JP2855449B2 - Standard frequency signal generator - Google Patents

Standard frequency signal generator

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JP2855449B2
JP2855449B2 JP1188778A JP18877889A JP2855449B2 JP 2855449 B2 JP2855449 B2 JP 2855449B2 JP 1188778 A JP1188778 A JP 1188778A JP 18877889 A JP18877889 A JP 18877889A JP 2855449 B2 JP2855449 B2 JP 2855449B2
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は位相追尾式の標準電波受信機に連動した弱結
合発振器に関し、殊に標準電波の電波伝搬による位相変
動を補正し、標準電波の原振に高精度に同期した信号を
得るための標準周波数信号生成装置の構成に関する。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a weak-coupled oscillator linked to a phase tracking type standard radio receiver, and in particular, corrects phase fluctuations caused by radio wave propagation of a standard radio wave, and The present invention relates to a configuration of a standard frequency signal generation device for obtaining a signal synchronized with the original vibration with high accuracy.

(従来技術) 従来、各種機器の周波数測定や校正を行う高精度な基
準周波数を得る場合には原子周波数標準器の出力を変調
信号又は搬送波とした標準電波を受信し、校正する比較
信号をその位相に追尾させる方法と前記原子周波数標準
器出力をデジタル通信網を介して受信し、弱結合発振器
を用いて前記原子周波数標準器出力に同期した安定で高
精度な出力を再生する方法とがある。
(Prior art) Conventionally, when obtaining a high-precision reference frequency for measuring and calibrating the frequency of various devices, a standard signal with the output of an atomic frequency standard device as a modulation signal or a carrier wave is received and a comparison signal for calibration is obtained. There is a method of tracking the phase and a method of receiving the output of the atomic frequency standard through a digital communication network and reproducing a stable and highly accurate output synchronized with the output of the atomic frequency standard using a weakly coupled oscillator. .

標準電波とは電波管理、学術研究及び産業活動等にお
ける基準周波数となるものであり、わが国における標準
電波はセシウムビーム周波数標準器を原器として作出さ
れており、その精度は10-13台の高精度を維持し、その
周波数帯域は長波で1波、短波で5波送信されている。
Standard radio waves are used as reference frequencies for radio wave management, academic research, and industrial activities.Standard radio waves in Japan are created using cesium beam frequency standards as standard equipment, and their accuracy is as high as 10-13 units. Accuracy is maintained, and the frequency band is transmitted as one long wave and five short waves.

上記短波標準電波の場合、電離層伝搬により電波伝搬
が行われるため、遠達性があるが伝搬路の変動により生
じるドップラー効果等により、その信号受信精度は周波
数で10-7〜10-8に留まっている。
In the case of the above-mentioned short-wave standard radio wave, since radio wave propagation is performed by ionospheric propagation, the signal reception accuracy is limited to 10 -7 to 10 -8 in frequency due to the Doppler effect caused by fluctuation of the propagation path, although there is a long reach. ing.

一方、長波標準電波の場合、その電波伝搬は波長が長
いため地表波の減衰が少なく、且つ空間波も最も安定し
ている最下部電離層(D層)で反射するため周波数、強
度共に安定であり、日周位相変動或は急始電離層擾乱等
による突発的な位相変動を補正することにより24時間比
較で10-11程度の高精度な周波数比較が得られる。
On the other hand, in the case of the longwave standard radio wave, the radio wave propagation has a long wavelength, so that the attenuation of the surface wave is small, and the spatial wave is also reflected at the lowest stable ionosphere (D layer), so that both the frequency and the intensity are stable. By correcting sudden phase fluctuations due to diurnal phase fluctuations or sudden ionospheric disturbances, a highly accurate frequency comparison of about 10 -11 in a 24-hour comparison can be obtained.

上述した理由により標準電波を用いて高精度の周波数
測定を行う場合には、位相追尾式の長波標準電波受信機
を用い、受信した標準電波の位相とローカル標準周波数
の位相とを比較し、両者の位相が常に一致するように移
相器でローカル標準周波数の位相を制御する手段が用い
られている。
When performing high-precision frequency measurement using a standard radio wave for the above-described reason, a phase tracking long-wave standard radio receiver is used, and the phase of the received standard radio wave is compared with the phase of the local standard frequency. For controlling the phase of the local standard frequency by a phase shifter so that the phase of the local standard frequency always coincides.

しかしながら、標準電波を用いて高精度な出力を得る
方法は電波の伝搬路上の影響によりその精度が左右さ
れ、また標準電波の電界強度の劣化や停波により受信機
より標準電波を受けられない場合等には高精度な周波数
信号を得ることが出来ないという問題点があった。
However, the method of obtaining high-precision output using the standard radio wave depends on the influence of the radio wave on the propagation path, and the accuracy is influenced by the standard radio wave. And the like have a problem that a highly accurate frequency signal cannot be obtained.

一方、デジタル通信回線網より基準クロックを直接抽
出し、該クロック信号を用いて高精度な出力を得る方法
は、前述したような標準電波を用いる場合と異なり電界
層の影響は受けないものの伝搬路上の影響により位相変
動(ジッタ)が重畳されるため直接通信機器等には用い
ることが出来ない問題点がある。
On the other hand, a method of directly extracting a reference clock from a digital communication network and obtaining a high-precision output using the clock signal is different from the case of using a standard radio wave as described above, although it is not affected by an electric field layer, but on a propagation path. There is a problem that the phase fluctuation (jitter) is superimposed due to the influence of the above and cannot be used for a direct communication device or the like.

この問題点を除去するためにデジタル通信回線網より
基準クロックを抽出し高精度な周波数信号を得る方法
は、該基準クロックを用いて弱結合発振器を制御するこ
とによりシステムジッタ等の影響を除去している。
In order to eliminate this problem, a method of extracting a reference clock from a digital communication network and obtaining a high-precision frequency signal removes the influence of system jitter and the like by controlling a weakly coupled oscillator using the reference clock. ing.

しかしながら、上記デジタル通信回線網を使用する方
法は専用線が必要であり任意の場所において容易に高精
度の標準周波数を得ることが出来ないという問題点があ
った。
However, the method using the digital communication line network has a problem that a dedicated line is required and a high-precision standard frequency cannot be easily obtained at an arbitrary place.

(発明の目的) 本発明は上述した如き従来の問題点に鑑みなされたも
のであって、標準電波を任意の位置で捕捉するという電
波伝搬による利点を有すと共に標準周波数信号の受信強
度が劣化した場合または標準電波が停波した場合等であ
ってもその影響が直接及ぶことを防止し、極めて高精度
な周波数信号を得ることが出来る標準電波受信機と連動
した標準周波数信号生成装置を提供することを目的とす
る。
(Object of the Invention) The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional problems, and has the advantage of radio wave propagation of capturing a standard radio wave at an arbitrary position, and the reception strength of a standard frequency signal is deteriorated. Provide a standard frequency signal generator linked to a standard radio receiver that can obtain an extremely high-precision frequency signal by preventing the direct influence of the standard radio wave even when the standard radio wave is interrupted or when the standard radio wave stops. The purpose is to do.

(発明の概要) この目的を達成するために本発明に係る標準周波数信
号生成装置の請求項1記載の発明は、標準電波受信機と
該標準電波受信機と連動して作動する弱結合発振器とか
らなり、前記標準電波受信機において前記弱結合発振器
出力を標準電波信号に同期させた位相追尾信号を作出す
ると共に、前記弱結合発振器において該弱結合発振器出
力信号と前記位相追尾信号との位相を比較し、該比較に
より得た位相差に基づいて該弱結合発振器の発振出力の
位相又は周波数を可変制御することにより標準電波の信
号に同期した信号を得たことを特徴とする。
(Summary of the Invention) In order to achieve this object, the invention according to claim 1 of the standard frequency signal generating apparatus according to the present invention comprises a standard radio receiver and a weakly coupled oscillator operating in conjunction with the standard radio receiver. And generating a phase tracking signal in which the output of the weakly coupled oscillator is synchronized with the standard time signal in the standard radio receiver, and the phase of the output signal of the weakly coupled oscillator and the phase tracking signal in the weakly coupled oscillator. A signal synchronized with the signal of the standard radio wave is obtained by variably controlling the phase or frequency of the oscillation output of the weakly coupled oscillator based on the phase difference obtained by the comparison.

また、本発明に係る標準周波数信号生成装置の請求項
2記載の発明は、標準電波を受信する標準電波受信手段
と、発振周波数制御が可能な発振手段と、該発振手段の
出力信号と前記標準電波受信手段からの標準電波信号と
を入力し、両者の位相を比較する第1の位相比較手段
と、該比較手段出力に基づき前記発振手段出力を前記標
準電波信号に同期させた位相追尾信号を生成する移相手
段と、該移相手段より出力された位相追尾信号と前記発
振手段出力手段とを比較する第2の位相比較手段と、該
第2の位相比較手段出力を入力し、短周期な位相変動を
検出すると共に、該短周期な位相変動を抑圧した制御デ
ータを出力する第1のフィルタ手段と、該第1のフィル
タ手段からの出力を入力し、中、長周期の位相変動を検
出すると共に、該中、長周期の位相変動を抑圧した制御
データを出力する第2のフィルタ手段とを備え、該第2
のフィルタ手段出力により前記発振手段出力の位相又は
発振周波数を制御したことを特徴とする。
The invention according to claim 2 of the standard frequency signal generating device according to the present invention is characterized in that the standard radio wave receiving means for receiving a standard radio wave, the oscillation means capable of controlling the oscillation frequency, the output signal of the oscillation means and the standard A first phase comparison unit that receives a standard radio signal from the radio wave reception unit and compares the phases of the two; and a phase tracking signal that synchronizes the output of the oscillation unit with the standard radio signal based on the output of the comparison unit. A second phase comparing means for comparing the phase tracking signal output from the phase shifting means with the oscillating means output means; A first filter means for detecting control phase data which suppresses the short-period phase fluctuation and an output from the first filter means, and detects medium- and long-period phase fluctuations. Detecting, and And a second filter means for outputting control data suppress phase variation period, the second
Wherein the phase or oscillation frequency of the oscillation means output is controlled by the filter means output.

(実施例) 以下、本発明を図面に示した実施例に基づいて詳細に
説明する。
(Examples) Hereinafter, the present invention will be described in detail based on examples shown in the drawings.

先ず、本実施例の理解を助けるため従来用いられてい
た標準電波受信機を用いた標準周波数受信方法とデジタ
ル通信回線網を用いて標準周波数信号を得る方法とを簡
単に説明する。
First, a standard frequency receiving method using a standard radio wave receiver and a method of obtaining a standard frequency signal using a digital communication network will be briefly described to assist understanding of the present embodiment.

第2図は従来用いられていた長波標準電波受信機を用
いて相対周波数偏差を測定する装置の回路構成を示すブ
ロック図であって、同図において1はアンテナであっ
て、該アンテナを介して受信した標準電波を高周波増幅
器2及び中間周波増幅器3を介して位相比較器6に入力
し、該入力信号を基準として被測定信号の位相変化量を
測定すると共に該位相比較器6出力は次段の移相器5に
与えられ、該移相器5は前記位相比較器6出力に応じ被
測定信号の移相量を制御し、位相追尾信号出力として出
力すると共に必要であれば移相器5における制御量をD/
Aコンバータ7を介してアナログ信号として出力する。
FIG. 2 is a block diagram showing a circuit configuration of a device for measuring a relative frequency deviation using a conventionally used long-wave standard radio wave receiver. In FIG. 2, reference numeral 1 denotes an antenna, The received standard radio wave is input to the phase comparator 6 via the high frequency amplifier 2 and the intermediate frequency amplifier 3 to measure the amount of phase change of the signal under measurement with reference to the input signal. The phase shifter 5 controls the amount of phase shift of the signal under measurement according to the output of the phase comparator 6, outputs the signal as a phase tracking signal output, and, if necessary, outputs the phase shifter 5 Control amount in D /
The signal is output as an analog signal via the A converter 7.

また、前記標準電波は、例えば40kHzの搬送波に対し
て、1Hzの変調波(タイムコード)により変調を施した
ものであって、前記40kHzの搬送波が500msごとに断続を
繰り返す信号である。該標準電波信号と移相器5出力信
号とを同期検波器4に入力することにより、同期検波器
4は標準電波信号のマーキング部である40kHzの信号が
到来したときのみにおいて位相比較器6が作動し、スペ
ース部が入力したときは休止するように制御する。
The standard radio wave is, for example, a signal obtained by modulating a carrier wave of 40 kHz with a modulation wave (time code) of 1 Hz, and the carrier wave of 40 kHz repeats intermittently every 500 ms. By inputting the standard radio signal and the output signal of the phase shifter 5 to the synchronous detector 4, the synchronous detector 4 allows the phase comparator 6 to operate only when a 40 kHz signal, which is a marking part of the standard radio signal, arrives. It operates so as to stop when a space part is input.

上述したような位相追尾式(位相引き込み式)位相同
期方式は、長波標準電波を用いた標準周波数信号手段の
中で他の方式、例えばフリップフロップ式位相比較受信
機またはPLL方式受信機等を用いた方式と比較してゲー
ト回路の制御及びフィルタが必要ないことから標準電波
のレベルが雑音レベル以下になっても高精度な周波数比
較が出来、高安定の標準周波数を得ることが出来るとい
う利点を有す。
The phase tracking type (phase pull-in type) phase synchronization method described above uses another method, such as a flip-flop type phase comparison receiver or a PLL type receiver, among standard frequency signal means using a long-wave standard radio wave. Compared to the conventional method, there is no need for gate circuit control and filters, so even if the level of the standard radio wave falls below the noise level, it is possible to compare frequencies with high accuracy and obtain a highly stable standard frequency. Have

一方、デジタル通信回線網を用いて標準周波数を得る
弱結合発振器を用いた手段は第3図に示す如くデジタル
位相比較器10、マイクロプロセッサ12、デジタルフィル
タ14、デジタルアナログコンバータ16および電圧制御型
水晶発振器(以下、VCXOと記す)18から構成されてい
る。
On the other hand, means using a weakly coupled oscillator for obtaining a standard frequency using a digital communication network is, as shown in FIG. 3, a digital phase comparator 10, a microprocessor 12, a digital filter 14, a digital / analog converter 16 and a voltage controlled crystal. An oscillator (hereinafter referred to as VCXO) 18 is provided.

デジタル通信回路網よりの同期クロック信号とVCXO18
からの出力信号とをデジタル位相比較器10に入力し、該
デジタル位相比較器10において両者の位相差を例えば2
ミリ秒毎に検出すると共にその出力は次段のデジタルフ
ィルタ14に与えられる。
VCXO18 with synchronous clock signal from digital communication network
Is output to a digital phase comparator 10, and the digital phase comparator 10 detects the phase difference between
The output is detected every millisecond and its output is supplied to the digital filter 14 at the next stage.

該デジタルフィルタ14では前記2ミリ秒毎にデジタル
位相比較器10より出力される8.192秒間分のデータ、即
ち4096個の位相差データをマイクロプロセッサ12に与
え、該マイクロプロセッサ12では8.192秒間に於ける位
相差データの平均値を算出すると共に該平均値の階差も
算出し、その結果をデジタルフィルタ14を介して次段の
デジタルアナログコンバータ16に出力する。
The digital filter 14 supplies data for 8.192 seconds output from the digital phase comparator 10 every 2 milliseconds, that is, 4096 phase difference data to the microprocessor 12, and the microprocessor 12 outputs the data for 8.192 seconds. The average value of the phase difference data is calculated, and the difference between the average values is also calculated. The result is output to the next-stage digital-to-analog converter 16 via the digital filter 14.

該デジタルアナログコンバータ16は前記デジタルフィ
ルタ14より印加された8.192秒間の位相差平均値に応じ
て作出された制御信号に基づいて直流電圧を発生し、こ
れを次段のVCXO18に印加し、その結果、該VCXO18の出力
は通信回線網より供給された同期クロックとの位相差を
補正され、該同期クロックに正確に同期した出力信号を
発振する。
The digital-analog converter 16 generates a DC voltage based on the control signal generated according to the phase difference average value for 8.192 seconds applied from the digital filter 14, applies the DC voltage to the next-stage VCXO 18, and as a result, The output of the VCXO 18 is corrected for a phase difference from a synchronous clock supplied from a communication network, and oscillates an output signal accurately synchronized with the synchronous clock.

したがって、長波標準電波より抽出した標準周波信号
で弱結合発振器を制御し、高精度な周波数信号を得るた
めには、第2図に示した移相器5の出力である位相追尾
信号を第3図の同期クロックとして用いれば良いが、デ
ジタル回線網に起因して発生するジッターを抑圧するた
めに弱結合発振器に於ける入力位相変動(ジッター)抑
圧周期が一般に約8秒〜10秒以下と設定されているた
め、標準電波故に発生する電波伝搬に起因した数10分〜
数時間周期の位相変動は長波標準電波受信機の復調信号
に重畳されたまま弱結合発振器の同期クロックとして供
給され、抑圧することが出来ないという問題点があっ
た。
Therefore, in order to control the weakly coupled oscillator with the standard frequency signal extracted from the long wave standard radio wave and obtain a highly accurate frequency signal, the phase tracking signal output from the phase shifter 5 shown in FIG. Although it may be used as the synchronization clock in the figure, the input phase fluctuation (jitter) suppression period in the weakly coupled oscillator is generally set to be about 8 seconds to 10 seconds or less in order to suppress the jitter caused by the digital network. Tens of minutes due to radio wave propagation caused by standard radio waves
The phase fluctuation of several hours is supplied as a synchronous clock of the weakly coupled oscillator while being superimposed on the demodulated signal of the long wave standard radio receiver, and there is a problem that it cannot be suppressed.

また、電波伝搬による位相変動を抑制するために弱結
合発振器におけるデジタルフィルタ部の平均値算出周期
を長くすると、VCXOを制御する間隔が長くなりすぎてし
まい、短期的な周波数の安定が失われてしまうという問
題点があった。
Also, if the average value calculation cycle of the digital filter unit in the weakly coupled oscillator is lengthened to suppress phase fluctuation due to radio wave propagation, the VCXO control interval becomes too long, and short-term frequency stability is lost. There was a problem that it would.

これら上述した問題点を除去するために本発明に係る
標準電波受信機を用いた弱結合発振器は例えば第1図に
示す如く構成する。
In order to eliminate these problems described above, a weakly coupled oscillator using the standard radio wave receiver according to the present invention is configured as shown in FIG. 1, for example.

同図において、22はアンテナ、24は高周波増幅器、26
は中間周波増幅器、28は同期検波器、30は第1の位相比
較手段である位相比較器、32は移相手段である移相器、
34は第2の位相比較手段であるデジタル位相比較器、35
は第1のフィルタ手段、37は第2のフィルタ手段、36及
び38はデジタルフィルタ、40及び41はマイクロプロセッ
サ、42はデジタルアナログコンバータ、44は発振手段で
ある電圧水晶発振器(VCXO)であり、前記高周波増幅器
24及び中間周波増幅器26は標準電波を受信する標準電波
受信手段の一部である。
In the figure, 22 is an antenna, 24 is a high-frequency amplifier, 26
Is an intermediate frequency amplifier, 28 is a synchronous detector, 30 is a phase comparator as first phase comparing means, 32 is a phase shifter as phase shifting means,
34 is a digital phase comparator as a second phase comparing means, 35
Is a first filter means, 37 is a second filter means, 36 and 38 are digital filters, 40 and 41 are microprocessors, 42 is a digital-to-analog converter, 44 is a voltage crystal oscillator (VCXO) which is an oscillating means, The high-frequency amplifier
The reference numeral 24 and the intermediate frequency amplifier 26 are a part of standard radio wave receiving means for receiving a standard radio wave.

このように構成した装置においてアンテナ22から受信
した標準電波は高周波増幅器24および中間周波増幅器26
を介して位相比較器30に与えられVCXO44の出力信号と位
相比較を行い、その比較結果に基づいて次段の移相器32
を制御し、VCXO44出力の位相調整を行い、該位相調整を
行った位相追尾信号をデジタル位相比較器34に出力す
る。
In the device configured as described above, the standard radio wave received from the antenna 22 is transmitted to the high frequency amplifier 24 and the intermediate frequency amplifier 26.
The phase comparison is performed with the output signal of the VCXO 44 provided to the phase comparator 30 via the
, And adjusts the phase of the output of the VCXO 44, and outputs the adjusted phase tracking signal to the digital phase comparator 34.

また、同期検波器28は移相器32の出力を用いて中間周
波増幅器26の出力を同期検波し、標準電波信号に重畳さ
れているタイムコード(変調波)を復調している。
The synchronous detector 28 synchronously detects the output of the intermediate frequency amplifier 26 using the output of the phase shifter 32 and demodulates the time code (modulated wave) superimposed on the standard radio signal.

位相比較器30は該同期検波器28の出力に基づいて作動
することにより、受信した長波標準電波のマーク部、即
ち、40kHzの搬送波信号が存在するタイミングにおいて
のみ位相比較を行っている。
By operating based on the output of the synchronous detector 28, the phase comparator 30 performs the phase comparison only at the mark portion of the received long-wave standard radio wave, that is, at the timing at which the carrier signal of 40 kHz exists.

デジタル位相比較器34には前述した移相器32出力以外
にVCXO44からの出力信号も入力しており、両入力信号の
位相を2ミリ秒毎に比較し、その結果をデジタルフィル
タ36に出力する。
The digital phase comparator 34 also receives an output signal from the VCXO 44 in addition to the output of the phase shifter 32, compares the phases of both input signals every 2 milliseconds, and outputs the result to the digital filter 36. .

該デジタルフィルタ36では2ミリ秒毎に入力する位相
差信号を演算処理を行うマイクロプロセッサ40に与えマ
イクロプロセッサ40は4096個(8.192秒間)の位相差信
号を入力することによりその平均値を算出し、該算出値
に基づいてデジタルフィルタ36の出力は制御される。
In the digital filter 36, a phase difference signal input every 2 milliseconds is given to a microprocessor 40 for performing arithmetic processing, and the microprocessor 40 calculates an average value by inputting 4096 (8.192 seconds) phase difference signals. The output of the digital filter 36 is controlled based on the calculated value.

即ち、デジタルフィルタ36は短周期のジッターを抑制
するものであり、その出力は8.192秒間の平均位相差比
較データである。
That is, the digital filter 36 suppresses short-period jitter, and its output is average phase difference comparison data for 8.192 seconds.

前記デジタルフィルタ36出力は次段のデジタルフィル
タ38に入力し、該デジタルフィルタ38はその信号をマイ
クロプロセッサ41に出力する。
The output of the digital filter 36 is input to a digital filter 38 in the next stage, and the digital filter 38 outputs the signal to a microprocessor 41.

該マイクロプロセッサ41では前記8.192秒間の平均位
相差比較データをさらに平滑化するために“T"時間分の
データを蓄積すると共に、8.192秒毎に“T"時間分の移
動平均値を算出し、該算出値を制御データに変換してD/
Aコンバータ42へ出力する。
The microprocessor 41 accumulates data for “T” time in order to further smooth the average phase difference comparison data for 8.192 seconds, and calculates a moving average value for “T” time every 8.192 seconds, The calculated value is converted into control data and D /
Output to A converter 42.

即ち、デジタルフィルタ38は電波伝搬により生じる数
10分〜数時間の中、長周期な位相変動を十分抑制するよ
うな時間に設定し、前記“T"時間は例えば10時間程度に
すればよい。
That is, the digital filter 38 is a number generated by radio wave propagation.
The time may be set so as to sufficiently suppress long-period phase fluctuations from 10 minutes to several hours, and the “T” time may be set to, for example, about 10 hours.

前記デジタルフィルタ38出力は短周期及び中、長周期
の位相変動を抑圧した制御データを次段のD/Aコンバー
タ42に出力し、該制御データを入力したD/Aコンバータ4
2は入力デジタル信号を直流電圧に変換し、VCXO44を制
御することにより標準電波の原器であるセシウムビーム
周波数標準器の発振周波数に高精度に同期することが出
来る。
The output of the digital filter 38 outputs control data in which the short-cycle, middle- and long-cycle phase fluctuations are suppressed to the D / A converter 42 at the next stage, and the D / A converter 4 that receives the control data.
2 converts the input digital signal to DC voltage and controls the VCXO44 to synchronize with the oscillation frequency of the cesium beam frequency standard device, which is the standard device of the standard radio wave, with high accuracy.

尚、前記マイクロプロセッサ40及び41はその内部メモ
リ或は図示しない外部メモリに抽出したデータをサイク
リックに記憶しておき、電界強度の悪化や停波によっ
て、受信機よりの位相追尾信号を得ることが出来ない場
合であっても、その直前に入力した制御データを初期値
として電圧制御型水晶発振器が自走状態で出力し続ける
ように構成してもよく、更には受信機より位相追尾信号
が再び出力された際に、位相追尾信号に対する弱結合発
振出力の位相差を位相追尾信号が停波、あるいは電界強
度の悪化等により得られなくなる直前の位相差と同じ値
になるように補正し、再び標準電波に対して同期するよ
うに制御を開始すれば、電圧制御発振器の自走期間に生
じた位相差を補正して、再入力する標準電波に対する周
期を早める上で有効である。
The microprocessors 40 and 41 cyclically store the extracted data in their internal memory or an external memory (not shown), and obtain a phase tracking signal from the receiver due to deterioration of electric field strength or wave interruption. May not be possible, the voltage-controlled crystal oscillator may continue to output in the free-running state with the control data input immediately before as the initial value, and further, the phase tracking signal may be output from the receiver. When output again, the phase difference of the weakly coupled oscillation output with respect to the phase tracking signal is corrected so that the phase tracking signal has the same value as the phase difference immediately before it is not obtained due to the stoppage of the wave or the deterioration of the electric field strength, If control is started again so as to synchronize with the standard radio wave, it is effective to correct the phase difference generated during the free-running period of the voltage-controlled oscillator and to advance the cycle of the standard radio wave to be re-input. You.

したがって、標準電波信号を受信している際には短、
中及び長周期の位相差変動を補正し、高精度に周波数同
期した弱結合信号出力を得ることが出来ると共に標準電
波信号が何らかの原因により得ることが出来ない場合に
はマイクロプロセッサに記憶されたデータに基づいて電
圧制御型水晶発振器を自走させるため略安定した出力を
得ることが出来る。
Therefore, when receiving the standard radio signal,
Corrects medium and long-period phase difference fluctuations to obtain a weakly-coupled signal output that is frequency-synchronized with high precision, and if the standard radio signal cannot be obtained for any reason, the data stored in the microprocessor , The voltage-controlled crystal oscillator runs on its own, so that a substantially stable output can be obtained.

尚、本発明の実施例ではマイクロプロセッサを2つ用
いて説明したがこれに限定されるものではなく1つのマ
イクロプロセッサによりその両者の演算処理を行っても
よく、あるいは日、月、年等、3以上の異なる周期変動
に対応するために夫々の期間毎の位相変化平均を算出す
るフィルタブロックを縦列接続することも有用であろ
う。
In the embodiment of the present invention, the description has been made using two microprocessors. However, the present invention is not limited to this. One microprocessor may perform both arithmetic processing, or a day, month, year, etc. It would also be useful to cascade filter blocks that calculate the average phase change for each period to accommodate three or more different periodic variations.

また、標準電波として長波標準電波を受信する場合に
ついて説明したが、これに限定されるものではなく、短
波標準電波を用いたものに適用しても同様の効果を得る
ことが出来る。
Also, the case where the long wave standard radio wave is received as the standard radio wave has been described. However, the present invention is not limited to this, and the same effect can be obtained by applying to the radio wave using the short wave standard radio wave.

更に、他の原子周波数標準器を原器としている信号、
例えばテレビジョンの同期信号を抽出し、該同期信号を
位相追尾信号として用いても同様に高精度且つ高安定な
信号を作出することが出来、また弱結合発振器として電
圧制御型水晶発振器を用いて説明したが、発振周波数制
御が可能な発振器であれば他の方式のものを用いてもよ
いことは明かである。
In addition, signals based on other atomic frequency standards,
For example, by extracting a television synchronization signal and using the synchronization signal as a phase tracking signal, a highly accurate and highly stable signal can be similarly produced. Also, a voltage-controlled crystal oscillator is used as a weak coupling oscillator. As described above, it is clear that other types of oscillators can be used as long as the oscillators can control the oscillation frequency.

(発明の効果) 本発明の標準周波数信号生成装置は以上説明したよう
に電波伝搬による様々な時間周期を有す位相変動を抑制
しながら短時間の周期で同期制御を行うことにより安定
な弱結合信号出力を得ることが出来ると共に電界強度の
悪化あるいは停波等により位相追尾信号が得られない間
においても比較的安定した周波数信号を自走により出力
することが出来るため、高価な原子周波数標準器を用い
ずに高精度な周波数信号を得る上で著しい効果がある。
(Effect of the Invention) As described above, the standard frequency signal generation device of the present invention performs stable short-coupling by performing synchronization control in a short period while suppressing phase fluctuations having various time periods due to radio wave propagation. It is an expensive atomic frequency standard because it can output a signal and can output a relatively stable frequency signal by self-propelled even while a phase tracking signal cannot be obtained due to deterioration of electric field strength or stoppage. There is a remarkable effect in obtaining a high-precision frequency signal without using a signal.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は本発明の一実施例を示す図、第2図は従来の長
波標準電波受信機を用いて相対周波数偏差を測定する装
置のブロック図、第3図は従来の弱結合発振器を用いて
標準周波数を得る装置のブロック図である。 1、22……アンテナ、2、24……高周波増幅器、3、26
……中間周波増幅器、4、28……同期検波器、6、30…
…位相比較器、5、32……移相器、7、16、42……デジ
タルアナログコンバータ、10、34……デジタル位相比較
器、12、40、41……マイクロプロセッサ、14、36、38…
…デジタルフィルタ、18、44……電圧制御型水晶発振器
FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a block diagram of an apparatus for measuring a relative frequency deviation using a conventional long-wave standard radio receiver, and FIG. FIG. 2 is a block diagram of a device for obtaining a standard frequency by using the system shown in FIG. 1, 22 ... antenna, 2, 24 ... high frequency amplifier, 3, 26
…… Intermediate frequency amplifier, 4, 28 …… Synchronous detector, 6, 30…
... Phase comparator, 5, 32 ... Phase shifter, 7, 16, 42 ... Digital-to-analog converter, 10, 34 ... Digital phase comparator, 12, 40, 41 ... Microprocessor, 14, 36, 38 …
… Digital filter, 18, 44 …… Voltage controlled crystal oscillator

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】標準電波受信機と該標準電波受信機と連動
して作動する弱結合発振器とからなり、前記標準電波受
信機において前記弱結合発振器出力を標準電波信号に同
期させた位相追尾信号を作出すると共に、前記弱結合発
振器において該弱結合発振器出力信号と前記位相追尾信
号との位相を比較し、該比較により得た位相差に基づい
て該弱結合発振器の発信出力の位相又は周波数を可変制
御することにより標準電波の信号に同期した信号を得た
ことを特徴とする標準周波数生成装置。
1. A phase tracking signal comprising a standard radio receiver and a weakly coupled oscillator operating in conjunction with the standard radio receiver, wherein the output of the weakly coupled oscillator is synchronized with a standard radio signal in the standard radio receiver. And comparing the phases of the weakly coupled oscillator output signal and the phase tracking signal in the weakly coupled oscillator, and based on the phase difference obtained by the comparison, determines the phase or frequency of the transmission output of the weakly coupled oscillator. A standard frequency generator, wherein a signal synchronized with a signal of a standard radio wave is obtained by performing variable control.
【請求項2】標準電波を受信する標準電波受信手段と、
発信周波数制御が発信手段と、該発信手段の出力信号と
前記標準電波受信手段からの標準電波信号とを入力し、
両者の位相を比較する第1の位相比較手段と、該比較手
段出力に基づき前記発信手段出力を前記標準電波信号に
同期させた位相追尾信号を生成する移相手段と、該移相
手段により出力された位相追尾信号と前記発信手段出力
手段とを比較する第2の位相比較手段と、該第2の位相
比較手段出力を入力し、短周期な位相変動を検出すると
共に、該短周期な位相変動を抑圧した制御データを出力
する第1のフィルタ手段と、該第1のフィルタ手段から
の出力を入力し、中、長周期の位相変動を検出すると共
に、該中、長周期の位相変動を抑圧した制御データを出
力する第2のフィルタ手段とを備え、該第2のフィルタ
手段出力により前記発信手段出力の位相又は発振周波数
を制御したことを特徴とする標準周波数生成装置。
2. A standard radio wave receiving means for receiving a standard radio wave,
The transmitting frequency control receives the transmitting means, the output signal of the transmitting means and the standard radio signal from the standard radio receiving means,
First phase comparing means for comparing the phases of the two, phase shifting means for generating a phase tracking signal in which the output of the transmitting means is synchronized with the standard radio signal based on the output of the comparing means, and output by the phase shifting means Second phase comparing means for comparing the obtained phase tracking signal with the transmitting means output means, and inputting the output of the second phase comparing means to detect short-period phase fluctuations, First filter means for outputting control data with fluctuations suppressed, and an output from the first filter means being input to detect medium- and long-period phase fluctuations and to detect medium- and long-period phase fluctuations A second filter for outputting suppressed control data, wherein the output of the second filter controls the phase or the oscillation frequency of the output of the transmitting means.
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