JP2018182714A - 逓倍回路 - Google Patents

Abstract

【課題】逓倍回路から出力される発振信号のレベルの安定度を向上させる。
【解決手段】逓倍回路１０は、入力発振信号のレベルを調整するレベル調整部１と、レベル調整部１がレベルを調整した後の調整後発振信号を逓倍する逓倍部３と、調整後発振信号を検波する検波部４と、検波部４が検波したレベルに基づいて、レベル調整部１の利得を制御する制御部５と、を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、発振信号を逓倍する逓倍回路に関する。

従来、発振信号の発振周波数を高くするための逓倍回路が知られている。特許文献１には、逓倍回路が出力する発振信号の出力レベルを一定に保つための回路が開示されている。

特開２００５−３１８３００号公報

従来の回路においては、電圧制御発振器が生成した発振信号が逓倍回路に入力される。そして、電圧制御発振器が出力する発振信号のレベルに基づいて電圧制御発振器を制御することにより、逓倍回路に入力される発振信号のレベルを安定化させることで、逓倍回路の出力レベルを一定にする。

しかしながら、従来の回路では、逓倍回路に入力される発振信号を生成する電圧制御発振器を制御する必要があった。したがって、逓倍回路が搭載されている装置に電圧制御発振器が搭載されておらず、電圧制御発振器を制御することができない場合、逓倍回路に入力される信号のレベルを一定にすることが困難であった。

そこで、逓倍回路の後段にＡＬＣ又はＡＰＣを設けることにより、発振信号のレベルを一定にすることが考えられる。しかしながら、逓倍回路に入力された発振信号の逓倍回路における減衰特性が周波数によって異なる。

図２は、逓倍回路に入力される信号のレベルと逓倍回路から出力される信号のレベルとの関係を示す図である。実線は、希望波である２００ＭＨｚの発振信号の特性を示しており、点線は、不要波である１００ＭＨｚの発振信号の特性を示しており、一点鎖線は、不要波である３００ＭＨｚの発振信号の特性を示している。

入力発振信号の周波数が希望波の２００ＭＨｚである場合、入力発振信号のレベルが−４ｄＢｍから６ｄＢｍまで変動すると、出力信号のレベルが約２０ｄＢ変動する。これに対して、入力発振信号の周波数が不要波の１００ＭＨｚである場合、出力信号のレベルが約１０ｄＢ変動し、入力発振信号の周波数が不要波の３００ＭＨｚである場合、出力信号のレベルが約１６ｄＢ変動する。

したがって、逓倍回路に入力される発振信号のレベルが変動すると、逓倍回路から出力される発振信号における希望波と不要波とのレベル比が変動してしまう。その結果、ＳＮ比が変動してしまい、逓倍回路から出力される発振信号の安定性が低いという問題があった。

そこで、本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、逓倍回路から出力される発振信号のレベルの安定度を向上させることを目的とする。

本発明の逓倍回路は、入力発振信号のレベルを調整するレベル調整部と、前記レベル調整部がレベルを調整した後の調整後発振信号を逓倍する逓倍部と、前記調整後発振信号を検波する検波部と、前記検波部が検波したレベルに基づいて、前記レベル調整部の利得を制御する制御部と、を有する。

前記検波部は、例えば、前記調整後発振信号に含まれる最もレベルが大きい周波数の発振信号を検波する。

逓倍回路は、前記調整後発振信号を、前記逓倍部と前記検波部とに分配する分配部をさらに有してもよい。また、逓倍回路は、前記入力発振信号を飽和領域において増幅し、増幅後の入力発振信号を前記レベル調整部に入力する増幅部をさらに有してもよい。

本発明によれば、逓倍回路から出力される発振信号のレベルの安定度を向上させることができるという効果を奏する。

第１実施形態の逓倍回路の構成を示す図である。 逓倍回路に入力される信号のレベルと逓倍回路から出力される信号のレベルとの関係を示す図である。 第２実施形態の逓倍回路の構成を示す図である。 増幅部の入出力特性を示す図である。

＜第１実施形態＞
図１は、第１実施形態に係る逓倍回路１０の構成を示す図である。逓倍回路１０は、レベル調整部１と、分配部２と、逓倍部３と、検波部４と、制御部５とを有する。逓倍回路１０には、周波数が５０ＭＨｚの発振信号（以下、入力発振信号という）が入力され、４倍の周波数である２００ＭＨｚの周波数の逓倍信号が出力されることを想定しているが、入力発振信号の周波数は任意である。

レベル調整部１は、入力発振信号のレベルを調整するレベル調整器である。レベル調整部１は、制御部５の制御に基づいて、入力発振信号のレベルを変化させ、変化後の発振信号を分配部２へと出力する。レベル調整部１は、例えば、入力発振信号のレベルを増幅する増幅率を変化させることができる可変増幅器である。

分配部２は、レベル調整部１から入力された発振信号を逓倍部３と検波部４に分配する。
逓倍部３は、分配部２から入力された発振信号を逓倍して逓倍信号を生成する。本実施形態においては、逓倍部３が、入力された発振信号の周波数を４逓倍して、２００ＭＨｚの逓倍信号を出力する。

検波部４は、分配部２から入力された発振信号のレベルを検出する検波回路である。検波部４は、検波したレベルに対応する大きさの信号を制御部５へと出力する。検波部４は、レベル調整部１においてレベルを調整した後の発振信号（調整後発振信号）に含まれる複数の周波数の発振信号のうち、最もレベルが大きい周波数の発振信号を検波する。

制御部５は、検波部４が検波したレベルに基づいて、レベル調整部１の利得を制御する。具体的には、制御部５は、検波部４から入力された信号の大きさに基づいて、レベル調整部１の増幅率を制御する。制御部５は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）である。

制御部５は、例えば、検波部４から入力された信号が大きければ大きいほど、レベル調整部１の増幅率を小さくする。また、制御部５は、検波部４から入力された信号が小さければ小さいほど、レベル調整部１の増幅率を大きくする。

以上の構成により、逓倍部３に入力される発振信号のレベルが一定のレベルに維持される。このように、逓倍回路１０によれば、逓倍部３に入力される発振信号のレベルが一定のレベルに維持されることで、逓倍部３から出力される逓倍信号は、希望波と不要波とのレベル比が変動しないという効果を奏する。

（変形例）
以上の説明においては、レベル調整部１が可変増幅器であるとしたが、レベル調整部１は、入力発振信号のレベルの減衰率を変化させることができる可変減衰器であってもよい。この場合、制御部５は、検波部４が検波したレベルが大きければ大きいほど減衰率を大きくし、検波部４が検波したレベルが小さければ小さいほど減衰率を小さくする。

＜第２実施形態＞
図３は、第２実施形態に係る逓倍回路２０の構成を示す図である。逓倍回路２０は、レベル調整部１の前段に、入力発振信号を飽和領域において増幅し、増幅後の入力発振信号をレベル調整部１に入力する増幅部６をさらに有する点で、第１実施形態に係る逓倍回路１０と異なり、他の点で同じである。飽和領域は、入力信号のレベルが増加しても出力信号のレベルが増加しない領域である。

図４は、増幅部６の入出力特性を示す図である。図４に示す例においては、入力信号に−１０ｄＢｍから＋１０ｄＢｍまでの２０ｄＢのレベル変動があった場合であっても、出力信号には４．７ｄＢのレベル変動しか生じない。このように、増幅部６が、飽和領域で入力発振信号を増幅することで、レベル調整部１に入力される発振信号のレベル変動量を抑制することができる。その結果、レベル調整部１において必要になる調整量は、５ｄＢ程度で十分になり、第１実施形態に係る逓倍回路１０における調整量よりも小さくすることができる。

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更又は改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。そのような変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

１ レベル調整部
２ 分配部
３ 逓倍部
４ 検波部
５ 制御部
６ 増幅部
１０ 逓倍回路

Claims (4)

1. 入力発振信号のレベルを調整するレベル調整部と、
   前記レベル調整部がレベルを調整した後の調整後発振信号を逓倍する逓倍部と、
   前記調整後発振信号を検波する検波部と、
   前記検波部が検波したレベルに基づいて、前記レベル調整部の利得を制御する制御部と、
   を有する逓倍回路。
2. 前記検波部は、前記調整後発振信号に含まれる最もレベルが大きい周波数の発振信号を検波する、
   請求項１に記載の逓倍回路。
3. 前記調整後発振信号を、前記逓倍部と前記検波部とに分配する分配部をさらに有する、
   請求項１又は２に記載の逓倍回路。
4. 前記入力発振信号を飽和領域において増幅し、増幅後の入力発振信号を前記レベル調整部に入力する増幅部をさらに有する、
   請求項１から３のいずれか一項に記載の逓倍回路。

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