JPS587683Y2 - 水晶発振器の多周波切替装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、出力周波数をある一定時間間隔で切り替える
水晶発振器の多周波切替装置に関するものである。

たとえば特定の許容された周波数幅を有効利用するため
多数のチャンネルを有している移動無線通信機器で、そ
の機器の使用するチャンネルナンバーをあらかじめ定め
ておくことのできないものでは、チャンネルナンバーが
決定されるまでその機器の所有するチャンネルをくり返
し切り替えてゆき、何等かの方法で切替停止信号を受け
たときに、そのチャンネルナンバーで、または、あらか
じめ指定できるときには、その指定してあったチャンネ
ルナンバーで停止させるようにして、通信系を確立する
と云う方式を取る場合があり、この場合には、チャンネ
ル周波数切替装置としては、一般に多周波を発振できる
基準周波数発振器を個別に設けてこれらを直接切替回路
と組み合せたものが用いられている。

しかしかかる一般的な方式では機器の所有するチャンネ
ル数が多い場合には、発振器、切替回路。

制御回路等のすべてが膨大な装置となり、機器の小型化
、コスト、製作面などに不具合を生じる。

本考案は、これらを改善することを目的とするものであ
る。

この考案を附図実施例で説明すると、第１図は３２チヤ
ンネルの周波数を有する複合水晶発振器とそのチャンネ
ルを順次切り替える切替回路とよす戊る移動無線機発振
部のブロック図であり、１は各チャンネル出力信号の送
出時間間隔を決定するパルス発生器であって、これには
通常マルチバイブレータを使用する。

２はパルス発生器１のパルス発生又は送出の動作を制御
する制御信号である。

パルス発生器１の出力は計数回路３に入りここで入力パ
ルス列が２進１０桁の信号に変更され、その各桁の出力
線イ９９ロ、ハ二、ホ、へ、トチ、す、ヌはゲート回路
群４及び５に送られる。

この二つのゲート回路群４，５で論理的に組み合わされ
て得られた出力信号ａ−ｈ、及びｉ〜１は、二分割され
たチャンネル切替制御信号として、複合水晶発振器６に
送られる。

複合水晶発振器６の内部は、水晶振動子切替発振回路群
７，８，９．１０と、発振増幅器１１．１２，１３．１
４と、共通増幅器１５とで構成されている。

また更にその水晶振動子切替発振回路群７，８，９．１
０の各内部は１個の水晶振動子と１個のダイオードとを
主要部として構成された第３図２１．２２・・・・・・
の如き切替回路（以下チャンネル素子と呼ぶ）をそれぞ
れ８個ずつもっている。

ゲート回路群４の各出力信号ｉ−１は発振増幅器１１．
１２，１３．１４と制御信号（以下ブロック制御信号と
呼ぶ）として働き、またゲート回路群５の各出力信号ａ
−ｈは水晶振動子切替発振回路群７〜１０内部の各チャ
ンネル素子ＣＨ，〜ＣＨ３□の切替信号（以下チャンネ
ル制御信号と呼ぷ゛）として働く。

今複合水晶発振器６にゲート回路群４の出力のブロック
制御信号ｉ−１と、ゲート回路群５の出力のチャンネル
制御信号ａ−１−１が順次加わった場合を考えると下表
の組み合せによってＮｏ、１のチャンネルからＮｏ、
３２のチャンネルに至るまでの出力信号を順次送出する
ことになる。

この順次送出はＮｏ、 ３２のチャンネル目の信号送出
を終了すると再びＮｏ、１のチャンネルに切り替ってく
り返され、そのくり返し動作は、パルス発生器１を非動
作にさせる制御信号２が来るまで停止しない。

第２図には、パルス発生器１のパルス列に対応するブロ
ック制御信号及びチャンネル制御信号の関係をタイムチ
ャートで示す。

第２図に於てパルス発生器１のパルスは短形波で、その
立下りで計数回路３を働かせ、その出力信号をゲート回
路群５で組合せてチャンネル制御信号ａ−１１を作り出
す。

各チャンネル制御信号は入力８パルスごとの周期で制御
信号が現われる。

各チャンネルの動作順序は、１パルス間隔ずつずれて動
作が移り、１つのチャンネルの中では１パルス動作、７
パルス休止で次のチャンネルに動作が移る。

またゲート回路群４のブロック制御信号ｉ〜１は入力８
パルス間で動作、２４パルス間非動作の信号が現われる
。

ブロック制御信号の相互のずれは８パルスとなっている
。

第３図は複合水晶発振器６の内部の回路の実施例を詳細
に描いたもので各チャンネル素子２１゜２２・・・・・
・及び各発振増幅器１１．１２・・・・・・はそれぞれ
同一構成をとる。

共通増幅器１５は、発振増幅器１１．１２，１３．１４
の各出力をダイオードを介して接続して入力としていて
、それを増幅する。

ブロック制御信号ｉ、ｊ、に、ｌは各発振増幅器１１．
１２，１３．１４の電源として供給される。

この動作を説明すると今、パルス発生器１．計数回路３
．ゲート回路群４及び５の関連動作でブロック制御信号
ｉを生じ、これにより発振増巾器１１が動作し、またチ
ャンネル制御信号ａによりチャンネル素子２１が動作し
ていると、チャンネル制御信号ａの電流はチャンネル素
子２１の抵抗Ｒ１を通り、ダイオードＤ１を導通状態に
するため、発振増巾器１１はチャンネル素子２１の水晶
振動子Ｘ１で決定される周波数で発振する。

ここで抵抗Ｒ１はダイオードＤ１の導通時におけるチャ
ンネル制御信号ａの電流を制御し発振増幅器１１の最適
動作点を設定すると共に、チャンネル制御信号ａの制御
線に存在する浮遊容量が水晶振動子（及び微調用コンデ
ンサ）Ｘｌに附加され発振周波数に悪影響を与えるのを
防止し、かつチャンネル素子２１からチャンネル制御信
号ａに発振周波数が漏洩するのを阻止するためのもので
ある。

故にチャンネル素子内部の抵抗、ダイオードをもってダ
イオードスイッチが構成されている。

この時発振増幅器１１に接続されている他のチャンネル
素子にはチャンネル動作信号が供給されないので、各ダ
イオードは非導通状態にあり動作しない。

（註記）ダイオードＤ１はチャンネル制御信号ａが供給
されると導通状態になり、又チャンネル制御信号す、Ｃ
・・・・・・ｈが供給されないチャンネル素子２２．２
３・・・・・・２８の内部のダイオードＤ２．Ｄ３・・
・・・・Ｄ８は非導通状態の動作をする。

即ちこれらのダイオードは電子スイッチであるが、この
スイッチには導通状態の場合でも数オームから数十オー
ムの残留抵抗が存在し、又非導通の場合でも有限の抵抗
値をもつほか、幾分かのコンデンサ成分が存在する。

一般に水晶発振器の発振増幅器は水晶振動子個有のイン
ピーダンス（通常クリスタルインピーダンス：ＣＩと称
す）に比して十分大きな負性抵抗成分を作り短時間に安
定な発振を持続させることを常とするものであるが、今
チャンネル制御信号ａが供給されダイオードＤ１が導通
状態で、このダイオードＤ１に残留抵抗が存在すると、
発振増幅器１１の入力端からチャンネル素子２１のイン
ピーダンスを見た場合、水晶振動子Ｘ１のインピーダン
スに対しダイオードＤ１の残留抵抗が直列に存在するこ
とになる。

又この時チャンネル素子２２・・・・・・２８にはチャ
ンネル制御信号す、Ｃ・・・・・・ｈが供給されないの
でダイオードＤ ２ 、 Ｄ ３・・・・・・Ｄ８は非
導通であるが、ダイオードＤ ２ 、 Ｄ ３・・・・
・・Ｄ８はそれぞれ有限の抵抗値及び幾分かのコンデン
サ成分が存在するために発振増幅器１１の入力端にはダ
イオードＤ２．Ｄ３・・・・・・Ｄ８の抵抗及びコンデ
ンサ成分がチャンネル素子２１と並列に存在することに
なる。

このダイオードＤ１の残留抵抗及びダイオードＤ ２
、 Ｄ ３・・・・・・Ｄ８の抵抗及びコンデンサ成分
が存在すると発振増幅器１１で作られる負性抵抗成分は
その抵抗成分で相殺され、安定な発振を短時間の立上り
で得ることができない。

この解決策としては、途中の減衰を見込んだ負性抵抗成
分を発振増幅器１１に持たせる方法を取るが、必要以上
に大きな負性抵抗成分を作ると非切替時は非導通状態で
あるべきダイオードＤ’２ 、 Ｄ ３・・・・・・Ｄ
８の抵抗及びコンデンサ成分を介して水晶振動子Ｘ２．
Ｘ３・・・・・・Ｘ８を動作させることになり、発振増
幅器１１の出力にはチャンネル素子２１の水晶振動子Ｘ
１で決定される周波数以外の不要波が現われることにな
り不都合である。

この非導通状態のダイオードＤ２゜Ｄ３・・・・・・Ｄ
８の抵抗値及びコンデンサ成分による不要波発生を抑圧
するためには、水晶振動子Ｘ２゜Ｘ３・・・・・・Ｘ８
の個有インピーダンスをすべてかなり低下させた値に揃
えておくことが必要となる。

即ち、チャンネル素子内の水晶振動子の個有インピーダ
ンス及び発振増幅器で発生させる負性抵抗成分はチャン
ネル素子内のダイオードスイッチの導通状態における残
留抵抗成分及び非導通状態における抵抗及びコンデンサ
成分のそれぞれの特性を十分考慮した設計及び定数決定
が必要である。

これまでこれらダイオードＤＩ、 Ｄ２． Ｄａ・・・
・・・Ｄ８を使用するかかる周波数切替回路をもつ装置
が現われなかったのは、これら設計点及び定数の決定に
困難があり、回路構成が不可能とされていたのであるが
、本考案者はこの技術課題の克服に成功したものである
。

尚、本考案の実施例では電子スイッチとしてダイオード
を利用した場合を説明しているが、この電子スイッチは
ダイオードに限定されるものではなく、たとえばトラン
ジスタ、ＦＥＴ及びフォトダイオード、フォトトランジ
スタ等の素子を利用しても、前記した導通状態での残留
抵抗、非導通状態での抵抗及びコンデンサ成分のそれぞ
れの特性を十分考慮することで実現できる。

また発振増幅器１１を除く他の発振増幅器には電源とな
るブロック制御信号が供給されないのでそれらのチャン
ネル素子については接続が行なわれていても動作するこ
とはない。

次にブロック制御信号ｉがそのままでチャンネル制御信
号ａがｂに切り替ると発振増幅器１１は水晶振動子Ｘ１
の発振を停止し、水晶振動子Ｘ２によって決定される周
波数で発振するに至る。

以下基チャンネル及びブロック制御信号が切り替わって
行く場合、同様の動作が順次行われ、Ｎ０１１のチャン
ネルからＮｏ、 ３２のチャンネルの出力信号をくり返
し送出する。

第４図のブロック図は３２チヤンネル用の複合水晶発振
器４１を２４チヤンネル用にした時の実施例で２進計数
回路４２のＦ４及びＦ５の出力信号をアンド回路４３を
通してリセット信号４４を作りこれを２進計数回路４２
のＦｌ、Ｆ２．Ｆ３．Ｆ４．Ｆ５のリセット端子に加え
ることで、入力パルス２５個目でリセットされＮ０１１
のチャンネルに戻る様にしている。

これは、３２チヤンネル用の複合水晶発振器４１を２４
チヤンネル用として容易に変更し使用できることを示す
。

チャンネル数の変更は同様のリセット方法によって広範
囲に可能である。

無線機使用時のチャンネルナンバーの選択は、順次送出
されるチャンネル（周波数）が所望のものになった時、
第１図の制御信号２を通じて手動または自動でパルス発
生器１のパルス送出を停止させることで行なわれる。

以上詳細に説明した様に本発明ではパルス発生器の出力
パルス列に対応して多周波水晶発振器の発振周波数を順
次切り替えるに当って、切替制御信号をチャンネル制御
信号とブロック制御信号とに分割し、その複合制御によ
って目的を果す様にしたものでとくに移動無線などのチ
ャンネル数の多い場合の周波数切替に用いて回路構成の
素子数が著しく少なく、小電力で簡単廉価に製作し得、
更にその使用によって発熱等による障害を少なくするこ
とが出来る特徴があり、また計数回路の操作によって水
晶発振器内部を変えることなく、チャンネル数を変更出
来る等の自由度をも有している。

切替制御信号は、これを分割し複合するに際し、上記２
分割のほかに３分割以上の分割複合も可能であり、相当
の効果を得る。

たとえば第１図の計数回路にＦ６．Ｆ７を加え、第５図
の如く、それらの出力を組合せるゲート回路群５０，５
１．５２を作り、増設したゲート回路群５２によって共
通増幅器切替制御信号を追加し、第１図の複合水晶発振
器６に相当する複合水晶発振器を４１−１．４１−２．
４１−３，４１４と４個併設し、それぞれの共通増幅器
への電源として該新設制御信号を供給すれば３２×４チ
ヤンネルの周波数切替が可能となる。

第５図には第１図の共通増幅器に該当する結合器または
結合増幅器５３を設けている。

本考案は、この様に切替制御信号を複数に分割し、分割
信号を発振素子部分５発振器幅器部分、共通増幅器部分
の各段に加えることでその相乗的複合動作によって、多
周波切替を遠戚することを要旨とするものであり、制御
信号の分割数及びその使用の仕方にはかかわりない。

例えば第１図ではブロック制御信号を増幅器の電源とし
て使用したが、これは第５図の結合増幅器５３ではチャ
ンネル制御信号がした様に、ダイオードを介して結合増
幅器５３の入力部分で制御しても支障はない。

本考案の利用分野は広く益するところ大なるものがある
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の実施例のブロック図、第２，３図はそ
の一部説明図、第４，５図はそれぞれ変形実施例のブロ
ック図である。 １・・・・・・パルス発生器、２・・・・・・制御信号
、３・・・・・・計数回路、４，５・・・・・・ゲート
回路群、６・・・・・・複合水晶発振器、７〜１０・・
・・・・水晶振動子切換発振回路群、１１〜１４・・・
・・・発振増幅器、１５・・・・・・共通増幅器。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 水晶振動子とそれに直列に接続されたダイオードスイッ
   チとでチャンネル素子を構成し、かがるチャンネル素子
   の複数個を１個の発振増幅器の入力に接続して成る水晶
   発振器の複数個を更に結合してなる複合水晶発振器を設
   ける一方、別に設けた計数回路から得られる制御信号を
   複数群に分割し、その一群は上記チャンネル素子とそれ
   に対応する該発振増幅器の入力との間の該ダイオードス
   イッチによる切替接続を制御するよう配線し他の一群は
   上記発振増幅器の動作、非動作の選択切替を制御するよ
   う配線し、分割された制御信号の相剰的な複合制御によ
   って多周波の順次切替送出を行なわしめたことを特徴と
   する複合水晶発振器の多周波切替装置。