JP3108477U

JP3108477U - ラジオコントロール用送信機

Info

Publication number: JP3108477U
Application number: JP2004006373U
Authority: JP
Inventors: 博樹伏水
Original assignee: JAPAN REMOTE CONTROL CO.,LTD.
Current assignee: JAPAN REMOTE CONTROL CO.,LTD.
Priority date: 2004-10-29
Filing date: 2004-10-29
Publication date: 2005-04-14
Anticipated expiration: 2010-10-29

Abstract

【課題】周波数シンセサイザー方式のラジオコントロール用送信機において、ＰＰＭ信号の場合の周波数オフセットをなくすこと。
【解決手段】エンコード信号発生部の信号を信号解析部３１で解析する。その解析結果によって送信周波数のオフセットを設定する。オフセット周波数に応じてオフセットを打ち消すように、発振周波数調整部３３によって基準信号発生器１１の発振周波数を調整する。こうすれば、出力される送信周波数のオフセットをなくし、所望の周波数のＦＳＫ変調された信号を出力することができる。
【選択図】図１

Description

本考案は、ラジオコントロール用送信機に関し、特にＰＬＬ方式によるラジオコントロール用送信機に関するものである。

従来のラジオコントロール用送信機においては、変調方式としてＡＭ変調，ＦＭ変調があり、又信号変換の方式としてスティック等の操作走査量に応じてパルス幅を変化させるＰＰＭ（パルス位置変調）と、スティック等の操作量をコード化するＰＣＭ（パルス符号変調）が用いられている。送信機としてＰＰＭのみの出力が可能なものと、ＰＰＭ，ＰＣＭを切換えて出力できるものがある。送信周波数は通常は正確な周波数とするため、水晶発振器を逓倍して用いている。しかし同一の周波数帯域において発振周波数が異なる信号を発振させるためには、多数のクリスタルを準備しておく必要がある。

そこで近年１つの水晶発振器を内蔵し、その発振出力に基づいてＰＬＬ方式によって任意の送信周波数の信号を発振できるようにした周波数シンセサイザー方式のラジオコントロール用送信機が用いられつつある。図５は従来の周波数シンセサイザー方式（ＰＬＬ方式）を用いたラジオコントロール用送信機の一例を示すブロック図である。本図において基準信号発生器１１は水晶を用いた正確な基準信号を発生する信号発生器であり、水晶発振器が用いられる。基準信号発生器１１の出力は基準分周器１２に与えられる。基準分周器１２は入力信号を分周するものであって、例えば５ＫＨｚの信号に分周され、位相比較器１３に与えられる。位相比較器１３はこの信号と比較分周器から得られる出力との位相差を誤差信号としてローパスフィルタ（ＬＰＦ）１４に与えるものである。ローパスフィルタ１４は低域の誤差信号を補正値として電圧制御発振器（ＶＣＯ）１５に与える。電圧制御発振器１５は補正値によって周波数を変化させる発振器であって、その出力が比較分周器１６に与えられる。比較分周器１６は送信周波数を設定する周波数設定器１７により設定される分周比で入力信号を分周するものである。位相比較器１３、ローパスフィルタ１４、電圧制御発振器１５及び比較分周器１６はＰＬＬ回路を構成しており、比較分周器１６の分周出力を位相比較器１３に与えることによってＰＬＬ回路のフィードバックループを形成している。こうすれば周波数の設定器１７によって設定される周波数に応じて、電圧制御発振器１５の発振周波数を規定することができる。

そしてエンコード変調信号発生部１８からのＰＰＭ信号又はＰＣＭ信号が変調形成器１９を介して電圧制御発振器１５に与えられる。電圧制御発振器１５はこの信号に応じてＦＳＫ変調される。尚このＦＳＫ変調出力は緩衝増幅器２０及び電力増幅器２１を介してアンテナ２２より出力される。尚ＰＬＬ回路のフィードバックループの応答速度は、変調周波数に影響されないように十分大きくすることによって、電圧制御発振器１５の出力に直接ＦＳＫ変調をかけて周波数偏移させることができる。

しかるに変調信号発生部１８の出力がＰＣＭ信号であれば、多くの場合図６（ａ）に示すようにデューティ比はほぼ５０％であるため、電圧制御発振器１５の発振周波数は所望の送信周波数ｆ_０、例えば７２．２１０ＭＨｚを中心として、ＰＣＭ信号のＨ及びＬレベルに応じて周波数が±１．６ＫＨｚずれた出力が得られることとなる。しかしＰＰＭ方式においては、例えば図６（ｂ）に示すように８チャンネル仕様のＰＰＭ信号であれば、ラジオコントロール送信機の各スティックがニュートラルの位置において例えば１６．４％のデューティ比となる。又３チャンネル仕様のＰＰＭ信号であれば、図６（ｃ）に示すように各スティックはニュートラルの位置において７．３％のデューティ比となる。このようにデューティ比が５０％より低い信号でＦＳＫ変調した場合には、所望の周波数より周波数成分が高い割合が１６％、低い割合は８４％となり、低い周波数成分が多くなる。図７はこの関係を示している。この信号が比較分周器１６、位相比較器１３に入り、基準信号の基準分周器１２の出力と比較され、誤差成分がローパスフィルタによって積分されるため、より高い周波数を出力するように動作する。このフィードバックループによってデューティ比が１６％の場合、全体には所望の送信周波数ｆ_０より高い周波数に１．１ＫＨｚずれることとなる。又３チャンネル仕様のＰＰＭ信号で変調した場合には、同様にして約１．５ＫＨｚ周波数が高い方にずれることとなる。

このような欠点を解消するために、特許文献１では、デューティ比が低いＰＰＭ信号を変化させてデューティ比をほぼ５０％のＰＰＭ信号に変換している。この信号を用いてＦＳＫ変調を行うことにより、搬送波の中心周波数ｆ_０が所定の周波数となるようにした技術が提案されている。

又特許文献２には、送信機本体からのＰＰＭ信号を検出し、変調によるずれ量を演算し、変調が行われてもずれないように補正した補正周波数情報をＰＬＬ回路に与えるようにした構成が示されている。
実願平６−９６９８号公報特開平８−１８２０６２号公報

しかし前述した特許文献１には、ＰＰＭ信号をデューティ比５０％の信号に変換するための処理回路が必要となる。又ＰＰＭ信号を変形させているため、変形したＰＰＭ信号を受信できる受信器が限定され、互換性が損なわれるという欠点があった。更に特許文献２においては、バント周波数の設定と、補正した周波数の設定とを区別してＰＬＬ回路に入力したものではなかった。従ってＰＬＬ回路において微小な周波数の変位を起こさせることは難しいという欠点があった。

本考案はこのようなＰＬＬ方式によるラジオコントロール送信機の問題点に着目してなされたものであって、ＰＰＭ信号の種類にかかわらずＦＳＫ変調を行ったときに、搬送波の中心周波数がずれないようなラジオコントロール送信機を提供することを目的とする。

この課題を解決するために、本発明のラジオコントロール用送信機は、基準信号を発生する基準信号発生部と、送信周波数を設定するための周波数設定器と、前記基準信号発生部の出力が与えられる位相比較器、前記位相比較器の出力が与えられるローパスフィルタ、前記ローパスフィルタの出力によって制御される電圧制御発振器、及び前記電圧制御発振器の出力を前記周波数設定器で設定された分周比で分周する比較分周器を有するＰＬＬ回路と、エンコード変調信号を発生するエンコード変調信号発生回路と、前記ＰＬＬ回路の出力を前記エンコード変調信号発生回路の出力によってＦＳＫ変調する変調形成器と、前記エンコード変調信号発生回路の出力信号のデューティ比に応じて、ＦＳＫ変調された送信周波数の中心がＦＳＫ変調されないときの送信周波数となるように、前記基準信号発生部の発振周波数を変化させる発振周波数調整部と、を具備することを特徴とするものである。

この課題を解決するために、本発明のラジオコントロール用送信機は、基準信号を発生する基準信号発生部と、送信周波数を設定するための周波数設定器と、前記基準信号発生部の出力が与えられる位相比較器、前記位相比較器の出力が与えられるローパスフィルタ、前記ローパスフィルタの出力によって制御される電圧制御発振器、及び前記電圧制御発振器の出力を前記周波数設定器で設定された分周比で分周する比較分周器を有するＰＬＬ回路と、エンコード変調信号を発生するエンコード変調信号発生回路と、前記ＰＬＬ回路の出力を前記エンコード変調信号発生回路の出力によってＦＳＫ変調する変調形成器と、前記エンコード信号発生回路より得られる送信信号のデューティ比に応じたオフセット周波数を設定するオフセット設定部と、前記オフセット設定部の出力に応じて、前記基準信号発生部の発振周波数を変化させることにより、ＦＳＫ変調されないときの送信周波数が中心周波数となるように、ＦＳＫ変調された送信周波数を変化させる発振周波数調整部と、を具備することを特徴とするものである。

この課題を解決するために、本発明のラジオコントロール用送信機は、基準信号を発生する基準信号発生部と、送信周波数を設定するための周波数設定器と、前記基準信号発生部の出力が与えられる位相比較器、前記位相比較器の出力が与えられるローパスフィルタ、前記ローパスフィルタの出力によって制御される電圧制御発振器、及び前記電圧制御発振器の出力を前記周波数設定器で設定された分周比で分周する比較分周器を有するＰＬＬ回路と、エンコード変調信号を発生するエンコード変調信号発生回路と、前記ＰＬＬ回路の出力を前記エンコード変調信号発生回路の出力によってＦＳＫ変調する変調形成器と、前記エンコード変調信号発生回路の出力のデューティ比を解析する信号解析部と、前記信号解析部の出力に基づいて送信周波数のオフセット周波数を設定するオフセット設定部と、前記オフセット設定部の出力に応じて、前記基準信号発生部の発振周波数を変化させることにより、ＦＳＫ変調されないときの送信周波数が中心周波数となるように、ＦＳＫ変調された送信周波数を変化させる発振周波数調整部と、を具備することを特徴とするものである。

このような特徴を有する本考案によれば、基準信号発生部の発振周波数を微調整することにより、ＰＰＭ信号のチャンネル数にかかわらずＦＳＫ変調を行ったときに搬送波の中心周波数がずれないようなＰＬＬ方式によるラジオコントロール用送信機を実現することができるという効果が得られる。又エンコード変調信号がどのような信号であっても、エンコード変調信号発生回路をそのままとして高周波部に本考案を適用することができる。

図１は本考案の第１の実施の形態による送信機の構成を示すブロック図である。前述した従来例と同一部分は同一符号を付して詳細な説明を省略する。この実施の形態ではエンコード変調信号発生部１８からの出力は変調形成器１９に与えられるだけでなく、信号解析部３１に与えられる。信号解析部３１はエンコード変調信号に基づいてその信号がＰＣＭ信号又はＰＰＭ信号のいずれか、ＰＣＭ信号の場合デューティ比が何％か、及びＰＰＭ信号の場合には何チャンネルか又はデューティ比が何％かを判別するものである。この解析に基づいてオフセット設定部３２はオフセット量を設定する。このオフセット量は図７に示すようにデューティ比が５０％のＰＣＭ信号であればオフセットをゼロとする。５０％以外のＰＣＭ信号については、そのデューティ比に応じたオフセット周波数を決定する。一方ＰＰＭ信号であれば、そのチャンネル数、又はデューティ比に基づいてオフセット周波数を決定する。更にオフセット設定部３２はこのオフセット周波数に対応して基準信号発生器１１の発振周波数の変化量を設定する。発振周波数調整部３３は前述した基準信号発生器１１の発振周波数をオフセット値に応じてわずかに変化させるように調整するものである。発振周波数調整部３３は基準信号発生器１１の発振周波数を変化させるものである。ここで基準信号発生器１１の発生周波数は、電圧制御発振器１５の発振周波数を変化することによって発振周波数だけ変化させることができる値とする。こうすればエンコード変調信号発生部１８の電波の種類に応じて最適なシフト周波数を選択して出力することにより、所望の周波数からのオフセット分をなくすことができる。

次に基準信号発生器１１、発振周波数調整部３３の構成例について図２を用いて説明する。基準信号発生器１１は図２に示すようにインバータを用いた水晶発振器であって、水晶の周波数は１３．００ＭＨｚとする。入力端に接続されるトリマコンデンサＣｔは発振周波数を微調整することによって周波数を正確に１３．００ＭＨｚに設定するものである。さてこの入力端には更に発振周波数調整部３３が接続される。発振周波数調整部３３はトリマコンデンサＣｔにコンデンサを介して並列に可変容量ダイオードＣｖが接続されている。又可変容量ダイオードＣｖは、オフセット設定部３２から抵抗を介して与えられる信号に応じてその容量を変化させるものである。これによって発振周波数をわずかに変化させることができる。

例えば送信周波数が７２ＭＨｚ帯で７２．２１０ＭＨｚとし、基準分周器１２の出力が５ＫＨｚとする。発振周波数による周波数の微調整がない場合には、基準分周器１２の分周比Ｒは２６００であり、基準分周器１２の出力は５ＫＨｚとする。又比較分周器１６の分周比Ｎは７２．２１０ＭＨｚを発振するため、１４４４２とする。これによって電圧制御発振器１５より７２．２１０ＭＨｚを出力することができる。さてエンコード変調信号発生部１８の信号を信号解析部３１により解析したとき、３チャンネルのＰＰＭ信号と判別されたものとする。この場合には図７に示すようにオフセット周波数１．３２３ＫＨｚが必要となる。即ち１．３２３ＫＨｚのオフセット分を発生させるために基準発振周波数を１８．３ｐｐｍだけ低下させる。これによって基準信号発生器１１の発振周波数は１２．９９９７６２ＭＨｚとなり、基準分周器１２の発振周波数は４．９９９９９０８ＫＨｚとなる。こうすれば電圧制御発振器１５の出力が変調されない状態で７２．２０８６７９ＭＨｚとなり、ＦＳＫ変調されたときに正確に７２．２１０ＭＨｚの出力を得ることができる。

次に本考案の第２の実施の形態について図３を用いて説明する。この実施の形態ではエンコード変調信号発生部１８で出力される変調データをそのまま用いるのではなく、エンコード変調信号発生部１８からの信号に関する情報を得てこれに対応したオフセットを設定する。この場合にはエンコード変調信号発生部１８からの出力のデューティ比がオフセット設定部３２に入力されるものとする。従ってオフセット設定部３２はこのデータに基づいて発振周波数の調整値を設定し、基準信号発生器１１の発振周波数を変化させる。こうすれば信号解析部３１を用いることなく、第１の実施の形態と同様にしてエンコード変調信号のデューティ比に応じて発振周波数を変化させることにより、出力周波数の周波数偏移をなくすることができる。

次に本考案の第３の実施の形態について図４を用いて説明する。この実施の形態ではエンコード変調信号発生部１８は常にＰＰＭ信号で一定チャンネル数のエンコード信号を発生するものとする。例えばエンコード変調信号発生部１８が常に３チャンネルのＰＰＭ信号を出力するものとすると、図７に示すように各スティックがニュートラル位置ではそのデューティ比は７．３％であり、オフセット周波数は１．３２３ＫＨｚである。従って信号解析部３１やオフセット設定部３２は不要となる。既知のオフセット周波数に応じて発振周波数を変化させる発振周波数調整部３３のみを設け、発振周波数を変位させる。こうすればエンコード信号のデューティ比が５０％以下であっても、送信機から出力される出力周波数のオフセットをなくすることができる。

尚前述した各実施の形態において分周比、チャンネル数、オフセット周波数等は一例であり、これらの値を適宜変化させても本考案の主旨を変形しない限り本考案を適用することができることはいうまでもない。

本考案は、ＰＣＭ信号及びＰＰＭ信号によってＦＭ変調する場合も送信機から出力される周波数のオフセットをなくすことができるので、ＰＬＬ方式によるラジオコントロール用の送信機に好適に使用することができる。

本考案の第１の実施の形態によるラジオコントロール用送信機の構成を示すブロック図である。本考案の基準信号発生器及び発振周波数調整部の構成を示す回路図である。本考案の第２の実施の形態によるラジオコントロール用送信機の構成を示すブロック図である。本考案の第３の実施の形態によるラジオコントロール用送信機の構成を示すブロック図である。従来のラジオコントロール用送信機の構成を示すブロック図である。エンコード変調信号発生部の信号の種類を示す波形図である。信号形式とチャンネル数によるオフセット周波数の変化を示す表である。

符号の説明

１１基準信号発生器
１２基準分周器
１３位相比較器
１４ローパスフィルタ
１５電圧制御発振器
１６比較分周器
１７周波数設定器
１８エンコード変調信号発生部
１９変調形成器
２０干渉増幅器
２１電力増幅器
２２アンテナ
３１信号解析部
３２オフセット設定部
３３発振周波数調整部

Claims

基準信号を発生する基準信号発生部と、
送信周波数を設定するための周波数設定器と、
前記基準信号発生部の出力が与えられる位相比較器、前記位相比較器の出力が与えられるローパスフィルタ、前記ローパスフィルタの出力によって制御される電圧制御発振器、及び前記電圧制御発振器の出力を前記周波数設定器で設定された分周比で分周する比較分周器を有するＰＬＬ回路と、
エンコード変調信号を発生するエンコード変調信号発生回路と、
前記ＰＬＬ回路の出力を前記エンコード変調信号発生回路の出力によってＦＳＫ変調する変調形成器と、
前記エンコード変調信号発生回路の出力信号のデューティ比に応じて、ＦＳＫ変調された送信周波数の中心がＦＳＫ変調されないときの送信周波数となるように、前記基準信号発生部の発振周波数を変化させる発振周波数調整部と、を具備することを特徴とするラジオコントロール用送信機。
基準信号を発生する基準信号発生部と、
送信周波数を設定するための周波数設定器と、
前記基準信号発生部の出力が与えられる位相比較器、前記位相比較器の出力が与えられるローパスフィルタ、前記ローパスフィルタの出力によって制御される電圧制御発振器、及び前記電圧制御発振器の出力を前記周波数設定器で設定された分周比で分周する比較分周器を有するＰＬＬ回路と、
エンコード変調信号を発生するエンコード変調信号発生回路と、
前記ＰＬＬ回路の出力を前記エンコード変調信号発生回路の出力によってＦＳＫ変調する変調形成器と、
前記エンコード信号発生回路より得られる送信信号のデューティ比に応じたオフセット周波数を設定するオフセット設定部と、
前記オフセット設定部の出力に応じて、前記基準信号発生部の発振周波数を変化させることにより、ＦＳＫ変調されないときの送信周波数が中心周波数となるように、ＦＳＫ変調された送信周波数を変化させる発振周波数調整部と、を具備することを特徴とするラジオコントロール用送信機。
基準信号を発生する基準信号発生部と、
送信周波数を設定するための周波数設定器と、
前記基準信号発生部の出力が与えられる位相比較器、前記位相比較器の出力が与えられるローパスフィルタ、前記ローパスフィルタの出力によって制御される電圧制御発振器、及び前記電圧制御発振器の出力を前記周波数設定器で設定された分周比で分周する比較分周器を有するＰＬＬ回路と、
エンコード変調信号を発生するエンコード変調信号発生回路と、
前記ＰＬＬ回路の出力を前記エンコード変調信号発生回路の出力によってＦＳＫ変調する変調形成器と、
前記エンコード変調信号発生回路の出力のデューティ比を解析する信号解析部と、
前記信号解析部の出力に基づいて送信周波数のオフセット周波数を設定するオフセット設定部と、
前記オフセット設定部の出力に応じて、前記基準信号発生部の発振周波数を変化させることにより、ＦＳＫ変調されないときの送信周波数が中心周波数となるように、ＦＳＫ変調された送信周波数を変化させる発振周波数調整部と、を具備することを特徴とするラジオコントロール用送信機。