JP2006019993A

JP2006019993A - 発振装置及び発振制御方法

Info

Publication number: JP2006019993A
Application number: JP2004195008A
Authority: JP
Inventors: Takashi Iwasaki; 俊岩崎
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2004-06-30
Filing date: 2004-06-30
Publication date: 2006-01-19

Abstract

【課題】１ＰＰＳ信号等の定期信号に基づいて発振周波数を制御する場合に、その受信障害が発生しても好適な周波数での発振を維持することができる発振装置を提供する。
【解決手段】指示値に応じた周波数で発振する発振部２６と、定期信号である１ＰＰＳ信号を受信するＧＰＳ受信機２４と、前記定期信号の各受信間隔における発振部２６の発振回数を計数するカウンタ２２と、計数される発振回数に応じて指示値を順次決定し、発振部２６に供給する加算器１２及び制御器１４と、を含む発振装置１０において、制御器１４は順次決定される指示値を記憶するとともに、前記定期信号の受信障害が発生した場合に、その記憶内容に基づいて指示値を発振部２６に供給する。
【選択図】図１

Description

本発明は発振装置及び発振制御方法に関し、特に、ＧＰＳ（Global
Positioning System）で利用可能な１ＰＰＳ（1 Pulse Per Second）信号等の定期信号を用いた発振器の発振周波数の制御に関する。

衛星測位システム（ＧＰＳ）では、測位衛星から１秒ごとに１ＰＰＳ（1 Pulse
Per Second）信号と呼ばれる定期信号が送信されている。測位衛星には原子時計が搭載されており、この原子時計により刻まれる協定世界時（ＵＴＣ）に従って送信される１ＰＰＳ信号は、非常に高精度な定期信号として利用価値が高い。この１ＰＰＳ信号を利用して、例えば下記特許文献１では、移動体通信網の基地局が送信する制御チャンネルの電波を受信して基地局の通信フレームのスロットタイミングと１ＰＰＳ信号の両タイミング信号の時間差を測定し基地局の絶対同期ずれ量を検出する同期評価システムが記載されている。
特開平１１−１１２４１０号公報

しかしながら、上記周波数発振装置では１ＰＰＳ信号の受信が途絶えた場合を想定しておらず、１ＰＰＳ信号の受信が途絶えると発振周波数が大幅に狂う虞があった。

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、１ＰＰＳ信号等の定期信号に基づいて発振周波数を制御する場合に、その受信障害が発生しても好適な周波数での発振を維持することができる発振装置及び発振制御方法を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明に係る発振装置は、指示値に応じた周波数で発振する発振手段と、定期信号を受信する定期信号受信手段と、前記定期信号の各受信間隔における前記発振手段の発振回数を計数する発振回数計数手段と、前記発振回数計数手段により計数される発振回数に応じて前記指示値を順次決定する指示値決定手段と、前記指示値決定手段により順次決定される指示値を前記発振手段に供給する指示値供給手段と、を含む発振装置において、前記指示値決定手段により順次決定される指示値を記憶する指示値記憶手段と、前記定期信号の受信障害を検知する受信障害検知手段と、をさらに含み、前記指示値供給手段は、前記定期信号の受信障害が発生した場合に、前記指示値記憶手段の記憶内容に基づいて指示値を前記発振手段に供給する、ことを特徴とする。

また、本発明に係る発振制御方法は、定期信号を受信し、前記定期信号の各受信間隔における発振手段の発振回数を計数し、計数される発振回数に応じて前記発振手段に対する発振周波数の指示値を順次決定し、順次決定される指示値を記憶手段に記憶させるとともに前記発振手段に供給し、前記定期信号の受信障害が発生した場合には、前記記憶手段の記憶内容に基づいて前記発振手段に指示値を供給する、ことを特徴とする。

本発明によれば、発振手段への指示値を記憶しておき、定期信号の受信障害が発生した場合には、記憶内容に基づいて発振手段に指示値を供給する。このため、定期信号に基づいて発振周波数を制御する場合に、その受信障害が発生しても好適な周波数での発振を維持することができる。

本発明の一態様では、前記指示値記憶手段は、前記指示値決定手段により順次決定される複数の指示値を記憶し、前記指示値供給手段は、前記定期信号の受信障害が発生した場合に、前記指示値記憶手段に記憶される前記複数の指示値に基づいて指示値を前記発振手段に供給する。こうすれば、複数の指示値を順に用いたり、その平均値等の統計値を用いたり、或いはそれらを順に用いたりして、より好適な指示を発振手段に対してすることができる。

また本発明の他の態様では、前記指示値記憶手段は、前記指示値決定手段により決定される指示値のうち最後に決定された指示値を記憶し、前記指示値供給手段は、前記定期信号の受信障害が発生した場合に、前記指示値記憶手段に記憶される前記最後に決定された指示値に基づいて指示値を前記発振手段に供給する。こうすることにより最新の指示値に基づいて容易に好適な周波数で発振を維持することができる。

更に他の態様では、前記指示値供給手段は、前記定期信号の受信障害が発生した場合に、前記指示値記憶手段に記憶される前記複数の指示値に基づき、前記指示値決定手段により順次決定される指示値のパターンに従って指示値を前記発振手段に供給するようにしてもよい。こうすれば、簡易且つ確実に好適な発振周波数を維持することができる。

以下、本発明の実施形態について図面に基づき詳細に説明する。

図１は、本発明の実施形態に係る発振装置の構成を示す図である。同図に示す発振装置１０は、例えばＰＨＳ等の通信システムにおいて基地局間で共通の周波数の信号を得るのに用いられてよい。この発振装置１０は、加算器１２、制御器１４、発振部２６、ラッチ回路２０、カウンタ２２、ＧＰＳ受信機２４を含んで構成されている。発振部２６は、ＤＡＣ（デジタルアナログコンバーター）１６及びＶＣＯ（電圧制御発振器）１８を含んで構成されている。

制御器１４はＤＡＣ１６にデジタル値である指示値を与えるようになっており、ＤＡＣ１６はこれを電圧に変換してＶＣＯ１８に供給する。ＶＣＯ１８はこうして供給される電圧値に応じた周波数の正弦波信号を出力する。出力信号は通信装置等の他の装置に供給されるとともに、カウンタ２２に入力される。カウンタ２２は、出力信号の発振回数を計数するようになっている。具体的には、出力信号の発振回数を表す変数を保持しており、１周期分の出力信号が出力される毎に、この変数を１ずつ増やすようにしている。ＧＰＳ受信機２４は、図示しないＧＰＳ衛星から受信したＧＰＳデータから、１秒間隔毎にパルスが発生する１ＰＰＳ信号を生成し、カウンタ２２およびラッチ回路２０に送る。カウンタ２２は１ＰＰＳ信号に基づいて１秒間ＶＣＯ１８からの出力信号の発振回数を計測する。計測し終わるとラッチ回路２０がカウンタが１秒間に計測した発振回数を表す変数を取り込み、それを加算器１２に供給する。カウンタ２２は、発振回数を表す上記変数の値がラッチ回路２０に取り込まれると、その値を零にリセットする。こうして、１ＰＰＳ信号の受信間隔における出力信号の発振回数を計数し、それを加算器１２に供給できるようにしている。

加算器１２は、出力信号の１秒あたりの発振回数の目標値が正符号のまま入力されており、さらにラッチ回路２０から出力信号の発振回数が負符号を与えられて入力されている。そして、目標値から出力信号の発振回数を減算した値は制御器１４に供給されている。制御器１４は、図２に示すように、指示値記憶部２８、指示値決定・供給部３０及び受信障害検知部３２を含んで構成されている。指示値決定・供給部３０には加算器１２の出力、すなわち出力信号の発振回数の目標値とその実際の値との差分が入力されており、この値に基づいて指示値（デジタル値）を決定している。具体的には、目標値と実際の値との差が零になるように指示値を決定する。こうして決定される指示値は指示値記憶部２８に供給されるとともにＤＡＣ１６に供給される。指示値記憶部２８は、Ｎ個の指示値を記憶するリングバッファを含んで構成されており、指示値決定・供給部３０において最後に決定された最新の指示値から、その（Ｎ−１）個前に決定された指示値まで、合計Ｎ個の指示値を指示値決定・供給部３０において決定された順に記憶している（Ｎは自然数であり、好ましくは２以上である）。そして、新しく指示値が決定されると、Ｎ個の指示値のうち最も古いものを削除し、代わりにその新しく決定された指示値を記憶するようにしている。受信障害検知部３２は、ＧＰＳ受信機２４から１ＰＰＳ信号を含むＧＰＳ信号の受信状態の通知を受けるようになっており、１ＰＰＳ信号に受信障害が発生すると、その旨を指示値決定・供給部３０に通知する。指示値決定・供給部３０は、１ＰＰＳ信号に受信障害が発生したことの通知を受けた場合、加算器１２からの出力に応じて指示値を決定するのを停止し、代わりに指示値記憶部２８に記憶されている指示値のうち最も古いものを読み出し、それをＤＡＣ１６に供給する。この場合も、Ｎ個の指示値のうち最も古いものを削除し、代わりにその新しくＤＡＣ１６に供給する指示値を記憶するようにしている。この結果、１ＰＰＳ信号の受信障害が回復するまでは、元々指示値記憶部２８に記憶されていたＮ個の指示値が繰り返し順にＤＡＣ１６に供給されることになる。

図３は、制御器１４の動作を示すフロー図である。同図に示すように、制御器１４ではまず１ＰＰＳ信号の受信障害が発生しているか否かを判断する（Ｓ１０１）。そして、受信障害が発生していなければ、加算器１２の出力に基づいてＤＡＣ１６への指示値を決定し（Ｓ１０２）、それを指示値記憶部２８に記憶させる（Ｓ１０３）。そして、決定された指示値をＤＡＣ１６に供給し（Ｓ１０４）、次の処理タイミングを待つ（Ｓ１０５）。一方、１ＰＰＳの受信障害が発生していれば、指示値記憶部２８に記憶されている最も古い指示値を読み出し（Ｓ１０６）、それを指示値記憶部２８に最新のものとして再び記憶させ（Ｓ１０７）、ＤＡＣ１６に供給する（Ｓ１０３〜１０５）。

以上のようにして、１ＰＰＳ信号の受信障害が発生しているか否かに関わらず、定期的にＤＡＣ１６に指示値が供給されるようになっている。また、１ＰＰＳ信号の受信障害が発生している場合には、指示値記憶部２８に記憶されている指示値の推移パターンに従って繰り返して指示値がＤＡＣ１６に供給される。すなわち、１ＰＰＳ信号の受信障害が発生した場合には、指示値記憶部２８に順に記憶されているＮ個の指示値がその順でＤＡＣ１６に供給され、その後も同じパターンで指示値がＤＡＣ１６に供給される。

図４は、１ＰＰＳの受信障害が発生していない場合のＤＡＣ１６への指示値（ＤＡＣ設定値）の推移を示す図である。同図に示すように、通常は（安定時は）ＤＡＣ１６に供給される指示値は連続する二値のうちいずれかとなる。一方、図５は、１ＰＰＳ信号に受信障害が発生した場合のＤＡＣ１６への指示値の推移を示す図である。同図に、１ＰＰＳ信号の受信障害が検知されると、Ｎ回前のＤＡＣ１６への指示値が再びＤＡＣ１６に供給される。

以上説明した発振装置１０によれば、１ＰＰＳ信号の受信障害が発生すると、過去のＮ回分のＤＡＣ１６への指示値が繰り返して用いられるので、１ＰＰＳ信号の受信障害が発生した場合にも、発振周波数の急変が生じることを防止することができる。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、図５では、指示値記憶部２８に複数の指示値が記憶される場合における、ＤＡＣ１６への指示値の推移を示したが、指示値記憶部２８に指示値が１つ、最新のものだけが記憶されるようにしてもよく、この場合はＤＡＣ１６への指示値の推移は図６に示すようになる。また、指示値記憶部２８に複数の指示値を記憶する場合、それらをそのまま全て記憶する必要はなく、例えばそれら複数の指示値の平均値、最大値、最小値、或いは複数種類の指示値の各値と、その発生する割合等、各種の統計値を記憶してもよい。

本発明の実施形態に係る発振装置の構成を示す図である。制御器の構成を示す図である。制御器の動作を示すフロー図である。１ＰＰＳ信号の受信障害が無い場合の指示値の推移を示す図である。１ＰＰＳ信号の受信障害がある場合の指示値の推移を示す図である。変形例の動作を示す図である。

符号の説明

１０発振装置、１２加算器、１４制御器、１６ＤＡＣ（デジタルアナログコンバーター）、１８ＶＣＯ（電圧制御発振器）、２０ラッチ回路、２２カウンタ、２４ＧＰＳ受信機（衛星測位システム受信機）、２６発振部、２８指示値記憶部、３０指示値決定・供給部、３２受信障害検知部。

Claims

指示値に応じた周波数で発振する発振手段と、
定期信号を受信する定期信号受信手段と、
前記定期信号の各受信間隔における前記発振手段の発振回数を計数する発振回数計数手段と、
前記発振回数計数手段により計数される発振回数に応じて前記指示値を順次決定する指示値決定手段と、
前記指示値決定手段により順次決定される指示値を前記発振手段に供給する指示値供給手段と、
を含む発振装置において、
前記指示値決定手段により順次決定される指示値を記憶する指示値記憶手段と、
前記定期信号の受信障害を検知する受信障害検知手段と、をさらに含み、
前記指示値供給手段は、前記定期信号の受信障害が発生した場合に、前記指示値記憶手段の記憶内容に基づいて指示値を前記発振手段に供給する、
ことを特徴とする発振装置。
請求項１に記載の発振装置において、
前記指示値記憶手段は、前記指示値決定手段により順次決定される複数の指示値を記憶し、
前記指示値供給手段は、前記定期信号の受信障害が発生した場合に、前記指示値記憶手段に記憶される前記複数の指示値に基づいて指示値を前記発振手段に供給する、
ことを特徴とする発振装置。
請求項１に記載の発振装置において、
前記指示値記憶手段は、前記指示値決定手段により決定される指示値のうち最後に決定された指示値を記憶し、
前記指示値供給手段は、
前記定期信号の受信障害が発生した場合に、前記指示値記憶手段に記憶される前記最後に決定された指示値に基づいて指示値を前記発振手段に供給する、
ことを特徴とする発振装置。
請求項２に記載の発振装置において、
前記指示値供給手段は、前記定期信号の受信障害が発生した場合に、前記指示値記憶手段に記憶される前記複数の指示値に基づき、前記指示値決定手段により順次決定される指示値のパターンに従って指示値を前記発振手段に供給する、
ことを特徴とする発振装置。
定期信号を受信し、
前記定期信号の各受信間隔における発振手段の発振回数を計数し、
計数される発振回数に応じて前記発振手段に対する発振周波数の指示値を順次決定し、
順次決定される指示値を記憶手段に記憶させるとともに前記発振手段に供給し、
前記定期信号の受信障害が発生した場合には、前記記憶手段の記憶内容に基づいて前記発振手段に指示値を供給する、
ことを特徴とする発振制御方法。