JP2005340979A - Ｐｌｏ型変調器 - Google Patents

Abstract

【課題】 搬送波位相雑音が良好で、電圧制御発振器と負荷インピーダンスの結合量を希望する変調度に適した値に自由に設定可能なＰＬＯ型変調器を提供する。
【解決手段】 基準信号を電圧制御発振器４を含む回路を介して変調するＰＬＯ型周波数変調器において、電圧制御発振器の出力側に、電圧制御発振器の負荷インピーダンスを変動させるインピーダンス変動回路８を備え、変調信号によって電圧制御発振器の負荷インピーダンスを変動させる。インピーダンス変動回路の後段に微分回路を設け、ＰＬＯ型位相変調器とすることもできる。インピーダンス変動回路は、電圧制御発振器の出力側に接続され、バラクタダイオードＤ及びコイルＬからなる並列共振回路と、並列共振回路の出力側に接続され、複数の抵抗Ｒ７、Ｒ８からなる直流電圧バイアス回路と、この回路の入出力側に接続された結合コンデンサＣとで構成することができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ＰＬＯ（Phase Locked Oscillator、位相ロック発振器）型変調器に関し、特に、送信機等に用いられ、ＰＬＯ回路で発生した搬送波に周波数変調または位相変調を行うＰＬＯ型変調器に関する。

従来のＰＬＯ回路を用いた周波数変調器の一例として、図５に示すＰＬＯ型変調器７１は、位相検波器７２と、ループフィルタ７３と、ＶＣＯ（Voltage Controlled Oscillator、電圧制御発振器）７４と、分周器７５とを備え、ＶＣＯ７４の出力から分周器７５を介して位相検波器７２の一方の入力端子に入力し、他方の入力端子に基準信号を入力して位相検波を行う（例えば、特許文献１及び２を参照）。位相検波器７２の出力信号は、ループフィルタ７３を通してＶＣＯ７４を制御するフィードバック回路を構成している。これにより、基準信号の位相にＶＣＯ７４を同期させる。

特開平５−１７５８５８号公報 特開平１−１８３９２０号公報

しかし、上記従来のＰＬＯ型変調器７１は、ＶＣＯ７４の変調感度が固定されているため、変調信号の電圧を変化させて希望する変調度を得るためには、希望変調度が小さいと変調信号の電圧振幅を小さくしなければならない。そのため、変調信号と、変調信号に重畳される低周波雑音との電圧振幅比が小さくなり、低周波雑音によって搬送波位相雑音が劣化するという問題があった。

そこで、本発明は、上記従来のＰＬＯ型変調器等における問題点に鑑みてなされたものであって、搬送波位相雑音の良好なＰＬＯ型変調器を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明は、基準信号を電圧制御発振器を含む回路を介して変調するＰＬＯ型周波数変調器において、前記電圧制御発振器の出力側に、該電圧制御発振器の負荷インピーダンスを変動させるインピーダンス変動回路を備え、該インピーダンス変動回路を介して変調信号によって前記電圧制御発振器の負荷インピーダンスを変動させることを特徴とする。

そして、本発明によれば、インピーダンス変動回路を介して変調信号によって前記電圧制御発振器の負荷インピーダンスを変動させることにより、変調信号の電圧振幅が大きい状態のままで任意の変調度を実現することができるため、変調信号に重畳した低周波雑音による位相雑音の劣化を抑えることができる。

前記インピーダンス変動回路は、前記電圧制御発振器の出力側に接続され、バラクタダイオード及びコイルからなる並列共振回路と、該並列共振回路の出力側に接続され、複数の抵抗からなる直流電圧バイアス回路と、該直流電圧バイアス回路の入出力側に接続された結合コンデンサとで構成することができる。

また、前記電圧制御発振器と前記インピーダンス変動回路との間に、前記電圧制御発振器の出力側に接続され、複数の抵抗からなる電力分配器と、該電力分配器の出力側に接続され、複数の抵抗からなる固定減衰器とを備えるように構成することができる。電力分配器の分配比、固定減衰器の減衰量を適切に選択することにより、電圧制御発振器と負荷インピーダンスの結合量を希望する変調度に適した値に自由に設定することができる。

さらに、本発明は、基準信号を電圧制御発振器を含む回路を介して変調するＰＬＯ型位相変調器において、前記電圧制御発振器の出力側に、該電圧制御発振器の負荷インピーダンスを変動させるインピーダンス変動回路と、微分回路とを備え、該インピーダンス変動回路を介して変調信号によって前記電圧制御発振器の負荷インピーダンスを変動させることを特徴とする。

そして、本発明によれば、インピーダンス変動回路を介して変調信号によって前記電圧制御発振器の負荷インピーダンスを変動させることにより、変調信号の電圧振幅が大きい状態のままで任意の変調度を実現することができるため、変調信号に重畳した低周波雑音による位相雑音の劣化を抑えることができる。

前記インピーダンス変動回路は、前記電圧制御発振器の出力側に接続され、バラクタダイオード及びコイルからなる並列共振回路と、該並列共振回路の出力側に接続され、複数の抵抗からなる直流電圧バイアス回路と、該直流電圧バイアス回路の入出力側に接続された結合コンデンサとで構成することができる。

また、前記電圧制御発振器と前記インピーダンス変動回路との間に、前記電圧制御発振器の出力側に接続され、複数の抵抗からなる電力分配器と、該電力分配器の出力側に接続され、複数の抵抗からなる固定減衰器とを備えるように構成することができる。電力分配器の分配比、固定減衰器の減衰量を適切に選択することにより、電圧制御発振器と負荷インピーダンスの結合量を希望する変調度に適した値に自由に設定することができる。

本発明によれば、搬送波位相雑音の良好なＰＬＯ型変調器を提供することができ、電圧制御発振器と負荷インピーダンスの結合量を希望する変調度に適した値に自由に設定することなども可能となる。

図１は、本発明にかかるＰＬＯ型変調器の一実施の形態を示し、このＰＬＯ型変調器は、大別してＰＬＯ回路１と、インピーダンス調整回路１０とで構成される。

ＰＬＯ回路１は、従来例で示したものと同様、位相検波器２と、ループフィルタ３と、ＶＣＯ４と、分周器５とで構成される。

また、インピーダンス調整回路１０は、ＰＬＯ回路１の出力側に設けられ、電力分配器６と、固定減衰器７と、インピーダンス変動回路８とで構成される。

電力分配器６は、図３に示すように、抵抗Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３で構成される。固定減衰器７は、抵抗Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６で構成される。インピーダンス変動回路８は、バラクタダイオードＤの容量とコイルＬによる並列共振回路と、希望するバラクタダイオードＤの容量を得るために適切な直流電圧を供給するための抵抗Ｒ７、Ｒ８からなる直流電圧バイアス回路と、変調信号の直流成分を重畳させないための結合コンデンサＣとで構成される。

尚、図１のＰＬＯ回路１、及び図２の電力分配器６、固定減衰器７、並列共振回路８は、当業者にとってよく知られており、また本発明とは直接関係しないので、その詳細な構成の説明は省略する。

次に、上記構成を有するＰＬＯ型変調器の動作について説明する。

図１に示したＰＬＯ回路１は、背景技術の欄でも説明したように、ＶＣＯ４の出力から分周器５を介して位相検波器２の一方の入力端子に入力し、他方の入力端子に基準信号を入力して位相検波を行う。位相検波器２の出力信号は、ループフィルタ３を通してＶＣＯ４を制御するフィードバック回路を構成し、基準信号の位相にＶＣＯ４を同期させる。

図２に示したインピーダンス調整回路１０を図１のＰＬＯ型変調器に用いると、変調信号の電圧によりバラクタダイオードＤの容量が変化し、バラクタダイオードＤの容量とコイルＬからなる並列共振回路のインピーダンスが変化し、固定減衰器７及び電力分配器６を経由してＰＬＯ回路１のＶＣＯ４へ伝達されるため、ＶＣＯ４の負荷インピーダンスが変動し、ＶＣＯ４の出力が周波数変調される。

インピーダンス変動回路８のインピーダンスの変化と、ＶＣＯ４の負荷インピーダンスの変動の結合量は、図２における抵抗Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３からなる電力分配器６の電力分配比、及び抵抗Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６からなるπ型の固定減衰器７の減衰量を変化させることにより自由に設定することができる。従って、希望する変調度に対してインピーダンス変動回路８のインピーダンス変化と、ＶＣＯ４の負荷インピーダンス変動の結合量を適切にすることができるため、変調信号の振幅を大きくすることができる。これによって、変調信号に重畳される低周波雑音との電圧振幅比を大きくすることができ、低周波雑音によるＰＬＯ出力信号の位相雑音劣化を抑えることができる。

尚、図３に示すように、変調信号を微分回路９へ入力し、その出力信号にてＶＣＯ４の負荷インピーダンスを制御することでＰＬＯ型位相変調器を実現できる。

また、図４に示すように、ＶＣＯ４の出力に図２のインピーダンス変動回路８を直接接続し、変調信号によりインピーダンス変動回路８のインピーダンスを変化させて、ＶＣＯ４の負荷インピーダンスを変動させることにより、図１と同様に周波数変調機能を実現することもできる。

本発明にかかるＰＬＯ型周波数変調器の一実施の形態を示す構成図である。 図１のＰＬＯ型変調器に使用するインピーダンス調整回路を示す構成図である。 本発明にかかるＰＬＯ型位相変調器の一実施の形態を示す構成図である。 本発明にかかるＰＬＯ型周波数変調器の他の実施形態を示す構成図である。 従来のＰＬＯ型周波数変調器の一例を示す構成図である。

符号の説明

１ ＰＬＯ回路
２ 位相検波器
３ ループフィルタ
４ ＶＣＯ
５ 分周器
６ 電力分配器
７ 固定減衰器
８ インピーダンス変動回路
９ 微分回路
１０ インピーダンス調整回路

Claims (6)

1. 基準信号を電圧制御発振器を含む回路を介して変調するＰＬＯ型周波数変調器において、前記電圧制御発振器の出力側に、該電圧制御発振器の負荷インピーダンスを変動させるインピーダンス変動回路を備え、該インピーダンス変動回路を介して変調信号によって前記電圧制御発振器の負荷インピーダンスを変動させることを特徴とするＰＬＯ型周波数変調器。
2. 前記インピーダンス変動回路は、
   前記電圧制御発振器の出力側に接続され、バラクタダイオード及びコイルからなる並列共振回路と、
   該並列共振回路の出力側に接続され、複数の抵抗からなる直流電圧バイアス回路と、
   該直流電圧バイアス回路の入出力側に接続された結合コンデンサとで構成されることを特徴とする請求項１に記載のＰＬＯ型周波数変調器。
3. 前記電圧制御発振器と前記インピーダンス変動回路との間に、
   前記電圧制御発振器の出力側に接続され、複数の抵抗からなる電力分配器と、
   該電力分配器の出力側に接続され、複数の抵抗からなる固定減衰器とを備えることを特徴とする請求項２に記載のＰＬＯ型周波数変調器。
4. 基準信号を電圧制御発振器を含む回路を介して変調するＰＬＯ型位相変調器において、前記電圧制御発振器の出力側に、該電圧制御発振器の負荷インピーダンスを変動させるインピーダンス変動回路と、微分回路とを備え、該インピーダンス変動回路を介して変調信号によって前記電圧制御発振器の負荷インピーダンスを変動させることを特徴とするＰＬＯ型位相変調器。
5. 前記インピーダンス変動回路は、
   前記電圧制御発振器の出力側に接続され、バラクタダイオード及びコイルからなる並列共振回路と、
   該並列共振回路の出力側に接続され、複数の抵抗からなる直流電圧バイアス回路と、
   該直流電圧バイアス回路の入出力側に接続された結合コンデンサとで構成されることを特徴とする請求項４に記載のＰＬＯ型位相変調器。
6. 前記電圧制御発振器と前記インピーダンス変動回路との間に、
   前記電圧制御発振器の出力側に接続され、複数の抵抗からなる電力分配器と、
   該電力分配器の出力側に接続され、複数の抵抗からなる固定減衰器とを備えることを特徴とする請求項５に記載のＰＬＯ型位相変調器。

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