JPS5924563B2 - バリコン式自動同調装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はバリコン式の自動同調装置に関し、特に、基準
信号の周波数と受信機の局部発振器の分周出力との位相
差に基づいてモータを駆動させ、該モータに連結された
バリコンを回転させて同調をとるようにした位相同期ル
ープを備えたものに係る。

一般に、直流モータは回転が滑らかではな（、その停止
位置も１回転内にモータの極数で定まる６乃至１４個所
程度に決定される。

従って、制御回路を如何に厳密に構成しても最適受信点
から離調した位置で停止したり、或いはモータの慣性に
よる挙動と相俟って位相同期ループをロックさせること
ができないという状態が発生することを免れ得ない。

本発明は上記の欠点を除去することを目的とし、その手
段として、同調用のバリコンと並列にバラクタダイオー
ドを接続し、このバラクタダイオードに位相同期ループ
における位相比較手段からの信号に基づく、いわゆる、
ＡＦＣ電圧を遅延回路を介して供給するように構成した
ものであり、以下、図面について、その１実施例を説明
する。

第１図は、本発明によるバリコン式自動同調装置の全体
ブロック図で、受信部１０、ＰＬＬシンセサイザ一部２
０、および制御部３０とから構成されている。

受信部１０は通常のスーパーヘテロダイン型の受信器で
あって、アンテナ１１、高周波増巾回路１２、混合回路
１３、局部発振回路１４、中間周波増巾回路１５、検波
回路１６、音声増巾回路１７およびスピーカ１８とから
構成される。

なお、１２ａ、１４ａは、それぞれ、高周波増巾回路１
２、局部発振回路１４における同調用バリコンであり、
両バリコン１２ａ、１４ａは、後述のモータ３１によっ
て回転させられるようになっている。

ＰＬＬシンセサイザ一部２０は、ＰＬＬシンセサイザー
用ＩＣ４０、局部発振回路１４からの出力周波数を分周
するためのプリスケーラ２１、受信を所望する局を選局
するための選局入力部２２およびＰＬＬ用ＩＣ４０を制
御するためのコントローラ２３とから構成されており、
上記ＰＬＬ用ＩＣ４０は、更に、プログラマブル分周器
４１、位相比較器４２および基準信号発生器４３とから
成る。

このＰＬＬシンセサイザ一部４０は、通常の構成である
ため、各部の機能、動作についての説明は省略する。

制御部３０は、直流モータ３１と、このモータ３１を制
御するための制御回路５０とから構成されており、その
詳細は後述する。

該実施例の概略構成は上記の通りであり、例えば、ＦＭ
放送を受信する場合、局部発振器１４の出力周波数はプ
リスケーラ２１で分周され、この分周出力はコントロー
ラ２３の指示に従って、更に、プログラマブル分周器４
１で分周される。

そして、この最終分周出力は位相比較回路４２において
基準信号発生器４３０周波数との位相差が比較され、位
相差に基づく信号が制御回路５０に供給される。

制御回路５０は、上記信号に基づいてモータ３１を駆動
し、モータ３１の回転軸と機械的に連結されたバリコン
１２ａ、１４ａを回転させることにより最適同調点にバ
リコン１２ａ、１４ａを停止させ、かくして、自動同調
の動作が完了する。

すなわち、該実施例においては、位相比較器４２、制御
回路５０、局部発振器１４、プリスケーラ２１、プログ
ラマブル分周器４１間で位相同期ループが形成されてい
る。

次に、第１図に示す制御回路５０の詳細を第２図乃至第
４図について説明する。

第２図は、−制御回路５０のフロック図で、平滑回路５
１、レベルシフト回路５２、クリップ回路５３、モータ
駆動回路５４、遅延回路５５およびＡＦＣ回路５６とか
ら構成され、各回路の具体的回路を更に第３図に示しで
ある。

該制御回路５０の上記構成は、ＰＬＬ用ＩＣ４０におけ
る位相比較回路４２の構成に起因している。

すなわち、ＰＬＬ用ＩＣ４００位相比較回路４２は、通
常、ディジタル形で構成されており、その出力はパルス
波形である。

従って、この出力では直接直流モータを駆動することが
困難であるため、これを直流モータを円滑に駆動するこ
とができるように処理するのが以下に説明する制御回路
５０である。

第１図において、ＰＬＬ用ＩＣ４０におけるディジタル
形位相比較器４２の出力は、局部発振器１４０分周出力
と基準信号発生器４３の出力との位相差がなくなるに一
つれて、いわゆる、サイクルスリップを起こす時間の間
隔が長くなり、第４図ａに示すように、位相差が零にな
った時点Ｔでパルスが停止し、そして、位相差が逆にな
るとパルスは同相時の出力に対して負の連続パルスが発
生するように動作する。

この位相比較回路４２からの連続パルスは、第３図にお
いて、直流モータ３１を駆動させる信号を得るために、
先ず、平滑回路５１に供給される。

この平滑回路５１は抵抗Ｒ１□乃至Ｒ１５とコンデンサ
Ｃ１□とで構成される通常のオペレーションアンプ〔以
下オペアンプと称す〕Ａ１ を利用した増巾回路である
。

オペアンプＡ１の第１の入力端に入力された位相比較器
４２からの連続パルスはコンデンサＣ１□と抵抗Ｒ１２
によって定まる時定数で平滑され、その出力は第４図す
に示すようになる。

なお、この平滑回路５１は平滑動作と共にＡＦＣ〔自動
周波数制御〕のためのレベルシフトをモ行なうが、これ
については後述する。

平滑回路５１の出力は、次に、レベルシフト回路５２に
供給される。

レベルシフト回路５２は、抵抗Ｒ２１乃至Ｒ２４とオペ
アンプＡ２ とで構成されており、オペアンプＡ２の第
１人力に供給された平滑回路５１の出力は、第４図Ｃに
示すように、同相時、すなわち最適受信点Ｔにおける出
力電圧が零ボルトになるようにレベルシフトされる。

レベルシフト回路５２の出力は、次いで、クリップ回路
５３に供給される。

クリップ回路５３は２個のオペアンプＡｓ ） Ａ４、
これ等オペアンプＡｓ 、Ａ４の各出力端と第１の入力
端間に接続されたダイオードＤ３□ｔＤ４□、同じく各
第２の入力端に接続された接地抵抗Ｒ３□、Ｒ４□およ
び同じ（各第２の入力端に電圧を印加するための抵抗Ｒ
３□。

Ｒ４□とから成り、レベルシフト回路５２の出力は各オ
ペアンプＡ３．Ａ４の第１の入力端に供給されている。

従って、第４図Ｃに示すレベルシフト回路５２からの正
の出力はオペアンプＡ３のダイオードＤ３１でクリップ
され、また、負の出力はオペアンプＡ４ のダイオード
Ｄ４１によってクリップされ、オペアンプＡ３ 、Ａ４
の第１の入力端における波形は第４図ｄに示すようにな
る。

このクリップ回路５３はモータ３１の制動を容易と成す
ために設けられたものであり、すなわち、いま、クリッ
プ回路５３を省略した状態の電圧によってモータ３１を
制御するとすれば、制御電圧は第４図Ｃに示す波形とな
る。

従って、ピーク電圧は同調に近づくにつれて次第に大き
くなり、これをモータ３１に印加すると停止すべき点に
近づくに従ってモータ３１が加速されることになり制動
が困難となる。

一方、クリップ回路５３を挿入することにより、モータ
３１に印加される電圧は平均的に除徐に低下し、従って
、モータ３１は寧ろ次第に減速されるため容易に停止動
作に移行させることが可能となる。

クリップ回路５３の出力は最後にモータ駆動回路５４に
供給される。

このモータ駆動回路５４は、いわゆる、電流フ・−スタ
回路を原型としており、クリップ回路５３からの信号が
その第１の入力端に入力され、第２の入力端は抵抗Ｒ５
２を介して接地されているオペアンプＡ、と、このオペ
アンプＡ、の出力端にベース電極が接続されると共に、
そのエミッタ電極にモータ３１が接続され、且つ、正、
負の電圧がそれぞれコレクタ電極に供給されているＮＰ
ＮトランジスタＱ１、ＰＮＰトランジスタＱ２ と、ト
ランジスタＱ１．Ｑ２のエミッタ電極とオペアンプＡ５
の第２の入力端に挿入されたダイオードＤ５１ 、Ｄ５
□、可変抵抗器Ｒ５３、抵抗Ｒ５４の直列回路から成る
帰還ループとから構成されている。

なお、Ｒ５１ｔ Ｒ５５およびＣ５１はそれぞれ抵抗、
コンデンサである。

通常、直流モータは、それ自身、ブラシ抵抗、機械的磨
擦抵抗および負荷抵抗を有しており、モータを起動させ
るためにはそれ等に打ち勝つだけの電圧を印加しなげれ
ばならない。

また、停止する際にはモータに若干の電圧が印加されて
いる状態においても停止する。

このことは、モータ３１を上記クリップ回路５３の出力
〔第４図ｄ〕で駆動させた場合、同調点Ｔ〔電圧が零ボ
ルトの点〕に至る前に停止したり、若干の位相差が発生
した場合にその補正のためにモータを起動させようとし
ても、最適受信点Ｔ近傍においてこれを行なうことがで
きない状態が起こる。

該モータ駆動回路５４はかかる欠点をダイオードＤ５□
、Ｄ、２を含む帰還ループによって取除いたものである
。

すなわち、ダイオードは、順方向においてその両端間の
電圧が一定電圧〔ＶＤ〕になる迄遮断状態にあり、それ
を越えて初めて導通状態になる。

このため、オペアンプＡ、の出力が電圧〔±ＶＤ〕に達
するまでは増巾回路の増中度は極めて大きく、従って、
ダイオードＤ５１゜Ｄ５２のカットオフ電圧〔ＶＤ〕を
モータ３１が起動・停止する電圧と同じになるように成
せばモータ３１が起動・停止する領域〔十ＶＤ乃至−Ｖ
Ｄ〕において、第４図ｅに示すように、モータ３１を駆
動させる際のズレを殆んど零に近い状態にすることがで
きるのである。

次に、ＡＦＣ回路〔自動周波数制御回路〕５６について
説明する。

通常、直流モータはその界磁極数によって１回転中の停
止位置が６乃至１４箇所存在する。

このことは、上記の制御回路を厳密に設計しても、最適
受信点から離調した位置にモータが停止する場合があり
、それによる周波数のズレを無視できない。

該実施例においては、受信部における局部発振器１４の
バリコン１４ａと並列にＡＦＣ用のバラクダイオードＤ
６１を接続し、このバラクタダイオードＤ６１にＡＦＣ
’電圧を印加させることにより上記の欠点を解消してい
る。

なお、このとき、ＡＦＣ動作を太き（設定すると、高周
波増巾器１２におけるバリコン１２ａとの容量差による
トラッキングエラーが太き（なるため、バラクタダイオ
ードＤ６１へのＡＦＣ電圧は、前記した平滑回路５１に
おいて平滑出力を同時に連光なレベルまでレベルシフト
させることによって、第４図ｂＫ示すように、過半な変
化範囲〔ＶＡＦｃ〕のＡＦＣ電圧を得ている。

なお、この電圧は、前記したレベルシフト回路５２によ
り、第４図Ｃに示すように、モータ制御のための信号に
再びレベルシフトされる。

第３図に戻り、ＡＦＣ回路５６は、ＡＦＣ用バラクタダ
イオードＤ６□、このダイオードＩ）ｆ、１の非直線性
を補正するためのダイオードＤ６□、局部発振器のバリ
コン１４ａに接続されバラクタダイオードＤ６□の容量
非直線性を補正するための小容量のコンデンサＣ６２、
およびコンデンサＣ６□、抵抗Ｒ６□、Ｒ６２とから構
成されている。

次に、５７は、抵抗Ｒ７１とコンデンサＣ７１とによっ
て構成されたフィルタから成る遅延回路で、上記ＡＦＣ
回路５６と平滑回路５１との間に挿入され、平滑回路５
１から出力されるＡＦＣ電圧を若干の時間遅れを持って
ＡＦＣ回路５６に供給するためのものである。

この遅延回路５７は、同調に至るまでのモータ３１の動
作を円滑に行なわせるために設けである。

すなわち、この遅延回路５７が無い場合においては、モ
ータ３１が最適受信点に近づくと、第４図すに示すＡＦ
Ｃ電圧に従って、バラクタダイオードＤ６□がバリコン
１４ａの容量変化と逆方向に容量変化するため、局部発
振器１４の周波数変化が緩やかになり、従って、モータ
３１の停止動作が緩やかになってしまう。

遅延回路５７は上記の欠点を補なうもので、該回路５７
を挿入することにより、ＡＦＣ動作をモータ３１の回転
動作よりも遅らせたものである。

すなわち、いま、高い周波数の局から低い局へ自動同調
動作が行なわれているとすると、バリコン１４ａの容量
は小から犬へと変化し一方、バラクタダイオードＤ６、
はその印加電圧〔第４図ｂ〕に従って、且つ、時間遅れ
を持って変化する。

そして、同調点に近づ（と、バラクタダイオードＤ６□
の容量が犬から零に向かって変化し始め、モータ３１が
最適同調点まで回転した暁には、遅延回路５７のために
、バラクタダイオードＤ６□の容量はバリコン１４ａの
容量を補正する容量よりも大きくなる。

従って、モータ３１の停止位置近傍においては、位相差
が逆になるという現象が発生し、位相検波回路４２の出
力はその極性が逆転してモータ３１に電気的ブレーキが
働くことになる。

一般に、モータには慣性があり停止すべき点をオーバー
ランする恐れがあるが、該実施例のような遅延回路５７
を使用することにより、モータ３１の回転を全体におい
て迅速に、且つ、停止すべき点近傍においてオーバーラ
ンさせることなく確実に停止させることができる。

なお、遅延回路５７におけるコンデンサＣ７□、抵抗Ｒ
７□の定数は使用するモータの機械的時定数等を考慮し
て設定される。

斜上のように、本発明によれば、ＡＦＣ電圧を遅延回路
を介してＡＦＣ用のバラクタダイオードに供給するよう
に構成したため、直流モータによる自動同調動作を全体
において迅速に、且つ、停止地点近傍において極めて正
確に行なわせることができるという顕著な効果を奏する
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるバリコン式自動同調装置のブロッ
ク図、第２図は本発明による自動同調装置における制御
回路部分のブロック図、第３図は第２図に示すブロック
図の詳細な回路図、第４図は第３図に示す回路における
各部の電圧波形を示す図である。 １０・・・・・・受信部、２０・・・・・・ＰＬＬシン
セサイザ一部、３０・・・・・・制御部、５０・・・・
・・制御回路、５１・・・・・・平滑回路、５２・・・
・・・レベルシフト回路、５３・・・・・・クリップ回
路、５４・・・・・・モータ１駆動回路、５５・・・・
・・遅延回路、５６・・・・・・ＡＦＣ回路、１４ａ・
・・・・・局部発振器におけるバリコン。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 基準信号発生器と局部発振器の分周出力との位相差
   を位相比較手段において比較し、該位相比較手段からの
   信号に基づいてモータを駆動させ、該モータに連結され
   たバリコンを回転させて同調をとるようにした位相同期
   ループを備えたバリコン式自動同調装置において、前記
   モータで回転させられるべきバリコンと並列にバラクタ
   ダイオードを接続し、該バラクタダイオードに対して前
   記位相比較手段からの信号に基づ＜ＡＦＣ電圧を遅延回
   路を介して供給するように構成したことを特徴とするバ
   リコン式自動同調装置。