JP2008113068A

JP2008113068A - 無線機の周波数調整方法および周波数調整装置

Info

Publication number: JP2008113068A
Application number: JP2006293047A
Authority: JP
Inventors: Masataka Tsutsumi; 雅孝堤
Original assignee: Kenwood KK
Current assignee: Kenwood KK
Priority date: 2006-10-27
Filing date: 2006-10-27
Publication date: 2008-05-15

Abstract

【課題】ＴＣＸＯの動特性のばらつきなどの影響を受けず、周波数切替時の直線性を改善でき、自動周波数制御幅や周波数調整幅がＴＣＸＯの可変幅より広いＰＬＬが応答できる範囲まで拡大可能な無線機を提供する。
【解決手段】受信信号の受信周波数を中間周波信号に周波数変換し、中間周波信号に変換した信号を周波数検波し、周波数検波の出力値に基づき演算を行い、得られた演算結果の値に基づいて周波数変換を行うための局部発振器８を制御する無線機の周波数調整装置において、検波された信号の直流電圧をＡＤ変換し、この直流電圧と公称周波数で得られる直流電圧の差分をＤＳＰ１４で認識し、差分を補正するように局部発振器８の制御データを変更し、周波数調整を行うように構成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、周波数調整機能を有する無線機の周波数調整方法および周波数調整装置に関する。

従来の無線機における周波数調整装置には、デジタル信号を受信し、その受信周波数を中間周波信号に周波数変換し、サンプル毎に中間周波信号の周波数偏差を計測と演算を行い、得られた演算値に基づいて周波数変換を行うための局部発振器を制御するように構成したものがある。この周波数調整装置の特徴とするところは、局部発振器を電圧制御温度補償水晶発振器（以下、ＴＣＸＯと略記する）からなる基準発振器と、フェーズロックドループ回路（以下、ＰＬＬと略記する）と、電圧制御発振器（以下、ＶＣＯと略記する）とで構成し、ＴＣＸＯの発振周波数を制御することにある（例えば、特許文献１参照）。

また、従来の無線機には、図３に示すように、周波数調整装置を送信部Ｂに備えたものがある。この図３において、１６は受信アンテナ、１７は低域濾波器（以下、ＬＰＦと略記する）、１８は高周波電力増幅器（以下、ＡＭＰと略記する）、１９はＶＣＯ、２０はＰＬＬ、２１はＴＣＸＯである。２２は局部発振器であり、ＶＣＯ１９と、ＰＬＬ２０およびＴＣＸＯ２１によって構成されている。２３は加算器、２４は音声用ＤＡ変換器、２５は調整用ＤＡ変換器、２６はＣＰＵであり、音声用ＤＡ変換器２４、調整用ＤＡ変換器２５を具備している。２７は交流結合器である。なお、Ａは受信部である。

この構成においては、無線機を送信状態にして、ＴＣＸＯ２１の電圧制御端子の電圧を調整用ＤＡ変換器２５によって変化させ周波数調整をする装置になっている。

特開平１０−１０７５９０号公報

以上に述べた従来例における特許文献１に記載されたデジタル信号を受信してＴＣＸＯを制御する周波数調整装置では、ＴＣＸＯで周波数調整を行い、かつ変調をかける場合、調整範囲幅や変調度を確保するために変調周波数偏移幅を広げる必要があるがこれによって周波数偏差の特性が劣化したり、ＴＣＸＯの制御電圧変化当たりの周波数偏移ステップが広くなり、ＴＣＸＯの制御電圧で周波数調整を行うと周囲温度の変化による周波数偏差が劣化する問題がある。

また、ＴＣＸＯの変調周波数偏移幅はたかだか±数ｐｐｍほどであるので、ＴＣＸＯで周波数調整や自動周波数制御を行う場合、これに制限される問題があった。

また、図３に示した無線機を送信状態にして周波数調整をする装置では、ＴＣＸＯが送信部の動作発熱による影響を受け、周波数が変化してしまうため、精密な周波数調整ができないという問題があった。

本発明は、このような従来の構成が有していた問題を解決しようとするものであり、受信状態において周波数調整を行えるようにすることによって、送信部の動作発熱による影響を回避でき精密な周波数調整を可能とし、ＴＣＸＯの周波数制御電圧を一定にしたまま周波数調整や自動周波数制御をできるため、ＴＣＸＯの周波数偏移幅の狭小化や温度特性の改善を図ることができる。また、ＰＬＬの制御データを変更して周波数切り替えを行うため、周波数切替幅が一定となり、ＴＣＸＯの動特性のばらつきなどの影響を受けず、周波数切替時の直線性を改善でき、自動周波数制御幅や周波数調整幅がＴＣＸＯの可変幅より広いＰＬＬが応答できる範囲まで拡大可能な無線機を提供することを目的としている。

そして、本発明は、上記の目的を達成するために、受信信号の受信周波数を中間周波信号に周波数変換し、前記中間周波信号に周波数変換した信号の周波数検波をし、前記周波数検波の出力値に基づき演算を行い、得られた演算結果の値に基づいて前記周波数変換を行うための局部発振器を制御する無線機の周波数調整方法において、前記検波された信号の直流電圧をＡＤ変換するステップと、前記直流電圧と公称周波数で得られる直流電圧の差分をデジタルシグナルプロセッサで認識するステップと、前記差分を補正するように前記局部発振器の制御データを変更し、周波数調整を行うステップとを備えたものである。

また、第２の課題解決手段としては、受信信号の受信周波数を中間周波信号に周波数変換し、前記中間周波信号に周波数変換した信号の周波数検波をし、前記周波数検波の出力値に基づき演算を行い、得られた演算結果の値に基づいて前記周波数変換を行うための局部発振器を制御する無線機の周波数調整装置において、前記検波された信号の直流電圧をＡＤ変換するＡＤ変換手段と、前記直流電圧と公称周波数で得られる直流電圧の差分をデジタルシグナルプロセッサで認識する差電圧認識手段と、前記差分を補正するように前記局部発振器の制御データを変更し、周波数調整を行う周波数調整手段とを備えたものである。

更に、この発明は、上記第２の課題解決手段で述べた無線機において、以下の態様の発明をも提供するものである。

上記局部発振器は、電圧制御温度補償水晶発振器およびフェーズロックドループ回路で構成し、前記電圧制御温度補償水晶発振器の周波数制御電圧を一定にしたまま、前記フェーズロックドループ回路の制御データの変更を行うように構成することが効果的である。

そして、上記局部発振器をフラクショナルＮ制御回路によって構成し、発振周波数を制御するように構成することが好ましい。

本発明の周波数調整装置によれば、受信状態において周波数調整を行えるようにすることによって、送信部の動作発熱による影響を回避でき精密な周波数調整を可能とし、ＴＣＸＯの周波数制御電圧を一定にしたまま周波数調整や自動周波数制御をできるため、ＴＣＸＯの周波数偏移幅の狭小化や温度特性の改善を図ることができる。

また、ＰＬＬの制御データを変更して周波数切替を行うため、数ヘルツ単位の周波数切替が可能でかつ周波数切替幅が一定となり、ＴＣＸＯの動特性のばらつきなどの影響を受けず、周波数切替時の直線性を改善でき、自動周波数制御幅や周波数調整幅がＴＣＸＯの可変幅より広いＰＬＬが応答できる範囲まで拡大可能な無線機を提供することができる。

本発明に係る周波数調整装置を無線機に実施した場合の実施形態について、図１および図２に基づいて説明する。

図１は、本発明に係る周波数調整装置を無線機に実施した場合の構成を示すブロック図である。図２は、本発明の周波数調整装置を無線機に実施した場合の周波数調整動作過程の概要を示す遷移図である。

まず、図１に示す無線機の受信部Ａは、アンテナ１、ＬＰＦ２、低雑音増幅器（以下、ＬＮＡと略記する）３、第１ミキサ４、ＶＣＯ５、ＰＬＬ６、ＴＣＸＯ７、局部発振器８、第２ミキサ９、固定電源１０、DＡ変換器（以下、ＤＡＣと略記する）１１、周波数検波器１２、ＣＰＵ１３、ＡＤ変換機能を備えたデジタル信号処理プロセッサ（以下、ＤＳＰと略記する）１４、交流結合器１５Ｂによって構成される。なお、Ｂは送信部である。

また、局部発振器８は、ＶＣＯ５、ＰＬＬ６、ＴＣＸＯ７から構成される。ＣＰＵ１３は、ＤＡＣ１１、周波数検波器１２から構成される。

更に、受信部Ａは、第１ミキサ４、局部発振器８、第２ミキサ９、固定電源１０、ＣＰＵ１３、ＤＳＰ１４、交流結合器１５から構成される。

以下に、図１および図２に基づいて動作を説明する。
まず、無線機の受信部を動作状態にする。そして、ＴＣＸＯ７の電圧制御端子に接続された固定電源１０の電圧を微調整して、図２のステップＳ１に示すように、ＴＣＸＯ７の周波数を所定値に設定する。設定後は、固定電源１０の電圧を一定に保つ。

一方、図示していない標準信号発生器から周波数調整用の信号を発し、図２のステップＳ２に示すように無線機のアンテナ１によって標準信号発生器から発せられた周波数調整用の信号を受信する。

受信した信号は、ＬＮＡ３によって濾波された後ミキサ４に与えられ、ＶＣＯ５からの信号と混合されて、第１中間周波の信号に変換された信号をミキサ４の出力に得る。ミキサ４の出力信号は更にミキサ９に与えられ、ＴＣＸＯ７からの信号と混合されて、第２中間周波の信号に変換された信号をミキサ９の出力に得る。

ミキサ９の出力信号を周波数検波器１２に与えて周波数検波し、ＤＳＰ１４によって、図２のステップＳ３に示すように、周波数検波出力値とＤＳＰ１４の内部に設定された公称周波数で得られる直流電圧値との差分が認識され、その差分が演算されると共に、図２のステップＳ４に示すように、差分演算結果に対応したＰＬＬ６の制御データが発生されて、ＰＬＬ６のフラクショナルＮ制御回路の制御データ入力へ入力される。

フラクショナルＮ制御回路の制御データ入力によってＰＬＬ６の設定がなされ、図２のステップＳ５に示すように、局部発振器８のＶＣＯ５の発振周波数が制御されて、ＰＬＬ６はＴＣＸＯ７からの信号を参照して、この参照信号の周波数とフラクショナルN制御回路から得られた信号の周波数とが同一になるようにＶＣＯ５の発振周波数が調整され、局部発振器の周波数調整が終了される。

サブオーディオ信号は、ＤＳＰ１４からデジタルデータとしてＤＡＣ１１に与えられ、ＤＡＣ１１でアナログ信号に変換した後、交流結合器１５を介してＴＣＸＯ７に与え、ＴＣＸＯ７によって周波数変調を行う。

以上のように本発明の無線機における周波数調整装置によれば、受信部によって周波数調整できるため動作発熱による影響が回避され、ＴＣＸＯの周波数制御電圧を一定にしたまま周波数調整や自動周波数制御をできるため、ＴＣＸＯの周波数偏移幅の狭小化や温度特性の改善が図れ、より周波数確度の高いＴＣＸＯを用いることが可能となる。

また、サブオーディオ信号による周波数変調は、ＴＣＸＯに交流結合により入力して行っているため、ＴＣＸＯの中心発振周波数の確度の劣化を回避することできる。

なお、上述した実施の形態においては、本発明の周波数調整装置を単一の無線機に適用した場合について説明したが、本発明の周波数調整装置を適用した複数台の無線機によって同時に標準信号発生器が発する信号を受信すれば、複数台の無線機の周波数調整を実行し、終了することが可能である。

また、上述した実施の形態においては、本発明の周波数調整装置を無線機に適用した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、本発明を車載用電子機器等へ実施した場合においても、同様の作用および効果を得ることができる。

本発明に係る周波数調整装置を無線機に実施した場合の構成を示すブロック図である。本発明の周波数調整装置を無線機に実施した場合の周波数調整動作過程の概要を示す遷移図である。送信部に周波数調整装置を備えた従来の無線機を示すブロック図である。

符号の説明

１アンテナ
２低域濾波器（ＬＰＦ）
３高周波電力増幅器（ＡＭＰ）
４ミキサ
５電圧制御発振器（ＶＣＯ）
６フェーズロックドループ回路（ＰＬＬ）
７電圧制御温度補償水晶発振器（ＴＣＸＯ）
８局部発振器
９ミキサ
１０固定電源
１１ＤＡ変換器（ＤＡＣ）
１２周波数検波器
１３ＣＰＵ
１４デジタル信号処理プロセッサ（ＤＳＰ）
１５交流結合器
Ａ受信部
Ｂ送信部

Claims

受信信号の受信周波数を中間周波信号に周波数変換し、前記中間周波信号に周波数変換した信号の周波数検波をし、前記周波数検波の出力値に基づき演算を行い、得られた演算結果の値に基づいて前記周波数変換を行うための局部発振器を制御する無線機の周波数調整方法において、
前記検波された信号の直流電圧をＡＤ変換するステップと、
前記直流電圧と公称周波数で得られる直流電圧の差分をデジタルシグナルプロセッサで認識するステップと、
前記差分を補正するように前記局部発振器の制御データを変更し、周波数調整を行うステップと、
を備えたことを特徴とする無線機の周波数調整方法。
受信信号の受信周波数を中間周波信号に周波数変換し、前記中間周波信号に周波数変換した信号の周波数検波をし、前記周波数検波の出力値に基づき演算を行い、得られた演算結果の値に基づいて前記周波数変換を行うための局部発振器を制御する無線機の周波数調整装置において、
前記検波された信号の直流電圧をＡＤ変換するＡＤ変換手段と、
前記直流電圧と公称周波数で得られる直流電圧の差分をデジタルシグナルプロセッサで認識する差電圧認識手段と、
前記差分を補正するように前記局部発振器の制御データを変更し、周波数調整を行う周波数調整手段と、
を備えたことを特徴とする無線機の周波数調整装置。
前記局部発振器は、電圧制御温度補償水晶発振器およびフェーズロックドループ回路で構成し、前記電圧制御温度補償水晶発振器の周波数制御電圧を一定にしたまま、前記フェーズロックドループ回路の制御データの変更を行うことを特徴とする請求項２記載の無線機の周波数調整装置。
前記局部発振器をフラクショナルＮ制御回路によって構成し、発振周波数を制御することを特徴とする請求項２または請求項３記載の無線機の周波数調整装置。