。

このＮ相位相変調回路は、入力のＮ相位相変調信号に対
してその。

変調成分を打ち消す様に位相変調を行ない、Ｎ相位］−
１′変調回路４の出力には搬送波信号が得られる。

この搬送波信号は位相検波回路５に加えられ、電圧制御
発振回路３の出力と位相が比較される。

この位相検波回路５の出力は、抵抗回路６，７、低。

域ろ波回路８を経て電圧制御発振回路３に加えられ、電
圧制御発振回路出力周波数を位相同期が行なわれる様に
制御する。

自己制御機能を有する発振回路９は抵抗回路６，７０間
に分岐接続されており、位相同期ループが同期引込状態
のときは、シ抵抗回路６と７の間からループ内部を見た
インピーダンスは、はぼ零になるので、自己制御機能を
有する発振回路９は発振を停止している。

しかし、位相同期ループが非同期の状態では、ループ内
部を見たインピーダンスは抵抗回路６，７の抵抗値シＲ
，Ｒ２ をそれぞれＲ１，Ｒ２とすると □と Ｒ，＋Ｒ２ ある程度高インピーダンスになるため、自己制御機能を
有する発振回路９は発振を開始し、その結果、同期引込
周波数は拡大される。

しかし、Ｎ相。位相変調波に対する位相同期回路は、ク
ロック周波数をｆｃ としたときにｆｃ／ｎ（ｎは正
の整数）だけ推移した周波数で同期引込が生ずるいわゆ
る擬似引込が生ずる。

この様子を第２図の特性図に示す。

第２図に於いて、横軸は入力周波数と電圧制御発振回路
３の発振周波数との差周波数を表わし、縦軸は電圧制御
発振回路の制御電圧１０を表わす。

Ａ、Ｂ１〜Ｂ６ の斜線は同期引込が行なわれている状
態でＡは正しい同期引込の状態、Ｂ１． Ｂ２・・・・
・・Ｂ８は擬似引込の状態を凹凸線は、非同期の状態を
表わす。

図中ａは自己制御機能を有する発振回路９がないときの
同期引込範囲を、範囲ｂ１は得ようとする同期引込範囲
を表わす。

従来の回路では、同期引込範囲すを得るために自己制御
機能を有する発振回路９の出力を増大した場合、状態Ｂ
１又はＢ２の擬似同期引込に入ったとき、ループインピ
ーダンスが低下し、発振回路９の発振動作は停止し、そ
の′１．ま状態Ｂ１又はＢ２のままで同期引込が終了し
、位相同期回路が正しく動作しない場合が生ずる欠点が
あった。

本発明は、このような擬似同期引込を避けられる位相同
期回路を提供することを目的としたもので、位相同期状
態を検出する回路と、その検出回路出力信号が非同期状
態にあるときに発振し、同期状態になったときに任意の
時間だけ発振が持続し、しかる後に発振が停止する機能
を有する発振回路とをループ内に分岐接続する位相同期
回路にある。

これによってＮ相位相変調信号のＮ相位相復調回路に使
用する位相同期回路の同期引込周波数範囲の拡大でき非
常に有効な手段となる。

以下、図面によって本発明の詳細な説明する。

第３図は本発明の実施例のブロック図であって１〜８は
第１図と同じであり、１１は位相同期状態を判定する手
段、１２は任意の時間だけ発振が持続した後に停止する
機能を有する発振回路１０１及び１０２は発振回路、１
０３は発振回路１０１の出力信号のみを通過させる帯域
ろ波回路、１０４は、帯域ろ波回路１０３の出力信号レ
ベルが閾値以下が以上かを判定する機能を有するレベル
検出回路、１０５はレベル検出回路１０４の出力信号と
計数回路１０６の出力信号により発振回路１０２の出力
信号を通過又は断にする機能を有する制御回路、１０６
はレベル検出回路１０４の出力信号により制御回路１０
５の出力信号の繰返し数を計数し、その値が定められた
回数に達したときに制御回路１０５に対して信号を断に
する信号を送出する機能を有する計数回路である。

発振回路１０１の出力端子、帯域ろ波回路１０３０入力
端子、及制御回路の１０５の出力端子はいずれも、抵抗
回路６と７の接続点に分岐接続されている。

帯域ろ波回路１０３の出力信号はレベル検出回路１０４
の入力端子に加えられ、レベル検出回路１０４の出力信
号は、制御回路１０５の第１の入力端子及計数回路１０
６の第１の入力端子に加えられる。

制御回路１０５の第２の入力端子には発振回路１０２の
出力信号が接続され、第３の入力端子には、計数回路１
０６の出力信号が接続される。

制御回路１０５の出力信号は計数回路１０６の第２の入
力端子に接続されている。

以下動作を説明する。

発振回路１０１の出力信号は、位相同期ループに対して
は、全く影響を及ぼさない程度の非常に低い周波数、た
とえば、数＋ル程度で、かつ、低レベルに選ぶ。

前述の様に、位相同期ループが同期状態の場合には、位
相同期ループ内のインピーダンスが低いため、発振回路
１０１の出力レベルは、非常に低レベルとなり、レベル
検出回路１０４では閾値以下すなわち同期状態であるこ
とが検出される。

位相同期ループが非同期状態の場合にはループ内インピ
ーダンスが高く々るため発振回路１０１の出力レベルは
増加し、レベル検出回路１０４では、非同期状態が検出
される。

このレベル検出回路１０４の出力信号は、制御回路１０
５の第１の入力端子及計数回路１０６の第１の入力端子
に接続されている。

位相同期回路が非同期状態にあるときには、制御回路１
０５は発振回路１０２の出力信号を通過送出し、計数回
路１０６は計数回路の内容を零にリセットし、計数回路
の出力信号として定められた計数値に達していないこと
を示す信号を制御回路１０５の第３の入力端子に送出す
る。

この状態では、発振回路１０２の出力信号は、位相同期
ループに相加されるので、その出力電圧によって電圧制
御発振回路３の出力周波数は変化し、同期引込みのため
の掃引が行なわれる。

この状態に於いて、もし、位相同期ループの同期が確立
されると（この場合、正しい同期引込でも、擬似の同期
引込でも良い）レベル検出回路１０４では、同期状態が
検出され、同期状態にあることを示す信号を出力から送
出する。

匍制御回路１０５はこの出力信号に対しては動作させな
い。

他方計数回路１０６は、この出力信号により計数動作を
開始させ、制御回路１０５の出力信号のくりかえし数を
計数させる。

計数値が定められた値に達したときに、計数回路１０５
は計数達成状態を示す信号を制御回路１０５の第３の入
力端子に送出し、制御回路１０５は発振回路１０２の出
力信号を断にする様に動作させる。

この場合の各点の波形図を第４図に示す。

第４図の２０１〜２０７は、第３図の信号２０１〜２０
７に対応している。

この場合の引込動作例を第５図の特性図に示す。

図中の矢印は、時間的な状態変化を表しており横軸は入
力周波数と電圧制御発振回路３の発振周波数との差周波
数を表わし、縦軸は電圧制御発振回路３の入力信号１０
を表わす。

通常、正常な引込状態を表わす状態Ａは、擬似引込状態
のＢ１．Ｂ２ ・・・・・・Ｂ６ より充分周波数範
囲が広い。

今、同期引込を開始する時点での状態を０１ で表わし
、掃引回路が周波数差ΔＦをΔＦ→０になる様に作動は
じめたとすると、状態Ｃ１は同図の左方に移動し、Ｃ２
点で擬似同期状態Ｂ２ となる。

従来の同期回路は、この状態で同期引込が終了し、Ｃ２
からＤ点に移動しＤ点でそのまま停止し擬似的に固定さ
れていた。

（第４図の２０１）本発明の回路ではこの状態でたたち
に掃引（発振）を停止させず、そのままＣ２→Ｃ３点へ
と掃引を持続する。

（第４図の２０５のように時間Ｔ。で停止させず、時間
Ｔ２ まで動作させる）ここで掃引の幅（すなわち２０
５の振幅）を擬似引込状態Ｐ２ をはずれるだけ人きく
選んでおくことにより、Ｃ３点から正常な引込状態の０
４点に移行し、さらに掃引の最大点Ｃ５へ向って移行し
た後に他の最大点Ｃ６へ向って移動するように振動させ
る。

この様にして計数回路１０６で定められた回数（すなわ
ち時間Ｔ２−Ｔ１）だけＣ５〜Ｃ６内を移動した後Ｃ７
点で掃引は終了する。

すなわち、所定の時間Ｔ２発振が持続し、しかる後に停
止する発振回路１２０作用により、同期引込が成立した
ときと判定された後もなお数サイクル掃引を持続させて
おくことによって、たとえ、最初に擬似同期引込になっ
ても、最終的には正常の同期引込状態にすることができ
るのである。

なお、抵抗回路６，７の結合部の波形は、第４図２０７
に示すように、同期外れのときは掃引信号２０５と低レ
ベル発振信号２０１が重量した波形となり、同期のとき
はループ内インピーダンスが低下するので低レベルの掃
引信号２０５が一定時間接続される。

第６図のブロック図はいわゆる再変調方式位相同期回路
に本発明を応用した実施例、第７図のブロック図は、い
わゆる基底周波数帯信号処理方式位相同期回路に本発明
を応用した実施例である。

この図に於いて、２０は位相復調回路の出力信号を入力
として位相同期用信号を発生させる信号処理回路であり
、この具体例は特公昭４６−２６９５などに示されてい
る。

第８図は、本発明の発振回路１２の他の実施例であり、
３０１は１／ｍ分周回路である。

すなわち、発振回路１０１の出力を発振回路１２の端子
４０３に供給し、これを１／ｍ分周して発振信号２０４
とする。

、したがって、この場合は発振回路の数が少くてすむ。

第９図は位相同期回路が非同期状態のときに発振し、同
期状態になったとき所定の時間たけ発振が持続する本発
明の発振回路の別の実施例である。

図に於いて、５０１はｕｐ／ｄａｗｎ 計数回路、５
０２はＤ／Ａ 変換回路である。

この回路の動作は、まず、端子４０１から制御回路２８
に、同期から非同期に変る制御信号２０３が与えられる
と、ＵＰ（またはＤＯＷＮ）となっているＵＰ／ＤＯＷ
Ｎカウンタ５０１が入力端子４０３から供給される発振
信号２０１の計数を開始する。

このカウンタ５０１の出力は所定計数値になると計数方
向を、ＤＯＷＮ（またはＯＰ）に反転して計数を継続す
る。

このＵＰ／ＤＯＷＮをくり返しは、Ｄ ／′Ａ変換器５
０２により三角波状のアナログ電圧に変換され端子４０
２から出力される１、また制御回路１６は、制御信号２
０３が非同期から同期になったときからＵＰ、（または
ＤＯＷＮ）の信号を所定数計数してカウンタ５０１の計
数を停止する。

本発明は、当然、電圧制御発振回路、位相検波回路、低
域ろ波回路より構成される一般の位相同期回路に対して
も応用できる。

又、抵抗回路６及７はそれぞれ位相検波回路５の出力イ
ンピーダンスと低域ろ波回路８の入力インピーダンス代
用し省略することも可能である。

従って、本発明を使用すれば、一般の位相同期回路の同
期引込周波数を拡大することができることはもちろん、
Ｎ相位相復調用位相同期回路の様に擬似引込を生じる位
相同期回路に対しても、安定に正常な同期引込を生じさ
せることが可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の位相同期回路のブロック図、第２図は従
来の動作特性図、第３図は本発明の実施例のブロック図
、第４図は本発明の動作説明した波形図、第５図は本発
明の動作特性図、第６図及び第７図は本発明の第二及び
第三の実施例のブロック図、第８図及び第９図は本発明
の発振回路１２の他の実施例のブロック図である。 図において、１・・・信号入力端子、２・・・Ｎ相位相
復調回路、３・・・電圧制御発振回路、４・・・Ｎ相位
相変調回路、５・・・位相検波回路、６，７・・・抵抗
回路、８・・・低域ろ波回路、９・・・自己制御機能を
有する発振回路、１０・・・電圧制御回路の入力電圧、
１１・・・位相同期の検出手段、１２・・・非同期状態
のときに発振し、同期状態のとき所定の時間だけ発振が
持続する発振回路、２０・・・信号処理回路、１０１，
１０２・・・発振回路、１０３・・・帯域ろ波回路、１
０４・・・レベル検出回路、１６，１０５・・・制御回
路、１０６・・・計数回路、２０１・・・発振回路１０
１の出力信号、２０２・・・帯域ろ波回路１０３の出力
信号、２０３・・・レベル検出回路１０４の出力信号、
２０４・・・発振回路１０２の出力信号、２０５−・・
制御回路１０５の出力信号、２０６・・・計数回路１０
６の出力信号、３０１・・・１／ｍ分周回路、４０１，
４０３・・・入力端子、４０２ ・・・出力端子、５０
１ ＝−ｕｐｌＤ ＯＷＮ計数回路、５０２・・・Ｄ／
Ａ変換回路である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 所定の制御電圧に応じて可変周波数の出力信号を発
   生する電圧制御発振回路この電圧制御発振器の出力信号
   と入力信号との位相差に相当する電圧をつくり前記電圧
   制御発振器の制御電圧として供給する位相比較器とを含
   む多相位相同期回路の位相同期ループと、この位相同期
   ループに接続されこの位相同期ループの同期あるいは非
   同期を検出する位相同期検出手段と、この位相同期検出
   手段の検出信号が前記位相同期ループの非同期を検出し
   た時点から、その検出信号が同期を検出した後擬似引込
   状態を脱するに必要な時間経過した時点までの発振継続
   期間に擬似引込の保持範囲より大きく正常の引込保持範
   囲よりも小さい振幅変動電圧を周波数掃引電圧として形
   成する低周波発振手段と、この低周波掃引電圧を前記電
   圧制御発振器に前記制御電圧とともに供給する手段とを
   有する位相同期回路。 ２ 前記位相同期検出手段が、前記位相同期ループに接
   続されこのループの同期あるいは非同期に応じて所定周
   波数の発振を開始あるいは停止する発振器と、この発振
   器の発振出力の有無を検出する発振検出手段とを有する
   特許請求の範囲第１項記載の位相同期回路。 ３ 前記低周波発振手段が、前記発振検出手段の発振出
   力を検出してから前記発振継続期間の間所定計数信号を
   出力する計数制御手段と、この計数制御手段の出力の計
   数信号を受けこれを周期的に可逆計数する可逆カウンタ
   と、この可逆カウンタの出力をその計数出力に従って、
   Ｄ／Ａ変換し前記低周波掃引電圧とするＤ／Ａ変換器と
   を有する特許請求の範囲第２項記載の位相同期回路。