KR910005529B1 - Apparatus for providing stabilized frequency by dual phase locked loop - Google Patents

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    • H04B7/26—Radio transmission systems, i.e. using radiation field for communication between two or more posts at least one of which is mobile

Abstract

The circuit using at the receiver of the tracking system for the moving objects synchronises the intermediate frequency of the receiver to the one of the moving transmitter equiped on the moving object so that the local oscillation frequency is tracked stably and exactly. The circuit includes a first phase locked loop (PLL) generating the synchronised reference frequency to the multiplied intermediate frequnecy at a multiplier (110), and a second PLL generating the same frequency to the local oscillation frequency of the transmitter by adjusting the self oscillation frequency according to the variation of the refrence frequency.

Description

이중루프에 의한 발진주파수 추적 발생 장치Oscillation frequency tracking generator by double loop

제1도는 종래의 회로도.1 is a conventional circuit diagram.

제2도는 본 발명의 회로도.2 is a circuit diagram of the present invention.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

100 : 혼합기 110 : 체배기100: mixer 110: multiplier

120, 121 : 전압제어 발진기 130 : 분주기120, 121: voltage controlled oscillator 130: divider

140, 141 : 위상비교기 150-152 : 제1-3여파기140, 141: phase comparator 150-152: 1-3 filter

본 발명은 무선통신의 일종인 이동물체 추적 시스템에 있어서 수신장치에 관한 것으로, 특히 수신되는 고주파신호를 중간주파수로 변조하기 위해 송신측에서 사용한 국부발진 주파수를 추적하여 발생하는 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a receiving apparatus in a mobile object tracking system, which is a kind of wireless communication, and more particularly, to an apparatus for tracking and generating a local oscillation frequency used by a transmitting side to modulate a received high frequency signal into an intermediate frequency.

이동물체 추적 시스템은 이동물체의 이동상황을 감시하기 위한 것으로 물체에 탑재되어 고유호출정보가 수신될때마다 일정시간동안 고유응답정보를 발생하여 송출하는 다수의 이동발신기와, 상기 이동발신기들을 호출하기 위한 고유호출정보를 송출한 다음 이동발신기로부터 송출되어진 고유응답정보를 수신하여 이동물체의 이동상황을 감지하는 통제국으로 이루어져 있는데 상기 통제국과 이동발진기는 서로 상대방으로부터 송출되어진 고주파신호를 수신하여 국부발진 주파수와 혼합함으로서 중간주파수로 주파수 변환한다. 이때 사용된 국부발진 주파수는 송신측에서 사용한 국부발진 주파수와 일치되어야만 중간주파수로 주파수 변환이 정확하게 수행된다.The moving object tracking system is for monitoring the moving state of the moving object, and is mounted on an object and generates a plurality of mobile transmitters for transmitting a unique response information for a predetermined time whenever a unique call information is received, and for calling the mobile transmitters. It consists of a control station that detects the movement of the moving object by receiving the unique response information sent from the mobile transmitter after transmitting the unique call information. The control station and the mobile oscillator receive the high frequency signal transmitted from the other party to generate the local oscillation. The frequency is converted to an intermediate frequency by mixing with the frequency. At this time, the local oscillation frequency used must match the local oscillation frequency used by the transmitter so that the frequency conversion to the intermediate frequency is performed correctly.

상기 통제국이나 이동발신기의 수신장치에 있어서 종래의 국부발진 주파수 추적 발생장치는 제1도와 같이 입력단자(IT)를 통해 입력되는 고주파신호를 라인(1)을 통해 인가되는 국부발진 주파수와 혼합함으로 중간주파수로 주파수 변환하여 라인(2)와 출력단자(OT)를 통해 송출하는 혼합기(100)와, 상기 혼합기(100)의 출력을 라인(2)을 통해 입력하여 일정수배로 주파수 체배하는 주파수 체배기(110)와, 상기 주파수 체배기(110)와 라인(1)을 통해 상기 혼합기(100)사이에 접속되어 상기 체배기(110)의 출력인 체배되어진 중간주파수에 따라 발진주파수를 조절함으로서 송신측 국부발진 주파수를 추적 발생하여 라인(1)을 통해 혼합기(100)로 인가하기 위해 전압제어 발진기(120) 및 분주기(130)와 위상비교기(140) 및 제1,2여파기(150,151)로 이루어진 위상동기루프로 구성되어 있으며 작동을 설명하면 하기와 같다.In the receiving device of the control station or mobile transmitter, the conventional local oscillation frequency tracking generation apparatus mixes the high frequency signal input through the input terminal IT with the local oscillation frequency applied through the line 1 as shown in FIG. A mixer 100 converting the frequency into an intermediate frequency and transmitting the output through the line 2 and the output terminal OT, and a frequency multiplier that multiplies the output of the mixer 100 through the line 2 and multiplies the frequency by a predetermined multiple. A transmission side local oscillation by controlling the oscillation frequency according to the multiplied intermediate frequency, which is connected between the mixer 110 and the mixer 100 via the frequency multiplier 110 and the line 1, and outputs the output of the multiplier 110. Phase synchronization consisting of a voltage controlled oscillator 120 and a divider 130, a phase comparator 140, and first and second filters 150 and 151 to track and generate a frequency and apply it to the mixer 100 through line 1. Composed of loops Uh, and it is described as follows an operation.

혼합기(100)는 입력단자(IT)를 통해 입력되는 고주파신호를 라인(1)을 통해 인가되는 국부발진 주라수와 혼합함으로서 중간주파수로 주파수변환하여 라인(2)를 통해 출력단자(OT)와 체배기(110)로 출력하고, 상기 라인(2)을 통해 혼합기(100)의 출력인 중간주파수를 입력하는 체배기(110)는 상기 중간주파수를 일정수배로 주파수 체배하여 위상비교기(140)로 출력한다.The mixer 100 converts the high frequency signal input through the input terminal IT with the local oscillation frequency applied through the line 1 to convert the frequency into an intermediate frequency and outputs the output terminal OT through the line 2. The multiplier 110, which outputs to the multiplier 110 and inputs an intermediate frequency that is the output of the mixer 100 through the line 2, multiplies the intermediate frequency by a predetermined multiple and outputs the frequency to the phase comparator 140. .

그러면 위상비교기(140)는 분주기(130)에 의해 일정비로 분주되어진 다음 제1여파기로(150)에 의해 필터링되어진 라인(1)상의 국부발진 주파수와 상기 체배기(110)의 출력을 위상비교함으로 위상차에 해당하는 만큼 전압레벨이 가감변화되는 발진제어 전압을 발생하여 제2여파기(151)를 거쳐 전압제어 발진기(120)로 출력하고, 상기 제2여파기(151)를 통해 위상비교기(140)에 의해 발생된 발진제어 전압을 입력하는 전압제어 발진기(120)는 상기 발진제어 전압의 전압레벨에 따라 발진주파수를 가감시켜 상기 체배기(110)에 의해 체배된 중간주파수의 변화에 따랄 변화하는 국부발진 주파수를 발생하여 라인(1)을 통해 혼합기(100) 및 분주기(130)로 출력한다.Then, the phase comparator 140 is divided by a divider 130 at a predetermined ratio, and then compares a phase of the local oscillation frequency on the line 1 filtered by the first filter 150 with the output of the multiplier 110. Generates an oscillation control voltage whose voltage level is changed as much as the phase difference, and outputs the oscillation control voltage through the second filter 151 to the voltage controlled oscillator 120 and through the second filter 151 to the phase comparator 140. The voltage controlled oscillator 120 for inputting the oscillation control voltage generated by the oscillation frequency changes according to the change of the intermediate frequency multiplied by the multiplier 110 by adding or subtracting the oscillation frequency according to the voltage level of the oscillation control voltage. Generates and outputs to the mixer 100 and the divider 130 through the line (1).

그러므로 전압제어 발진기(120) 및 분주기(130)와 위상비교기(140) 및 제1,2여파기(150,151)로 이루어진 동기 위상루프 수단은 체배기(110)의 출력인 체배된 중간주파수의 주파수변화에 동기되어 송신측의 국부발진 주파수를 추적 발생하는데 이 경우 전압제어 발진기(120)의 출력인 국부발진 주파수는 상기 체배기(110)의 출력인 체배된 중간주파수보다 분주기(130)의 분주비 만큼의 배율로 큰 주하수를 갖게 되므로 전압제어, 발진기(120)는 고도의 발진감도를 갖추어야만 송신측 국부발진 주파수의 추적이 가능한 문제점이 있으며, 또한 체배기(110)에 의해 체배된 중간주파수도 주파수 변동율이 혼합기(100)의 출력인 중간주파수의 주파수 변동율보다 커지게 되어 결과적으로 전압제어 발진기(120)의 출력이 송신측의 국부발진 주파수를 안정되게 추적할 수 없는 문제점이 있었다.Therefore, the synchronous phase loop means composed of the voltage controlled oscillator 120, the divider 130, the phase comparators 140, and the first and second filters 150, 151 is used to change the frequency of the multiplied intermediate frequency that is the output of the multiplier 110. In this case, the local oscillation frequency of the transmitter is tracked and generated. In this case, the local oscillation frequency of the voltage controlled oscillator 120 is equal to the frequency division ratio of the frequency divider 130 than the multiplied intermediate frequency of the multiplier 110. Since it has a large main sewage by the magnification, the voltage control and the oscillator 120 have a high oscillation sensitivity, so there is a problem that the local side oscillation frequency of the transmitting side can be traced, and the intermediate frequency multiplied by the multiplier 110 also changes the frequency. As a result, the output of the mixer 100 becomes larger than the frequency variation rate of the intermediate frequency, and as a result, the output of the voltage controlled oscillator 120 cannot stably track the local oscillation frequency of the transmitting side. It was dots.

따라서 본 발명의 목적은 이동물체를 추적 시스템의 수신장치에 있어서 중간주파수를 이동동기화 함으로 송신측에서 사용한 국부발진 주파수를 정확하고 안정되게 추적하여 상기 송신측의 국부발진 주파수와 동일 주파수의 국부발진 주파수를 발생할 수 있는 이중루프에 의한 발진주파수 추적 발생장치를 제공함에 있다.Accordingly, an object of the present invention is to accurately and stably track a local oscillation frequency used by a transmitter by moving an intermediate frequency in a receiving apparatus of a tracking system to accurately and stably track a local oscillation frequency of the same frequency as the local oscillation frequency of the transmitter. The present invention provides an oscillation frequency tracking generator by a double loop.

이하 본 발명의 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings of the present invention will be described in detail.

제2도는 본 발명의 회로도로서, 입력단자(IT)를 통해 입력되는 고주파 신호를 라인을 통해 인가되는 국부발진 주파수와 혼합함으로 중간주파수로 주파수 변환하여 라인(2)을 통해 송출하는 혼합기(100)와, 상기 혼합기(100)의 출력인 중간주파수를 라인(2)를 통해 입력하여 일정배율로 주파수 체배하는 체배기(110)와, 상기 체배기(110)의 출력인 체배된 중간주파수를 입력하여 상기 체배된 중간주파수와 위상이 동기된 기준주파수를 발생하기 위해 제1전압제어 발진기(120) 및 제1위상비교기(140)와 제1여파기(150)로 이루어진 제1위상 동기루프 수단과, 상기 제1위상 동기루프 수단과 라인(1)을 통해 상기 혼합기(100)사이에 접속되어 상기 제1위상 동기루프 수단의 출력인 기준주파수의 변화에 따라 발진주파수를 가감 조절함으로 송신측의 국부발진 주파수와 동일한 주파수의 국부발진 주파수를 발생하여 상기 라인(1)을 통해 혼합기(100)에 인가하기 위해 제2접압제어 발진기(121) 및 제2위상비교기(141)와 분주기(130) 및 제2,3여파기(151,152)로 이루어진 제2위상 동기루프 수단으로 구성한다.2 is a circuit diagram of the present invention, a mixer 100 for converting a frequency into an intermediate frequency by transmitting a high frequency signal input through an input terminal (IT) with a local oscillation frequency applied through a line and outputting it through a line (2). And multiplying the multiplier 110 by inputting the intermediate frequency output of the mixer 100 through the line 2 and multiplying the frequency at a constant magnification, and by inputting the multiplied intermediate frequency output of the multiplier 110. A first phase synchronous loop means comprising a first voltage controlled oscillator 120, a first phase comparator 140, and a first filter 150 to generate a reference frequency in which the intermediate frequency and phase are synchronized with each other; It is connected between the mixer 100 through a phase-locked loop means and a line 1, and adjusts the oscillation frequency according to the change of the reference frequency which is the output of the first phase-locked loop means. The second contact control oscillator 121 and the second phase comparator 141, the divider 130, and the second and third generators to generate a local oscillation frequency of the frequency and apply it to the mixer 100 through the line 1. A second phase synchronous loop means composed of the filters 151, 152.

따라서 본 발명을 상술한 제2도에 의거하여 상세히 설명한다. 혼합기(100)는 입력단자(IT)를 통해 입력되는 고주파신호를 라인(1)를 통해 제2접압제어 발진기(121)로부터 인가되는 국부발진 주파수와 혼합함으로 중간주파수로 주파수 변환하여 라인(2) 및 출력단자(OT)를 통해 복조부쪽으로 송출하는 한편 라인(2)을 통해 체배기(110)로도 송출한다.Therefore, the present invention will be described in detail with reference to FIG. The mixer 100 converts the frequency into an intermediate frequency by mixing the high frequency signal input through the input terminal IT with the local oscillation frequency applied from the second contact control oscillator 121 through the line 1 to the line 2. And it is sent to the demodulator through the output terminal (OT) and also to the multiplier 110 through the line (2).

이때 체배기(110)는 라인(3)을 통해 혼합기(100)로부터 입력되는 중간주파수를 일정배로 주파수 체배하여 라인(3)을 통해 제1위상 동기루프 수단의 제1위상비교기(140)로 출력한다. 제1전압제어 발진기(120) 및 제1위상비교기(140)와 제1여파기(150)로 이루어져 상기 체배기(110)로부터 라인(3)을 통해 체배된 중간주파수를 입력하는 제1위상 동기루프 수단은 상기 체배된 중간주파수와 위상이 동기된 기준주파수를 발생하여 라인(4)을 통해 제2위상 동기루프 수단으로 송출하는데 상세한 작동을 설명하면 제1위상비교기(140)는 상기 체배기(110)로부터 라인(3)을 통해 입력되는 체배된 중간주파수를 제1전압제어 발진기(120)로부터 라인(4)을 통해 피드백 인가되는 기준주파수와 위상 비교함으로서 검출된 위상차에 해당하는 만큼의 전압레벨을 가감조절한 제1발진제어 전압을 발생하여 제1여파기(150)로 출력하고, 제1여파기(150)는 저주파 통과 여파기로서 상기 위상비교기(140)로부터 입력되는 제1발진제어 전압을 필터링하여 제1전압제어 발진기(120)로 송출하며, 상기 제1여파기(150)를 통해 필터링되어진 제1발진 제어전압을 입력하는 제1전압제어발진기(120)은 상기 제1발진제어 전압의 전압레벨의 변화에 따라 주파수가 증가 또 감소된 기준주파수를 발생하여 라인(4)을 통해 제1위상비교기(140)와 제2위상 동기루프 수단의 제2위상비교기(141)로 출력한다.At this time, the multiplier 110 multiplies the intermediate frequency input from the mixer 100 through the line 3 at a constant multiple times and outputs the frequency to the first phase comparator 140 of the first phase synchronization loop means through the line 3. . First phase synchronous loop means comprising a first voltage controlled oscillator 120, a first phase comparator 140, and a first filter 150 to input an intermediate frequency multiplied from the multiplier 110 through a line 3 The multiplier generates a reference frequency whose phase is synchronized with the multiplied intermediate frequency and transmits it to the second phase synchronous loop means through the line 4. Referring to the detailed operation, the first phase comparator 140 receives the multiplier 110 from the multiplier 110. Phase comparison of the multiplied intermediate frequency input through the line 3 with the reference frequency fed back from the first voltage controlled oscillator 120 through the line 4 adjusts the voltage level corresponding to the detected phase difference. A first oscillation control voltage is generated and output to the first filter 150, and the first filter 150 is a low pass filter and filters the first oscillation control voltage input from the phase comparator 140 to generate a first voltage. Controlled oscillator (1 20, the first voltage controlled oscillator 120 inputting the first oscillation control voltage filtered through the first filter 150, the frequency increases with the change in the voltage level of the first oscillation control voltage; In addition, a reduced reference frequency is generated and output through the line 4 to the first phase comparator 140 and the second phase comparator 141 of the second phase synchronous loop means.

이때 제1전압제어 발진기(120)의 출력인 기준주파수는 체배기(110)의 출력인 체배된 중간주파수와 주파수 대역은 동일하나 주파수 변동율은 극히 안정되게 된다.At this time, the reference frequency, which is the output of the first voltage controlled oscillator 120, has the same frequency band as the multiplied intermediate frequency, which is the output of the multiplier 110, but the frequency variation rate is extremely stable.

그리고 제2전압제어 발진기(121) 및 분주기(130)와 제2위상비교기(141) 및 제2,3여파기(151,152)로 이루어진 제2위상 동기루프 수단은 상기 제1위상 동기루프 수단의 제1전압제어 발진기(120)로부터 라인(4)을 통해 입력되는 기준주파수와 주파수 변화에 따라 발진주파수를 조절함으로 송신측의 국부발진 주파수를 추적발생하여 라인(1)을 통해 상기 혼합기(100)로 송출하는데 상세한 작동을 설명하면 제2위상비교기(141)는 분주기(130)에 의해 일정분주비로 주파수 분주된 다음 협대역파기로 작동하는 제2여파기(151)에 의해 필터링되어 피드백 입력되어지는 라인(1)상의 국부발진 주파수와 상기 제1전압제어 발진기(120)로부터 라인(4)을 통해 입력되는 기준주파수와 위상 비교함으로 위상차에 해당하는 만큼의 전압레벨을 가감한 제2발진제어 전압을 발생하여 저주파 여파기로 작용하는 제3여파기(152)를 통해 제2전압제어 발진기(121)로 인가하며, 제2전압제어 발진기(121)은 상기 제3여파기(152)로부터 입력되는 필터링 되어진 제2발진제어 전압의 전압레벨의 변화에 따라 발진주파수를 조절함으로 송신측의 국부발진 주파수를 추적 발생하여 라인(1)을 통해 분주기(130) 및 혼합기(100)로 송출한다.And a second phase synchronous loop means comprising a second voltage controlled oscillator 121, a divider 130, a second phase comparator 141, and a second and third filter 151, 152. 1The oscillation frequency is adjusted according to the reference frequency and the frequency change inputted from the voltage controlled oscillator 120 through the line 4 to generate the local oscillation frequency of the transmitting side to the mixer 100 through the line 1. In detail, the second phase comparator 141 is frequency-divided at a predetermined division ratio by the divider 130 and then filtered and fed back by the second filter 151 which operates as a narrow band wave filter. Comparing the phase of the local oscillation frequency on (1) with the reference frequency input from the first voltage controlled oscillator 120 via the line 4, a second oscillation control voltage is generated by adding or subtracting a voltage level corresponding to a phase difference. Low frequency The second voltage controlled oscillator 121 is applied to the second voltage controlled oscillator 121 through the third filter 152 acting as a breaker, and the second voltage controlled oscillator 121 is filtered second oscillation control voltage input from the third filter 152. By adjusting the oscillation frequency according to the change of the voltage level of the local oscillation frequency of the transmitting side is traced out and sent to the divider 130 and the mixer 100 through the line (1).

이때 제2전압제어 발진기(121)에서 발생되는 국부발진 주파수의 대역은 제1전압제어 발진기(120)에서 발생된 기준주파수의 대역보다 크거나 같도록 설정할 수 있고, 상기 기준주파수의 대역은 체배기(110)의 출력인 체배된 중간주파수의 대역보다 같거나 크게 설정할 수 있다.At this time, the band of the local oscillation frequency generated by the second voltage controlled oscillator 121 may be set to be greater than or equal to the band of the reference frequency generated by the first voltage controlled oscillator 120, and the band of the reference frequency is a multiplier ( It may be set equal to or greater than the band of the multiplied intermediate frequency that is the output of 110).

그리고 주파수 변동율에 있어서는 체배된 중간주파수의 변동율이 가장크고 기준주파수의 변동율은 제1위상 동기루프 수단에 의해 상기 체배된 중간주파수의 변동율보다 안정된 주파수 변동율을 갖게되며, 국부발진 주파수의 변동율은 제2위상 동기루프 수단에 의해 기준주파수의 주파수 변동율보다 안정된 변동율 갖게된다.In the frequency variation rate, the variation rate of the multiplied intermediate frequency is the largest, and the variation rate of the reference frequency has a more stable frequency variation rate than the variation rate of the multiplied intermediate frequency by the first phase synchronous loop means, and the variation rate of the local oscillation frequency is second. The phase locked loop means has a stable rate of change than the rate of change of the reference frequency.

상술한 바와같이 본 발명은 중간주파수를 2중 위상 동기루프를 형성하여 중간주파수의 주파수 변동율에 대한 국부발진 주파수의 변동율을 작게 안정화 시킴으로 송신측의 국부발진 주파수를 정확하고 안정되게 추적발생할 수 있는 이점과, 상기 이점으로 고가의 고감도 소자를 사용하지 않고 저가의 일반소자를 사용하여 송신측의 국부발진 주파수를 정확하고 안정되게 추적발생할 수 있는 이점이 있다.As described above, the present invention forms an intermediate frequency double-phase synchronous loop to stabilize the local oscillation frequency variation with respect to the frequency variation rate of the intermediate frequency, so that the local oscillation frequency of the transmitting side can be accurately and stably generated. And, there is an advantage in that it is possible to accurately and stably track the local oscillation frequency of the transmitting side by using a low cost general element without using an expensive high sensitivity element.

Claims (1)

입력단자(IT)를 통해 입력되는 고주파 신호를 라인을 통해 인가되는 국부발진 주파수와 혼합함으로 중간주파수로 주파수 변환하여 라인(2)을 통해 송출하는 혼합기(100)와, 상기 혼합기(100)의 출력인 중간주파수를 라인(2)을 통해 입력하여 일정배율로 주파수 체배하는 체배기(110)를 구비한 이동물체 추적시스템의 수신장치에 있어서, 상기 체배기(110)의 출력인 체배된 중간주파수를 입력하여 상기 체배된 중간주파수와 위상이 동기된 기준주파수를 발생하기 위한 제1위상 동기루프 수단과, 상기 제1위상 동기루프 수단과 라인(1)을 통해 상기 혼합기(100)사이에 접속되어 상기 제1위상 동기루프 수단의 출력인 기준주파수의 변화에 따라 발진주파수를 가감 조절함으로 송신측의 국부발진 주파수와 동일한 주파수의 국부발진 주파수를 발생하여 상기 라인(1)을 통해 혼합기(100)에 인가하기 위한 제2위상 동기루프 수단으로 구성하여 중간주파수의 주파수 변동율에 대한 국부발진 주파수의 주파수 변동율을 적게 안정화 함으로 송신측의 국부발진 주파수를 정확하고 안정되게 추적함을 특징으로 하는 이중루프에 의한 발진주파수 추적 발생장치.A mixer 100 for converting a frequency into an intermediate frequency and transmitting it through a line 2 by mixing a high frequency signal input through an input terminal IT with a local oscillation frequency applied through a line, and an output of the mixer 100. In the receiving device of a moving object tracking system having a multiplier 110 for multiplying the frequency at a constant magnification by inputting the intermediate frequency to the line (2), by inputting the multiplied intermediate frequency that is the output of the multiplier (110) A first phase synchronizing loop means for generating a reference frequency synchronized with the multiplied intermediate frequency and a phase, the first phase synchronizing loop means and the mixer 100 connected through the line 1 to the first phase synchronizing loop means; By adjusting the oscillation frequency according to the change of the reference frequency which is the output of the phase locked loop means, a local oscillation frequency of the same frequency as the local oscillation frequency of the transmitting side is generated to generate the line 1. It consists of a second phase synchronous loop means for applying to the mixer 100 by stabilizing the frequency variation rate of the local oscillation frequency with respect to the frequency variation rate of the intermediate frequency to track the local oscillation frequency of the transmitting side accurately and stably. Oscillation frequency tracking generator by double loop.
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