JPS60109931A - 受信回路 - Google Patents

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】 本発明はにｔｔｌｌｉ　発振器と同期をとられ、受信高
周波信号を中間周波数に変換するミクサ段に加えられる
信号を供給１−る第１の位相制御ループと、受信高周波
信号の変調信号に含まれるパイロット信号により同期を
とられる第２の位相制御ループとを具える受信回路に関
するものである。

位相制御ループとは周波数を制御できる発振器を具え、
その出力信号を、任意ではあるが固定又は調整自在の分
周器を介して、位相弁別器に与え、これがこの信号を基
準信号と比較し、位相差に対応づる出力信号を生じ、こ
の出力信号を、好ましくは低域フィルタを介して、発振
器の周波数を制御するの、に使用する回路を意味するが
、このタイプの位相′制御ループは普通ＩＦ’ＬＬ回路
」と呼ばれている。

「パイロット信号」は以下の説明では受信信号の変調信
号に含まれていて、一定の周波数、ＦＭステレオ送信機
のステレオ多重信号では好ましくは１９ＫＨ２のパイロ
ット１〜−ンを有する信号を意味する。

冒頭に述べたタイプの回路は、例えば、雑誌ｒ　Ｇ　ｒ
ｕｎｄｉｏ　Ｔ　ｅｃｈｎｉｓｃｌ＋ｅ　Ｉ　ｎｆｏｒ
ｍａｔｉｏｎｅｎ　Ｊ　。

Ｎｏ、１／２．１９８０年、第１２頁の第１２図に示さ
れており、既知である。而して、ここでは第１の位相制
御ループが同調するためにプログラム可能な分周器を員
え、第２の位相制御ループがステレオデコーダの一部と
なっている。そしてこれらの２個の位相制御ループは全
部で２個の電圧制御発振器を心間とし、少なくとも第２
の位相制御ループに含まれる発振器が調整を必要とし、
更に基準発振器を具え−Ｃいる。

本発明の１」的（，１，このような回路のコストと設計
の苦労を軽減するにある。

この目的をｊ構成りるため、本発明によれば、冒頭に述
べたタイプの回路において、基準発振器の周波数を電子
」二学的に制御できるようにし、基準発振器を第２の制
御回路に含めたことを特徴とづる。

米国特許第１１．４５４．６０７号はＣＰＵ　（中゛央
処理装置）から供給される同調データにより同調させら
れる、シンセナイザ同調を具えるＦＭ受信機を開示して
いる。ＣＰＵはクロックパルス発生器としＣ位相制御ル
ープに含まれる電圧制御発振器を用い、これがステレオ
多重信号の１９ＫＩ（ｚのステレオパイロットで同期さ
せられる。しかし、既知のように、同調番号の値はＣＰ
Ｕに入れられた値に依存し、クロックパルス発生器の精
密な周波数には依存しない。この結果、この従来技術の
ＦＭ受信機の同調は１９ＫＨ２のステレオパイロットと
同期せず、同調周波数を安定化させるために非常に安定
な基準発振器を用いねばならない。

しかし、本発明に係る回路の基準発振器壁下記の２重の
機能を有する。即ち、第１の位相制御ループで喀よ基準
発振器として働き、第２の位相制御　′ループではパイ
ロット信号と同期する電圧制御発振器として働く。この
結果、第２の位相制御ループにとって付加的に必要とな
る電圧制御発振器が省略でき、この発振器に必要な調整
操作も不要となる。

パイロット信号を含まない信号が受信された時は基準発
振器は同期をとれず、従って、基準発振器はその固有周
波数で発振する。これに対しパイロット信号で一同期を
とられる場合はこの周波数が発振器の発振周波数からず
れた時、第１の位相制御ループからミクサ段に与えられ
る信号の周波数も変化りる。即ら、その同調がパイロッ
ト信号が受信されたか否かに依存して変わってくる。こ
の変化をでさるだり小さくするために、基準発振器はで
きるだり周波数の安定度を高くしなければならないが、
これは、例えば、水晶発振器を用いることにより）Ｙ成
される。特にこの場合は本発明のもう一つの実施例にＪ
、れぽ発振器の周波数を少なくともほぼパイロワ１〜信
号の周波数の整数倍とする。しかし、この代りに発振器
の周波数を前の周波数の有理数倍とすることもできる。

パイロワ１−信号を送出する送信機に対づる同調動作が
初１υ）化される時、パイロット信号と基準発振器から
取出される信号との間に可成り大きな位相差が生じ、こ
れが位相ｆｒ別器の出力側で可成り大きなＪ、％　Ｅｌ
ｌ−発振器の頗１調を起す信号を生ずることがある。し
かも、分周器が存在するためこの基準発振器の一１調は
通常第１の位相制御ループに含まれる発振器の前置を一
層大きくし、従って受信機の同調も悪影響される。そし
て受信機の同調が悪影響される程度【よ送信機へ正しく
同一させることが不可能になるほど大きくなる。しかし
、本発明のもう一つの実施例によれば、これは位相弁別
器の出力電圧をリミタを介して伝えることにより防げる
。こう覆るとリミタが基準発振器の離調を制限し、この
結果第１の位相制御ループ内の発振器の離調が制限され
る。

しかし、この制限のため、位相のずれが大きい場合は基
準発振器の周波数がゆっくりとパイロット信号に同調さ
せられるが、これは多くの場合不所望なことである。本
発明のもう一つの実施例によれば速やかに同期させるた
め、分周器の分周比を変えられる回路を設け、これをし
きい値装置を介して位相弁別器の出力信号により制御す
る。しかし、この構造は本発明とは独立であり、これは
位相制御ループの高速同期が大事な全ての場合に利用で
きる。

図面につき本発明の詳細な説明する。

第１図はステレオ信号を受信づるためのＶ’ＨＦ受信機
のブロック図゛を示したものである。受信信号はアンテ
ナ１から直接又は前置増幅器（図示せｆ）を介し゛Ｃミ
クリ伊２に加えられ、そこで発振器信号と混合され、例
えば、１０．７Ｍｊｌｚの中間周波数レンジに変換され
る。この中間周波数信号はＦＭ復調器３７：′増幅され
、復調される。このＦＭ復調器３の出力側には左チャネ
ル（Ｌ）と右ヂ１ノネル（Ｒ）との和信号の他に、１９
ＫＩＩｚのパイロワ１〜信号及び抑圧された３８ＫＨｚ
の副搬送波を中心とした２　１１１．１の側帯波の形態
をした差信号を含む変調信号、ステレオ伝送の場合は多
重信号が現われる。

この場合第１のデエンフ１シス手段４の出力側には相位
＋＝＋−ＩＲが現われ、第２のデエンファシス手段５の
出力側に差信ｑｃ−Ｒが現われる。この第２のデ］−ン
フ７・シス手段５には多重１褥に３８Ｋ　ｌｌｚの信号
を東線する乗算器段６の出力信号が加えられる。第１と
第２のデエンファシス手段４及び５の出力側に大々用わ
れる和信号と差信号は図示しないがこの後通常の方法で
左チヤネル信号と右ヂＶネル信号に変換され、増幅され
、適当な音響１−ランスデコーりで再生される。

ミクリ゛段２に供給される発振器信号は第１の位相制御
ループの周波数を制御できる発振器７により発生させら
れる。加えて、第１の位相制御ループは発振器周波数を
調整自在の因子０分の−に下げる分周器８と周波数を下
げられた発振器信号を７一定周波数の基準信号と比較し
、出力側にこれらの２個の信号の位相差に対応する信号
を生じ、これを低域フィルタ１０を介して周波数を制御
できる発振器７の制御入力端子に加える位相弁別器９と
を具える・。この制御入力端子に加えられる電圧で周波
数、を制御できる発振器７を制御できる。次に位相弁別
器９の出力側で位相差がほぼゼロに等しくなり、発振器
７が基準信号と同期する迄周波数を変える。

基準信号は基準発振器１１で作られるが、この周波数は
パイロット信号の周波数の整数倍、即ち、４．５６　Ｍ
ｌｌｚにする。基準発振器の出力信号の周波数は分周期
１２で１／ｍに下げ、この下げられた信号を基準信号と
して位相弁別器９に加える。同期がとれている状態では
発振器７の周波数は基準発振器１１の周波数のｎ７ｍ倍
となる。これ迄の説明では第１図に示したステレオ受信
機は本質的には既知のものとなっ′Ｃいる。しかし、本
発明によれば、従来技術と対照的に、基準発振器が電子
回路的な周波数を制御できる発振器、例えば、電圧制御
発振器の形態をとり、（３８１（Ｉｌｚの）副搬送波信
号を生ずる第２の位相制御ループに含められる。

この第２のｉｌｌｌ副相ループは、基準発振器１１の他
に、基準発振器１１の出力信号の周波数を１／Ｎに下げ
る分周１５ｉ１３を貝える。ここでＮは一定であり、発
振器周波数が前述した値（４，５６Ｍ　ｆｉｚ　）の場
合は２４０に達覆る。従って、発振器周波数は３８ＫＩ
Ｉｚ迄下がる。分周器１３の出力信号は一方では乗算器
段６でＦＭ復調器３の出力端子からの多重信号を乗詐さ
れ、他方ではもう一つの分周器１４で１／２に下げられ
、この分周器１４の出力側に１９に＋−１２の信号を作
る。そして位相弁別器１５でこの１９Ｋｌｌｚの信号を
ＦＭ復調器３の出ツノ信号に含まれるパイロン］・信号
と比較する。振幅又はデユーティサイクルが位相差に対
応する位相弁別器の出−力電圧はスイッチ１６（これは
ｔ）受信の時は開放状態にあり、ステレオ受信の場合は
閉成状態にする）を介して低域フィルタ１７に加える。

低域フィルタ１７の出力端子を基準発振器１１の制御入
力端子に接続する。

従って、基準発振器１１の周波数は位相弁別器１５の出
力信号により制御される。

基準発振器１１は水晶発振器とすると好適である。

この場合水晶発振器の周波数は、例えば、水晶共振器と
直゛列に接続されている可変ダイオードコンデンサー６
−１１Ｊ　ｍできる。このような発振器は発振器周波数
がパイロット信号の周波数の整数倍に対応する時可成り
狭いが、十分な離調レンジを有する。

スィッチ１６Ｉ４パイロツト信号検出器１８で動作させ
るが、これはステレオ受信器の場合にだけ必要であって
、パイロット信号が検出された時はスイッチ１６を常時
開成し、他の場合は全てスイッチ１６を開放状態におく
。このようなパイロット信号検出器はコストを高くしな
い。蓋し、上述したようにステレオ受信器でしか必要で
ないからである。

この回路の動作は下記の通りである。

モノ受信の場合は、スイッチ１６を開き、発振器１１を
同期さけない。この時第１の位相制御ループは４　、５
（ｌ　Ｍ　１１７．の周波数を有する信号を受信するが
、その安定度は水晶の特性により決まる。ステレオ受信
の場合は、スイッチ１６を閉じ、基準発振器１１を多重
信号に含まれているパイロット信号９周波数により同期
さける。この場合基準発振器の周波数安定度は送信機か
ら送られてくるパイロット信号の周波数安定度に依存す
る。この周波数が±１Ｈｚ変動するど、これはＶ　ＨＦ
レンジ（１００Ｍ　ｌ（ｚ　）では±５　Ｋ　ｌｌｚの
周波数の変化に対応するだけであり、このＪ、うな僅か
な周波数のずれは第１図に示す受信機の動作を妨害しな
い。

位相弁別器１５が乗客）段の形態をしている場合は、そ
の出力信号は分周器１４の１９に＋Ｉｚ出力信号に多重
信号に含まれる周波数成分（例えば、１５ＫＩ＋７．）
を乗算Ｊることににり生ずる交流電圧成分を含むが、こ
れは低域フィルタ１１で抑圧される。加えて、このよう
な位相弁別器の直流動作点は分周器１４の出力信号と多
中仁号に含まれるパイロット信号との間の位相差により
シフＩ〜させられ、これが発振器１１６周波数をシフト
させる。多重信号がパイロット信号を含まなければ、理
想的な位相弁別器の場合出力側に直流電圧シフトを生ぜ
ず、従って、基準発振器周波数もシフトしない。この時
位相弁別器１５と低域フィルタ１７との間の接続路内の
スイッチ１６を省ける。しかし、実際には位相弁別器は
大概出力側で直流オフセットを呈し、このためパイロッ
ト信号が存在しなくても発振器１１の周波数はシフトＪ
、る。このシフ１は受容し難い態様で第１の位相制御ル
ープによる同調に悪影響を及ぼすから、これを防ぐため
にスイッチ１６を設ける。しかし、別の方法もあって、
それは周波数シフトする最大範囲、即ち、低域フィルタ
１７の出ツノ側での振幅を受信機の機能に影響しない値
に迄制限するものである。この場合もスイッチ１Ｇを省
ける。

第２図はこのように修正された第２の位相制御ループの
ブロック図を示したものであり、同じ符号は同じ要素を
指している。ここでは位相弁別器１の出力信号を直接低
域フィルタ１１に供給し、低域フィルタ１７の出力端子
をリミタ１９を介して発振器１１の制９１１入力端子に
接続している。この結果基準発振器の最大可能離調も制
限され、同調を妨害する値をどることもなくなる。他方
、この制限動作の効果として発振器１１をパイロット信
号と同期さＵるのに必要な時間な伸ばづ′。しかし、リ
ミタ１９を用いることにより生ずるこの欠点は固定ぎれ
た分周比をイｊ−する分周器１３の代りに、分周比を電
子工学的に制御ひきる分周器２０を用い、その入力端子
２１１を発振器１１の出力端子に接続し、出力端子２１
２を１ノ２分周器１４の入力端子に接続し、分周比を２
個の比較器２２及び２３で制御し、これらの比較器２２
及び２３の入力端子を低域フィルタ１７の出力端子に接
続し、出力端子を分周器２０の制御入力端子２１３又は
２１４に接続することにより除は−る。

低域フィルタ１７の出力電圧がＵｌと１ノ２の間に入る
時は、比較器２２の出ツノ信号３ｍと比較器２３の出力
信号Ｓ１１とはげＬｌに等しい。この場合は分周器２０
の分周比は正確に１２０となる。限界値Ｕ＋及びＵ２は
発振器１１の１ｌｌＩｌ調が絶対に生じない低域フィル
タ１７の出力電圧の値がこれらの限界値の中程ミタ１９
が制限を生ずる値の間に位置させる必要がある。低域フ
ィルタ１７の出力電圧がＵｌ及びＵ２の上に位置する場
合は、入力端子２１３の信＠５Ｉ１１が１に等しく、入
力端子２１４の信号Ｓｐが０に等しい。この場合分周比
は値１１８に下がる。これと対称的に低域フィルタ１７
の出力電圧がＵ＋及びＵ２より低い場合は、Ｓｐが１に
等しく、Ｓｍがゼロに等しい。この場合は分周比が１２
２迄高乏なる。いず４：ｔの場合も出力信号の周波数は
約３２０　Ｈｚだ（プ変化する。従って、最悪の場合で
も移相量は１８０°であり、分周器１５の出力信号の位
相とパイロワ１〜信号の位相は２〜３ｍｓで互に同期す
る。しかし、分周比が変わらないとすると発振器の１１
を調が約５ｘ１０−５に限られていると仮定してもこの
時間は約５００ｍ５に達する。

第３図は分局器２０の一実施例を示したものである。こ
れは６個直列に接続された１ノ２分周器を具えるが、こ
れらは通常トグル−フリップフロップ（Ｔ　１ｅｔｚｅ
及び３　ｃｈｅｎｃｋ著［１−１ａｌｂｌｅｉｔｅｒ　
／ＳｃｈａｌＬｕｎｇｓｌｃｃｂｎｉｋＪ第４版、１９
７８年、第１６６頁）ど叶ばれるもので構成し、立下り
縁でトリがづるとりｒ適である。信号は分周器ゾーン２
０１・・・２０６のチ」−ンに加えられるだけでなく、
インバータ２１Ｆ＋の入力端子２１１にも加え、られる
。インバータ　２１５の出ツノ端子はＲＳフリップフロ
ップのリレン１〜入万端子に接続し、出力端子・をもう
一つのトグルフリツブフ（二１ツブ２１６のクロックパ
ルレス人ノコ端子に接続りる。面してこのトグルフリツ
プフし１ツブの出力端子は分局器２０の出力端子２１２
となる。ＲＳフリップフロツブ２１フのセット入力端子
は分周器２０１・・・２０６の出力信号Ｓ１・・・Ｓｓ
並び−に比較器２２及び２３の出力信号Ｓｍ、Ｓｐを組
合わせる８埋ＩＩ合μ回路２１８の出力端子に接続する
。

ＲＳフリップ７０ンプ２１７の出力端子は更に分周器２
０１及び２０３〜２０Ｇのリセット入力端子Ｒ並びに分
周器２０２のレフ１〜入力端子Ｓに接続する。

論理組合ゼ回路の出力状態が論理信号「１」に対応７１
’　；ｂ　ＪＪＡ合は、分周器フリップフロップ２０１
及び２０３〜２０Ｇの出力信号が１０」に等しく、フリ
ップフロップ２０２の出力信号はｒＩＪに等しい。分周
器２０６・・・２０１の出力信号Ｓ６・・・Ｓｌが組合
わさって６ビツト二進データ開を形成し、そこで最上位
のビットが最下位のビットより先行する（Ｓｓが最上位
のビットであり、Ｓｌが最下位のビットである）場合は
このスイッチング状態がデータ冊００００１０に対応す
る。これは十進法で２に対応する。

第３図に示す回路の機能を説明するために、第２の位相
・Ｉｌｉ制御ループが同期状態にあり、ｓｍ　＝ｏ。

ｓｐ　＝ｏが成立すると仮定づる。更に、予め定められ
た瞬時に６３いて、分周器フリップ７０ツブ２０１・・
・２０６により形成されるカウンタが予め定められたに
１数位置に既に到達していると仮定する。

この場合計数位置は発振器信号の各期間において１だけ
インクリメント・され、計数位置がデータ詔１１１１１
０　（十進数６２）に対応する迄続ける。第４図に示し
た論理組合せ回路２１８の出力信号が「１」になる時（
他の全ての組合せではこの出力信号は「０」である゛）
のＳｓ・・・Ｓ＋、５ＩＩ１．Ｓ１１の組合せを表わす
表から判るように、カウンタ２０１・・・２０６、セッ
ト入力端子又はリセット入力端子の接続に対応してｏｏ
ｏｏｉｏ　（−１進数２）にリセットされる。こうなる
と論即組合せ回路の出力信号が「１」となる状態がなく
なり、カウンタはｏｏｏｏｉｏから出発して再び１１１
１１０にカウントアツプされ、その後で上述した手順が
繰返される。従って、カウンタは６０パルスだ番ノ削数
し、各６０パルスに１回だけ１からＯへの遷移、即も立
下り縁がＲＳフリップ７０ツブ２１７の出力端子に現わ
れる。従って、出力端子２１２の信号の同期は正確に入
力端子２１１の１２０Ｉｌｌ］間に対応りる。

第２図に示４位相制御ループで分周器１４の出力信号と
パイ［１ツＩ、　（ｉ　Ｓ；の間に大きな位相差がある
と、比較器２２は、例えば、応答する（Ｓｍ＝１゜５ｐ
＝Ｏ）。この場合もカウンタ２０１・・・２０６は各パ
ルスを計数りるが、計数位置１１１１０１　（十進数６
１）に達する迄だ（）である。この場合出力端子２１２
の持続時間は入力端子２１１の信号の２Ｘ　（６１−２
）−１１８周期に達りる。この場合と対照的に位相差が
逆の符号の時は３ｍ＝Ｏ，５Ｄ＝１どなる。この場合カ
ウンタは１１１１１１（十進数６３）迄目数し、出力端
子２１２の信号の周期は入力端子２１１の１２２周期の
持続時間を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のブロック図、第２図は第２
の制御ループのもう一つの実施例のブロック図、 第３図は分周比を制御でき、第２図に示した実施例でｍ
５）るのに適したカウンタの構成を示すブロック図、 第４図は第３図に示したカウンタ内の論理処理回路の静
的挙動を示す線図である。 １・・・アンテナ　２・・・ミクサ段 ３・・・ＦＭ復調器 ４・・・第１のデエンファシス手段 ５・・・第２のデエンフ１シス手段 ６・・・乗算器段 ７・・・周波数を制御できる発振器 ８・・・分周器　９・・・位相弁別器 １０・・・低域フィルタ　１１・・・基準発振器１２・
・・分周器　１３・・・分周器 １４・・・分周器　１５・・・位相弁別器１６・・・ス
イッチ　１７・・・低域フィルタ１８・・・パイ〔１ツ
１〜信号検出器 １９・・・リミタ　２０・・・可変分局器２１・・・端
子　２２．２３・・・比較器２１５・・・インバータ ２１６・・・１−グルフリップ７０ツブ２１７・・・’
Ｒｓノリツプフ［１ツブ２１８・・・論理紺合Ｕ回路

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、基準発振器と同期をとられ、受信高周波信号を中間
   周波数に変換するミクザ段に加えられる信号を供給づる
   第１の位相制御ループと、受信高周波信号の変調信号に
   含まれるパイロット信号ににり同期をとられる第２の位
   相制御ループとを具える受信回路において、基準発振器
   （１１）の周波数を電子工学的に制御できるようにし、
   基準発振器を第２の制御回路（１３・・・１７）に含め
   たことを特徴とする受信回路。 ２、基準光ＩＮｉ器（１１〉の周波数を少なくともほぼ
   パイ１ｌツ１〜信弓の周波数の整数倍としたことを特徴
   とりる１４拾請求の範囲第１項記載の受信回路。 ３、第２の位相制御ループ内の基準発振器（１１）の出
   力端子を分周器（１３，１４）を介して位相弁別器（１
   ５）の一方の入力端子に接続し、他方の入力端子にパイ
   ロット信号を入れ、出力端子を低域フィルタ（１１）を
   介して基準発振器（１１）の制御入力端子に接続し、そ
   の周波数を制御するように構成したことを特徴とする特
   許請求の範囲前記各項の−っに記載の受信回路。 ４、位相弁別器（１５）の出力端子と低域フィルタ（、
   １７）の入力端子との間にスイッチング状態を・パイロ
   ット信号検出器（１８）により制御できるスイッチ（１
   ６）を設けたことを特徴とする特許請求の範ｌ２ｆｌ第
   ３項記載の受信回路。 ５、位相弁別器（１５）の出力電圧をリミタ（１’９）
   を介して供給するように４Ｒ成したことを特徴とする特
   許請求の範囲前記各項のいずれかに記載の受信回路。 ６、周波数を制御入力端子に加えられる信号により制御
   できる発振器と、分周器を介して与えられる発振器信号
   の位相を基準信号の位相と比較し、位相差に依存する出
   力信号を発振器の制御入力端子に加える位相弁別器とを
   具備Ｊる位相制御ループを具える受信回路、特に、分周
   器の分周比を変える回路（２０）を設り、これをしきい
   値装置（２２，２３）を介して位相ｉｔ別器（１５）の
   出力信号により制御されるように構成したことを特徴と
   する特許請求の範囲＋１ｉｆ記各項のいずれかに記載の
   受信回路。 ７、基準発振器（１１）を分周器（１２）を介して第１
   の位相制御ループ（１・・・１０）に接続したことを特
   徴とする特許請求の範囲前記各項のいずれかに記載の受
   信回路。 ８、第１の位相制御ループ（７・・・１０）が分周比を
   電子］ニ学的に制御できる分周器（８）を具えることを
   特徴とする特許請求の範囲前記各項のいずれかに記載の
   受信回路。