JP2773890B2

JP2773890B2 - Ａｆｃ回路

Info

Publication number: JP2773890B2
Application number: JP1064705A
Authority: JP
Inventors: 耕造亀田; 勝利梛; 利行武井; 良裕藤村
Original assignee: Onkyo Corp; Japan Broadcasting Corp
Current assignee: Onkyo Corp; Japan Broadcasting Corp
Priority date: 1989-03-15
Filing date: 1989-03-15
Publication date: 1998-07-09
Anticipated expiration: 2013-07-09
Also published as: JPH02243011A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、ヘテロダイン方式により入力周波数を中間
周波数に変換するための局部発振器と、その局部発振器
の発振周波数を分周する分周器の分周比を選局情報に基
づいて設定することにより前記局部発振器の発振周波数
を可変するように構成された周波数シンセサイザ回路
と、前記中間周波数が設定帯域内にあるか否かを検出す
る周波数範囲検出回路とが設けられ、前記周波数シンセ
サイザ回路は、前記中間周波数が前記設定帯域内に維持
されるように、前記周波数範囲検出回路の情報に基づい
て前記分周器の分周比を自動調節するように構成された
AFC回路に関する。

〔従来の技術〕

周波数シンセサイザ方式によって入力周波数を中間周
波数に変換する場合、局部発振器の発振周波数の精度
は、周波数シンセサイザ回路への基準入力周波数精度と
同等になる。そして、一般的に、基準入力周波数は水晶
発振器等から供給されるようになっていることから、本
来は、AFC機能は不要なものである。

しかしながら、例えば、衛星放送等を受信する受信シ
ステムにおいては、通常、屋外に設置されたアンテナで
受信した受信信号を、そのアンテナに装備された周波数
コンバータ（いわゆるダウンコンバータ）で、第１中間
周波信号に変換し、その第１中間周波信号を屋内の受信
機で選局のための周波数変換を行って、第２中間周波信
号に変換されることになる。

ところで、アンテナで受信された信号を第１中間周波
信号に変換する周波数コンバータは屋外に設置されてい
ることから、温度変化の影響を大きく受けることにな
り、その変換周波数を高精度に維持することは困難であ
る。

従って、本来的には、第２中間周波信号に変換する周
波数精度が高い周波数シンセサイザ回路であっても、入
力周波数変動が大きい場合には、AFC機能を備えさせる
必要が生じることになる。

そこで、従来から、例えば、水晶発振器等を利用した
周波数精度が高い基準信号と受信機内で変換された中間
周波信号との位相差を積分した信号や周波数差を検出し
た信号に基づいて、中間周波数がその設定帯域の外側に
ずれるに伴って、中間周波数を設定帯域内に引き戻すよ
うに、周波数シンセサイザ回路の局部発振周波数を分周
する分周器の分周比を可変して、局部発振器の発振周波
数を自動調節させる手段が提案されている（特開昭62−
18815号公報参照）。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、従来では、周波数シンセサイザ回路に
よって変換される中間周波数、前記分周器の分周比のス
テップ幅つまり選局周波数の可変ステップ幅、及び、設
定帯域の関係について考慮が払われていなかったので、
以下に示すような問題があり、改善が望まれていた。

ちなみに、一般的には、選局周波数の可変ステップ幅
は中間周波数の設定帯域の幅に設定されることになり、
又、周波数シンセサイザ回路によって変換される中間周
波数の定格値は、選局周波数の変動がないときにおいて
前記設定帯域の略中心となるように設定されることにな
る。

ところが、例えば、第５図に示すように、入力信号が
衛星放送の第１中間周波信号等のように周波数が高精度
に維持されず、その上、周波数変調指数が大なる周波数
変調波（FM波）であるような場合には、変換された中間
周波数（f_if）（衛星放送の場合には第２中間周波数と
なる）が設定帯域（A₁）の上限値（f₂）又は下限値
（f₁）の近傍になることがある。

第１中間周波信号は周波数変調波であることから、変
換された中間周波数（f_if）がその設定帯域（A₁）の下
限値（f₁）又は上限値（f₂）の近傍にあると、中間周波
数（f_if）が周波数変調に起因してわずかに前記下限値
（f₁）又は上限値（f₂）よりも設定帯域外にずれただけ
で、中間周波数（f_if）がその設定帯域（A₁）の上限値
（f₂）又は下限値（f₁）に変更されることになる。

中間周波数（f_if）が設定帯域（A₁）の上限値（f₂）
の近傍に変換された場合を例に説明を加えれば、中間周
波数（f_if）が周波数変調によって前記上限値（f₂）を
越える状態になると、周波数範囲検出回路の情報に基づ
いて分周器の分周比を変化させて、中間周波数（f_if）
が前記下限値（f₁）に変更されることになる。ところ
が、前記下限値（f₁）に変更された中間周波数（f_if）
は、周波数変調に伴って前記下限値（f₁）よりも下がる
状態となることがある。その場合には、前記周波数範囲
検出回路の情報に基づいて分周器の分周比を変化させ
て、再度、中間周波数（f_if）が前記上限値（f₂）に引
き戻されることになる。

その結果、周波数変調による受信周波数の周波数変動
に伴って、変換された中間周波数（f_if）がそれに対す
る設定帯域（A₁）の上限値（f₂）と下限値（f₁）との間
を煩雑に往復する状態となる虞れがある。

このように、中間周波数（f_if）が、設定帯域幅の下
限値（f₁）と上限値（f₂）との間を往復するように煩雑
に変更されると、中間周波信号を復調した復調信号
（V₀）が中間周波数（f_if）の変化点で不連続となり、
位相や波形に歪みが生じる虞れがある。

特に、変調信号がデジタルデータに対応するFSK信号
やPSK信号であるような場合には、誤ったデータが復調
される虞れがある。

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであって、
その目的は、中間周波数がその設定帯域の上限値と下限
値との間を煩雑に往復する状態とならないように、周波
数シンセサイザ方式におけるAFC回路に適正なヒステリ
シス特性を備えさせながら、中間周波数が設定帯域から
大きくずれている場合には、その設定帯域への復帰を迅
速に行えるようにすることにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明によるAFC回路は、ヘテロダイン方式により入
力周波数を中間周波数に変換するための局部発振器と、
その局部発振器の発振周波数を分周する分周器の分周比
を選局情報に基づいて設定することにより前記局部発振
器の発振周波数を可変するように構成された周波数シン
セサイザ回路と、前記中間周波数が設定帯域内にあるか
否かを検出する周波数範囲検出回路とが設けられ、前記
周波数シンセサイザ回路は、前記中間周波数が前記設定
帯域内に維持されるように、前記周波数範囲検出回路の
情報に基づいて前記分周器の分周比を自動調節するよう
に構成されたものであって、その特徴構成は以下の通り
である。

すなわち、前記周波数範囲検出回路は、前記設定帯
域、その設定帯域の上側の緩衝帯域、その上側の緩衝帯
域より上側の上側帯域、前記設定帯域の下側の緩衝帯
域、その下側の緩衝帯域よりも下側の下側帯域のうちの
何れの帯域に前記中間周波数があるかを検出するように
構成され、前記周波数シンセサイザ回路は、前記中間周
波数が前記上側の緩衝帯域又は前記下側の緩衝帯域にあ
る場合には、前記分周器の分周比を可変することにより
得られる選局周波数の可変ステップ幅を前記設定帯域の
幅よりも小に設定し、且つ、前記中間周波数が前記上側
帯域又は前記下側帯域にある場合には、前記選局周波数
の可変ステップ幅を前記中間周波数が前記上側の緩衝帯
域又は前記下側の緩衝帯域にある場合よりも大に設定す
るように構成されている点にある。

〔作用〕

上記の特徴構成では、前記中間周波数が前記上側の緩
衝帯域又は前記下側の緩衝帯域にある場合には、選局周
波数の可変ステップ幅を中間周波数の設定帯域の幅より
も小に設定することにより、中間周波数が設定帯域の外
側にずれてその周波数を変更するときに、設定帯域の下
限値や上限値よりも内側の周波数となるようにして、一
旦、変更された中間周波数がわずかな周波数変動によっ
て、再度、変更前の周波数に復帰することがないよう
に、ヒステリシスを備えさせるようにしているのであ
る。

そして、入力周波数が中間周波数の設定帯域外に大き
くずれている場合には、選局周波数の可変ステップ幅を
自動的に大にして、入力周波数に対する同調を迅速に行
えるようにし、且つ、中間周波数の設定帯域の近傍に近
づくに伴って、選局周波数の変化ステップ幅を自動的に
小に切り換えさせることにより、正確な同調が行えるよ
うにするのである。

〔発明の効果〕

従って、上記の特徴構成では、入力周波数の変動に伴
って、一旦変更された中間周波数がその設定帯域の上限
値と下限値との間で煩雑に往復することがないようにヒ
ステリシス特性を備えさせることができるので、復調出
力の波形歪みを極力少なくすることができ、しかも、大
きく同調がずれているときでも、正確な同調を自動的に
且つ迅速に行えるようになる。

尚、請求項２に示すように、中間周波数が上側の緩衝
帯域又は下側の緩衝帯域にある場合における前記選局周
波数の可変ステップ幅を、設定帯域の幅の半分又は略半
分に設定すると、中間周波数の周波数変動に対するヒス
テリシス幅を略上下対称で且つ最大にできる。

〔実施例〕

以下、本発明を衛星放送用の受信機に適用した場合に
おける実施例を図面に基づいて説明する。

尚、本発明の実施例の説明に先立って、以下に、本発
明の前提となる技術について説明する。この前提となる
技術は、上述のヒステリシス特性に関するものである。

すなわち、第１図に示すように、屋外のアンテナ
（１）によって受信された信号を前記アンテナ（１）に
装備された周波数コンバータ（２）によって第１中間周
波数（f_in）に変換された受信信号を、受信機内の高周
波増幅器（３）によって増幅し、増幅された受信信号と
局部発振器（４）の発振周波数（f_L）とを混合器（５）
によって混合しヘテロダイン方式によって中間周波信号
に変換した後、中間周波増幅器（６）によって増幅し、
そして、復調器（７）によって復調して復調信号（V_O）
を得るように構成されている。

前記局部発振器（４）は、いわゆるPLL回路を利用し
た周波数シンセサイザ回路（８）によって、水晶発振器
等によって発振された基準周波数（f_s）に同期した高精
度の発振周波数（f_L）を維持するように構成されてい
る。

前記周波数シンセサイザ回路（８）は、前記局部発振
器（４）の発振周波数（f_L）を分周する第１分周器
（９）と、前記基準周波数（f_s）を分周する第２分周器
（10）と、それら第１分周器（９）及び第２分周器（1
0）の両出力信号の位相差を検出する位相差検出器
（１）と、その位相差検出器（11）の出力を積分する低
域通過フィルタ（12）とを備え、前記局部発振器（４）
は、前記低域通過フィルタ（12）の出力信号によって電
圧制御されることにより、その発振周波数（f_L）が前記
第１分周器（９）の分周比（ｍ）を前記第２分周器（1
0）の分周比（ｎ）で除算した値（m/n）を前記基準周波
数（f_s）に乗算した周波数に維持されるようになってい
る。

つまり、前記中間周波数（f_if）が、前記局部発振器
（４）の発振周波数（f_L）と前記受信周波数（f_in）と
の差の周波数（f_L−f_in）となるように構成されている
のである。

但し、前記受信周波数（f_in）が変わっても前記中間
周波数（f_if）が前記中間周波増幅器（６）の増幅帯域
内に維持されるようにするために、前記第１分周器
（９）の分周比（ｍ）は、選局情報、及び、前記中間周
波信号の周波数（f_if）の周波数範囲を検出する周波数
範囲検出回路（13）の情報に基づいて作動する分周比設
定回路（14）の出力によって、可変されるようになって
いる。

前記周波数範囲検出回路（13）について説明すれば、
第２図に示すように、水晶発振器を利用した基準発振器
（15）と、その基準発振器（15）の出力を設定分周比
（Ｍ）で分周する第３分周器（16）と、その第３分周器
（16）の出力周波数の周期でゲートパルス信号（Cp）を
出力するゲートパルス信号発生器（17）と、前記中間周
波増幅器（６）で増幅された中間周波信号の周波数（f
_if）を設定分周比（Ｎ）で分周する第４分周器（18）
と、その第４分周器（18）の出力周波数をカウントし、
且つ、前記ゲートパルス信号（Cp）で繰り返しクリアさ
れるカウンタ（19）と、そのカウンタ（19）の出力値に
基づいて入力される中間周波数（f_if）がその設定帯域
（A₁）（第３図参照）の下限値（f₁）より低いか否かを
判別する第１ゲート回路（20）と、前記中間周波数（f
_if）が前記設定帯域（A₁）の上限値（f₂）より高いか否
かを判別する第２ゲート回路（21）と、それら第１ゲー
ト回路（20）及び第２ゲート回路（21）夫々の出力信号
をクロック信号として動作し、且つ、前記ゲートパルス
信号（Cp）によって繰り返しクリアされる一対のフリッ
プフロップ（22），（23）と、それら一対のフリップフ
ロップ（22），（23）の出力論理を前記ゲートパルス信
号（Cp）に同期してラッチする一対のラッチ用フリップ
フロップ（24），（25）とから構成されている。

つまり、前記周波数範囲検出回路（13）は、基本的に
は周波数カウンタとして動作するように構成されている
ものであって、下記表Ｉに示すように、入力周波数（f
_if）が前記下限値（f₁）より低いか、前記下限値（f₁）
と前記上限値（f₂）の間にあるか、前記上限値（f₂）よ
り高いかの３状態に対応する一対の判別信号（T₁），
（T₂）を、前記一対のラッチ用フリップフロップ（2
4），（25）から出力するように構成されている。

尚、前記周波数範囲検出回路（13）は、信号を全てデ
ジタル的に処理するように構成されているので、温度変
化や構成部品のばらつき等によって、その特性が変化し
ないものにできる。又、信号を全てデジタル処理するの
で、前記周波数シンセサイザ回路（８）等の各回路と共
に容易にLSI化できる。

次に、前記周波数比範囲検出回路（13）の出力信号
（T₁），（T₂）に基づいて、前記周波数シンセサイザ回
路（８）の第１分周器（９）の分周比（ｍ）を自動調節
させるための動作について説明する。

前記中間周波数（f_if）の定格値、すなわち前記設定
帯域（A₁）の中心周波数（f_if0）と、前記受信周波数
（f_in）の定格値、すなわち前記中心周波数（f_if0）と
なる定格入力周波数（f_in0）と、それに対応する定格分
周比（m₀）とは、上側ヘテロダインによる周波数変換の
場合、選局情報に基づいて下記（ｉ）式に示す関係とな
るように設定される。

従って、受信周波数（f_in）が前記定格入力周波数（f
_in0）から上側にずれると、下記（ii）式に示すよう
に、前記中間周波数（f_if）は、そのずれ周波数（Δf
_in0＞０）だけ前記中間周波帯域の中心周波数（f_if0）
から低い値（f_if1）となる。

そこで、前記受信周波数（f_in）が上昇して前記中間
周波数（f_if）が前記設定帯域（A₁）の下限値（f₁）よ
り下がった場合には、前記中間周波数（f_if）を第４閾
値（f₂′）（但し、f₁＜f₂′＜f₂）に変えるように、下
記（iii），（iv）式に基づいて、前記定格分周比
（m₀）を設定値（p:正の整数値）だけ増大させるように
するのである。

同様にして、前記受信周波数（f_in）が下がって、前
記中間周波数（f_if）がその上限値（f₂）を越えた場合
には、前記定格分周比（m₀）を、第３閾値（f₁′）（但
し、f₁＜f₁′＜f₂）と前記上限値（f₂）とが下記
（ｖ），（vi）式の関係となるように、正の整数値とな
る設定値（ｑ）だけ減少させるのである。

尚、前記第３閾値（f₁′）と前記第４閾値（f₂′）の
値を、前記中間周波数帯域（A₁）の中心周波数（f_if0）
にできるだけ近づけるように、選局周波数の可変ステッ
プ幅が前記設定帯域（A₁）の幅の半分となるように設定
すると、前記中間周波数（f_if）のヒステリシス幅を略
上下対称で且つ最大にできるので、中間周波数（f_if）
の変動を極力小にできる。

ちなみに、前記受信周波数（f_in）がBS第１チャネル
である場合を例に、各周波数や分周比の具体的な値につ
いて説明を加えれば、 f_in0＝1049.48MHz f_if0＝402.78MHz であり、 f₁＝402.63MHz f₂＝402.93MHz f₁′＝f₂′＝402.78MHz f₅＝4MHz ｎ＝128 m₀＝46472 とすると、（iv）式から、Ｐ＝4.8≒５となり、従って、（iii）式から、 f₂′＝402.78625MHz となる。

又、（vi）式から、ｑ＝4.8≒５となり、従って、（ｖ）式から、 f₁′＝402.77375MHz となる。

つまり、前記第１分周器（９）の分周比（ｍ）を変更
するステップ幅（ｐ又はｑ）により定まる選局周波数の
ステップ幅を、前記設定帯域（A₁）の帯域幅（f₂−f₁）よりも狭く
することにより、前記中間周波信号は、前記下限値
（f₁）と第４閾値（f₂′）との間の帯域と、前記第３閾
値（f₁′）と前記上限値（f₂）との間の帯域との夫々
に、ヒステリシスを有する状態となり、前記中間周波数
（f_if）が前記下限値（f₁）よりも低くなると実際の中
間周波数（f_if）は前記第４閾値（f₂′）となり、前記
上限値（f₂）よりも高くなると前記第３閾値（f₁′）と
なるように、前記第１分周器（９）の分周比（ｍ）が前
記周波数範囲検出回路（13）の出力（T₁），（T₂）の論
理値の組み合わせに基づいて、前記設定値（ｐ又はｑ）
に対応するステップ幅で自動的に可変されることにな
る。

そして、前記第３閾値（f₁′）及び前記第４閾値
（f₂′）が前記設定帯域（A₁）の中心周波数（f_if0）と
なるように前記設定値（ｐ又はｑ）を設定して、前記選
局周波数の可変ステップ幅が前記設定帯域の半分又は略
半分となるようにすると、前記ヒステリシス幅を略上下
対称で且つ最大にできる。

次に、上述の第１図乃至第３図によって説明した技術
を前提とする本発明の実施例を説明する。尚、上記前提
となる技術の説明と共通する部分については説明を省略
する。

上記前提となる技術の説明では、周波数範囲検出回路
（13）を中間周波数（f_if）がその設定帯域（A₁）の内
側にあるか、前記下限値（f₁）未満の領域にあるか、及
び、前記上限値（f₂）を越える領域にあるかを検出させ
るように構成しているが、本発明の実施例では、例え
ば、第４図に示すように、さらに設定帯域外におけるず
れ状態をも検出させるようにして、受信周波数（f_in）
の周波数ずれが大なる場合には前記設定帯域（A₁）の上
側又は下側の緩衝帯域内への引き込みを早くしながら設
定帯域内での同調を正確に行えるように、前記上側緩衝
帯域よりも上側の帯域又は前記下側緩衝帯域よりも下側
の帯域では前記分周比（ｍ）を粗く可変させ、且つ、上
側の緩衝帯域内又は下側の緩衝帯域内では細かく可変さ
せるようにしてもよい。

説明を加えれば、前記設定帯域（A₁）の下限値（f₁）
及び上限値（f₂）の両外側の夫々に第５閾値（f₃:f₃＜f
₁）及び第６閾値（f₄:f₂＜f₄）を設定して、前記中間周
波数（f_if）が前記第５閾値（f₃）より低い場合及び前
記第６閾値（f₄）より高い場合（前記中間周波数
（f_if）が第４図中、A₂又はA₃で示す帯域にある場合）
には、前記分周比（ｍ）を増減するステップ幅となる設
定値（ｐ及びｑ）を、前記中間周波数（f_if）が前記第
５閾値（f₃）と前記第６閾値（f₄）との間にある場合よ
りも大にすると、選局による入力受信周波数（f_in）の
大きな変動に対しても迅速に且つ正確に追従させるよう
にすることができる。

つまり、前記設定帯域（A₁）の下限値（f₁）と前記第
５閾値（f₃）との間が下側の緩衝帯域に対応し、前記第
５閾値（f₃）より低い周波数帯域（A₂）が下側帯域に対
応し、前記中間周波数帯域（A₁）の上限値（f₂）と前記
第６閾値（f₄）との間が上側の緩衝帯域に対応し、そし
て、前記第６閾値（f₄）より高い周波数帯域（A₃）が上
側帯域に対応することになる。

尚、上述の如く、前記上側緩衝帯域よりも上側の帯域
又は前記下側緩衝帯域よりも下側の帯域では前記分周比
（ｍ）を粗く可変させ、且つ、上側の緩衝帯域内又は下
側の緩衝帯域内では細かく可変させるように構成する場
合においても、中間周波数（f_if）が前記上下の各緩衝
帯域にある場合における前記分周比（ｍ）の可変ステッ
プ幅、すなわち選局周波数の可変ステップ幅を、前記設
定帯域（A₁）の半分又は略半分に設定すると、ヒステリ
シス幅を略上下対称で且つ最大にできる。

又、本発明を実施するうえで必要となる各部の具体構
成は各種変更できる。

尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を便利にする
為に符号を記すが、該記入により本発明は添付図面の構
造に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第３図は本発明の実施例の前提となる技術を
示し、第１図は全体構成のブロック図、第２図は周波数
範囲検出回路のブロック図、第３図は中間周波数帯域の
説明図である。又、第４図は本発明の実施例における中
間周波数帯域の説明図、第５図は周波数変動の説明図で
ある。（４）……局部発振器、（８）……周波数シンセサイザ
回路、（９）……分周器、（13）……周波数範囲検出回
路、（ｍ）……分周比、（f_in）……入力周波数、
（f_if）……中間周波数、（f_L）……局部発振周波数。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者武井利行大阪府寝屋川市日新町２番１号オンキヨー株式会社内 (72)発明者藤村良裕大阪府寝屋川市日新町２番１号オンキヨー株式会社内 (56)参考文献特開昭59−152717（ＪＰ，Ａ) 特開昭61−1110（ＪＰ，Ａ) 特開昭62−67918（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H03J 7/00 - 7/12 H03J 7/22 H03J 7/26

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】ヘテロダイン方式により入力周波数
（f_in）を中間周波数（f_if）に変換するための局部発振
器（４）と、その局部発振器（４）の発振周波数（f_L）を分周する分
周器（９）の分周比（ｍ）を選局情報に基づいて設定す
ることにより前記局部発振器（４）の発振周波数（f_L）
を可変するように構成された周波数シンセサイザ回路
（８）と、前記中間周波数（f_if）が設定帯域内にあるか否かを検
出する周波数範囲検出回路（13）とが設けられ、前記周波数シンセサイザ回路（８）は、前記中間周波数
（f_if）が前記設定帯域内に維持されるように、前記周
波数範囲検出回路（13）の情報に基づいて前記分周器
（９）の分周比（ｍ）を自動調節するように構成された
ACF回路であって、前記周波数範囲検出回路（13）は、前記設定帯域、その
設定帯域の上側の緩衝帯域、その上側の緩衝帯域より上
側の上側帯域、前記設定帯域の下側の緩衝帯域、その下
側の緩衝帯域よりも下側の下側帯域のうちの何れの帯域
に前記中間周波数（f_if）があるかを検出するように構
成され、前記周波数シンセサイザ回路（８）は、前記中間周波数
（f_if）が前記上側の緩衝帯域又は前記下側の緩衝帯域
にある場合には、前記分周器（９）の分周比（ｍ）を可
変することにより得られる選局周波数の可変ステップ幅
を前記設定帯域の幅よりも小に設定し、且つ、前記中間
周波数（f_if）が前記上側帯域又は前記下側帯域にある
場合には、前記選局周波数の可変ステップ幅を前記中間
周波数（f_if）が前記上側の緩衝帯域又は前記下側の緩
衝帯域にある場合よりも大に設定するように構成されて
いるAFC回路。
【請求項２】請求項１記載のAFC回路であって、前記中
間周波数（f_if）が前記上側の緩衝帯域又は前記下側の
緩衝帯域にある場合における前記選局周波数の可変ステ
ップ幅が、前記設定帯域の幅の半分又は略半分に設定さ
れているAFC回路。