JP3269731B2 - 周波数調整方法及びそれを用いた周波数調整装置 - Google Patents
周波数調整方法及びそれを用いた周波数調整装置Info
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Description
する機器に使用されるDDS回路を用いたシンセサイザ
の発振周波数の調整を自動化すると共に、その周波数を
安定化する方法及び装置に関するものである。なお、本
明細書においては、DDS(Direct Digital Synthesis
er)回路を単にDDS回路と表記する。
を使った製品においては、製品の組み立て後、その出力
周波数を正確に調整してから出荷していた。その方法は
ふつう、設定した周波数に合わせるために、DDS回路
を用いたシンセサイザの出力信号の周波数を測定器で測
り、人間がその表示を目で確かめながら、基準となるク
ロック周波数を1台ずつ調整するものであった。その原
理を図3に従って以下に説明する。
サイザの周波数調整装置の1従来例のブロック図であ
る。先ず、所望の設定周波数に対応する設定周波数デー
タfO が、CPU11に入力される。CPU11は、入
力された設定周波数データfO を、内部の制御データf
C ,mに基づいて演算して、アドレスステップデータD
S を出力する。ここで、fC は、基準周波数FC の設計
値に等しい周波数に対応する設定基準周波数データで、
予めCPU11内に設定、記憶されている。また、m
は、後述するROM14のアドレス幅Mの値に等しい値
に対応する設定アドレス幅データで、その値は予めCP
U11内に設定、記憶されている。
が、その発振周波数が温度やその他の条件によって、基
準周波数の設計値と若干ずれることがあるので、トリマ
ーコンデンサCV によって周波数の微調整ができるよう
になっている。アドレス加算器12は、入力されたアド
レスステップデータDS に基づいてラッチ13に信号を
出力する。ラッチ13は、基準周波数FC の信号のタイ
ミングで、アドレス加算器12の出力信号をアドレス加
算器12に戻すと共に、アドレスデータDA を出力す
る。アドレス加算器12は戻された信号に次の信号を加
算して出力する。これを繰り返して、ラッチ13からア
ドレスデータDA が次々に出力される。ROM14はこ
のアドレスデータDA に基づいて、記憶した波形データ
をD/Aコンバータ15に出力する。D/Aコンバータ
15はそれをアナログ信号とし、このアナログ信号のス
プリアスがLPF15aで取り除かれ、目的信号のみが
ここを通過して、出力周波数FO のDDS出力信号とし
て出力される。
表される。先ず、DDS出力信号の出力周波数FO は、
以下の式で与えられる。 FO =DS ×FC /M ‥‥‥ ここで、アドレスステップデータDS はCPU11にお
いて、以下の式で与えられる。
周波数FO を所望の設定周波数に常に等しくするために
は、 fC /m=FC /M ‥‥‥ が満たされればよい。そのため、DDS回路においては
上記の説明のように2つの制御データfC ,mは、 fC =設定周波数FC に対応する周波数データ かつ m=アドレス幅Mに対応するアドレス幅デー
タ と設定されて、CPU11の内部のメモリーに記憶さ
れ、それに基づいてアドレスステップデータDS が演算
されるわけである。
は、周波数測定器16に入力され、その出力周波数FO
が測られる。その時、基準周波数FC が温度やその他の
影響によってずれたために、周波数測定器16の表示
が、設定周波数データfO に対応する所望の周波数と異
なる場合は、式においてアドレスステップデータDS
とアドレス幅Mが定数なので、トリマーコンデンサCの
容量を加減して基準周波数FC を変化させる。これによ
って、DDS出力信号の出力周波数FO を変化させて、
所望の設定周波数fO に合わせることができる。
力信号の周波数を表示している周波数測定器16の数字
を見ながら、1台ずつトリマーコンデンサCV で基準周
波数FC を加減して周波数を調整していた。
の方法では、人間が基準周波数FC の調整を、組み立て
た製品1台ずつについてトリマーコンデンサで行うの
で、機械化,自動化が困難であるという問題があった。
の温度の影響を受けやすく、周波数を検査の時点で正確
に調整しても、トリマーコンデンサの周囲の温度が変化
すれば、出力周波数がずれてくるという問題もあった。
これは特に、高出力の無線通信機を小さい筐体で構成し
たために温度上昇が激しい場合においては、切実な問題
であった。また、過酷な条件のもとで長い間使用された
無線通信機においては、トリマーコンデンサの材質の変
化や機械的なずれによって出力周波数がずれるという経
年変化の問題も大きかった。
発振子の品質が、一定しないで発振周波数のばらつきが
ある場合、小さな誤差はトリマーコンデンサで補正でき
るが、大きい誤差ではトリマーコンデンサで補正しきれ
ないこともあった。そのため、周波数のずれの大きい一
部の水晶発振子は、DDS回路に使用できない不良品と
して廃棄しなければならないことがあった。
されたもので、基準周波数の精度の許容が大きく、出力
周波数の調整を自動化,機械化できて、温度変化や経年
変化にも強く、しかも周波数精度の高い出力信号を得る
ことができるDDS回路を用いたシンセサイザの周波数
調整方法及びそれを用いた周波数調整装置を提供するこ
とを目的としている。
に、請求項1の周波数調整方法は、外部から与えられる
設定周波数データ及び内部に記憶された制御データに基
づいて演算したアドレスステップデータを出力する周波
数設定手段と、前記アドレスステップデータに基づいて
DDS出力信号を出力するDDS回路と、を含む周波数
調整装置における周波数調整方法であって、前記周波数
設定手段に所望の周波数の設定周波数データを与え、前
記DDS回路からDDS出力信号を出力させるステップ
と、DDS出力信号の周波数を測定するステップと、測
定された周波数と前記設定周波数データに対応する周波
数との周波数差を検出するステップと、検出された周波
数差に基づいて修正データを演算するステップと、演算
された修正データによって前記制御データを修正するス
テップと、を含み、以後、周波数設定手段は、設定周波
数データが外部から与えられると、該設定周波数データ
及び修正された制御データに基づいてアドレスステップ
データを演算するようにしたことを特徴としている。
えられる設定周波数データ及び内部に記憶された制御デ
ータに基づいて演算したアドレスステップデータを出力
する周波数設定手段と、前記アドレスステップデータに
基づいてDDS出力信号を出力するDDS回路と、を含
む周波数調整装置における周波数調整方法であって、前
記周波数設定手段に所望の周波数の設定周波数データを
与え、前記DDS回路からDDS出力信号を出力させる
ステップと、DDS出力信号の周波数を測定するステッ
プと、測定された周波数と前記設定周波数データに対応
する周波数との周波数差を検出するステップと、検出さ
れた周波数差に基づいて補正データを演算するステップ
と、演算された補正データを記憶するステップと、を含
み、以後、周波数設定手段は、設定周波数データが外部
から与えられると、補正データを読み出して制御データ
を補正し、該設定周波数データ及び補正した制御データ
に基づいてアドレスステップデータを演算するようにし
たことを特徴としている。
項1に記載の周波数調整方法に用いる周波数調整装置で
あって、請求項1に記載の周波数調整方法における、制
御データを修正するステップにおいて修正された制御デ
ータが内部に記憶され、外部から与えられる設定周波数
データ及び該修正された制御データに基づいて演算した
アドレスステップデータを出力する周波数設定手段と、
前記アドレスステップデータに基づいてDDS出力信号
を出力するDDS回路と、を含むことを特徴としてい
る。
項2に記載の周波数調整方法に用いる周波数調整装置で
あって、請求項2に記載の周波数調整方法における、補
正データを演算するステップにおいて演算された補正デ
ータを記憶する記憶手段と、前記補正データを読み出し
て内部に記憶された制御データを補正し、外部から与え
られる設定周波数データ及び該補正された制御データに
基づいて演算したアドレスステップデータを出力する周
波数設定手段と、前記アドレスステップデータに基づい
てDDS出力信号を出力するDDS回路と、を含むこと
を特徴としている。
波数差を例えば干渉(ビート)というかたちで直接測定
してもよいし、周波数データを比較してもよい。
れば、周波数設定手段においては、所望の周波数を設定
するため外部から与えられた設定周波数データは、内部
に記憶された制御データに基づいて演算された後、アド
レスステップデータとして出力される。DDS回路にお
いては、このアドレスステップデータに基づいてDDS
出力信号が出力される。そして、このDDS出力信号の
周波数が測定され、前記設定周波数データに対応する周
波数との周波数差が検出され、検出された周波数差に基
づいて修正データが演算される。以後、設定周波数デー
タが入力されると、該設定周波数データ及び修正データ
に基づいてアドレスステップデータが演算される。
によれば、DDS出力信号の周波数が測定され、前記設
定周波数データに対応する周波数との周波数差が検出さ
れて、検出された周波数差に基づいて補正データが演算
され、この補正データを記憶し、以後は、設定周波数デ
ータが入力されると、補正データを読み出して制御デー
タを補正し、該設定周波数データ及び補正した制御デー
タに基づいてアドレスステップデータが演算される。
整装置によれば、周波数設定手段は、請求項1に記載の
周波数調整方法における、制御データを修正するステッ
プにおいて修正された制御データが内部に記憶され、外
部から与えられる設定周波数データ及び該修正された制
御データに基づいて演算したアドレスステップデータを
出力し、DDS回路は、前記アドレスステップデータに
基づいてDDS出力信号を出力するので、以後は、設定
周波数データが入力されたら、それは修正データに基づ
いて演算され、周波数設定手段からアドレスステップデ
ータとして出力されて、周波数が設定される。
整装置によれば、記憶手段には、請求項2に記載の周波
数調整方法における、補正データを演算するステップに
おいて演算された補正データが記憶され、周波数設定手
段では、前記補正データを読み出して内部に記憶された
制御データを補正し、外部から与えられる設定周波数デ
ータ及び該補正された制御データに基づいて演算したア
ドレスステップデータを出力し、DDS回路では、前記
アドレスステップデータに基づいてDDS出力信号を出
力するので、以後は、設定周波数データが入力されるた
びに、記憶された補正データによって制御データが補正
され、その補正された制御データに基づいて設定周波数
データが演算されて、周波数設定手段からアドレスステ
ップデータとして出力されて、周波数が設定される。
いて、詳細に説明する。
調整装置の実施例1のブロック図である。図1におい
て、1は設定周波数の信号を得るための設定周波数デー
タfO が入力され、下記の制御データに基づいて演算し
て、アドレスステップデータDS として出力するCPU
である。このCPU1には、従来の技術で説明した設定
基準周波数データfC と設定アドレス幅データmが記憶
されている。ここで、設定基準周波数データfC と設定
アドレス幅データmが制御データに対応している。ま
た、CPU1は、周波数調整後は設定周波数データfO
が入力される毎に、後述するメモリーに記憶された補正
データを呼び出し、それによって内部の制御データを補
正し、補正された制御データに基づいて演算して、アド
レスステップデータDS を出力する。
S に基づいて信号を出力するアドレス加算器で、3はア
ドレス加算器2の出力を基準周波数FC のタイミングで
アドレス加算器2に戻すと共に、それをアドレスデータ
DA として出力するラッチである。4は前記アドレスデ
ータDA に基づいて記憶した波形データをディジタル信
号として出力するROMで、そのアドレス幅はMであ
る。5はROM4の波形データのディジタル信号をD/
A変換して出力周波数FO のアナログ信号として出力す
るD/Aコンバータで、5aはこの高周波信号を濾波す
るLPFである。8は電気的に書換え可能なP−ROM
を使用したメモリーで、ここではE2 P−ROMを使っ
ている。また、9はアドレス加算器2・ラッチ3・RO
M4・D/Aコンバータ5・LPF5aからなるDDS
回路である。
DS出力信号の周波数を測定し、測定した出力周波数F
O を先の設定周波数データfO と同じデータ形式に変換
して出力する周波数測定器である。7は前記出力周波数
FO の周波数データと設定周波数データfO とが入力さ
れて、その2者の差を演算して検出し、それを補正デー
タとしてメモリー8に直接書き込む制御部である。制御
部7とメモリー8は複数の電線で接続されてデータの書
き込みを行う。
し、メモリ8が記憶手段に対応している。無線通信機を
例にとっていえば、CPU1とDDS回路9が無線通信
機の構成の一部で、周波数測定器6と制御部7が無線通
信機の出荷前にDDS回路の出力周波数を補正する装置
である。
ついての動作原理を説明をする。従来の技術において説
明したように、DDS出力信号の出力周波数FO は、 FO =DS ×FC /M ‥‥‥ で与えられる。ここで、DS はCPU1の出力するアド
レスステップデータ,MはROM4のアドレスの幅であ
る。温度変化やその他の影響で基準周波数FC がずれ、
そのためDDS出力信号の出力周波数FO が、所望の設
定周波数とずれた場合、従来はそのずれをトリマーコン
デンサを加減して基準周波数FC を調整して合わせてい
た。
データDS を変化させてDDS出力信号の出力周波数F
O を設定周波数データfO に対応する所望の設定周波数
に合わせる。即ち、前記したようにアドレスステップデ
ータDS は、 DS =fO ×m/fC ‥‥‥ と、表せるので式中のfC とmを変化させるのである。
数FO を所望の設定周波数に常に等しくするためには、
アドレス幅Mは常に一定である状態で、基準周波数FC
が変動しても、 fC /m=FC /M ‥‥‥ が満たされるように、CPU1内の設定基準周波数に対
応する設定基準周波数データfC 、または設定アドレス
幅に対応する設定アドレス幅データmのいずれか、また
はその両方を変化させればよいのである。
る。先ず、所望の周波数を得るための設定周波数データ
fO が、CPU1に入力される。ここで、基準周波数F
C は固定で、微調整をすることはできない。CPU1に
入力された設定周波数データfO は、内部に記憶された
2つの制御データの設定基準周波数データfC と設定ア
ドレス幅データmに基づいて演算され、アドレスステッ
プデータDS として出力される。アドレス加算器2は、
入力されたアドレスステップデータDS に基づいて信号
をラッチ3に出力する。ラッチ3は、アドレス加算器2
の出力信号を基準周波数FC のタイミングでアドレス加
算器2に戻すと共に、その信号をアドレスデータDA と
して、ROM4に出力する。
て、記憶した波形データをD/Aコンバータ5に出力
し、D/Aコンバータ5はそれを出力周波数FO のアナ
ログの高周波信号として出力する。出力された高周波信
号は濾波されスプリアスが取り除かれた後、出力端子a
からDDS出力信号として外部に出力される。出力端子
aからデータ入力端子bに入力されたDDS出力信号
は、周波数測定器6でその周波数をFO と測定され、そ
のデータが先の設定周波数データfO と同じデータ形式
に変換されて制御部7に入力される。制御部7には、先
の設定周波数データfO も入力されており、この2つの
周波数のデータの差Δfが演算され、補正データΔ
fC ,Δmとしてデータ出力端子cから出力される。こ
の補正データは書き込み端子dに入力され、補正メモリ
ー8に直接書き込まれる。この書き込みの工程が全て終
われば、周波数測定器6と制御部7は外される。
整方法の初期段階においては、補正データΔfC ,Δm
の初期値は0である。
与えられるたびに、補正データΔf C ,Δmを呼び出
し、内部の制御データfC ,mを補正してから、設定周
波数データfO の演算を行う。
デンサを調整するだけなので、厳密にいえば、温度やそ
の他の変化に関わりなく、平均的な周波数偏差の調整し
かできなかった。本実施例の周波数調整装置のDDS回
路側に温度センサーを設けて、温度をさまざまに変化さ
せ、設定周波数データfO と実際に出力されるDDS出
力信号の出力周波数FO の周波数データとの差を測定
し、その差を温度の関数としての補正データとして補正
メモリー8に蓄え、それを周波数データの演算の際に利
用してもよい。これによって、温度の影響による周波数
変化を補償することが出来る。
7から直接メモリー8に書き込んだが、先ずCPU1に
入力してその制御によってメモリー8に書き込んでもよ
い。
ック図である。実施例2においては、実施例1との相違
点のみを説明する。1aは電気的に書換え可能なP−R
OMを内蔵しているCPUで、P−ROM内には2つの
制御データfC ,mが記憶されている。制御部7aは
周波数差に基づいて修正データfC ’,m’を演算
し、それを記憶手段に書き込むものである。ここで、C
PU1aが周波数設定手段に対応している。
例1と同じ方法で周波数差を検出し、制御部7aはそれ
に基づいて修正データを演算して出力する。CPU1a
内のP−ROMに記憶されている2つの制御データ
fC ,mのうちいずれか1つ、または両方が、制御部7
aで演算された修正データfC ' ,m' に書き換えられ
記憶される。
るたびに、これが修正データfC ',m' に基づいて演
算され、その結果がステップアップデータとしてDDS
回路9に出力され、出力周波数が設定される。
波数調整方法及びそれに用いた周波数調整装置によれ
ば、以上のように、検出された周波数差に基づいて修正
データを演算し、その修正データを記憶しておくことに
より、出力周波数の調整を自動化,機械化できる。ま
た、DDS出力周波数の誤差を招く原因となる、温度変
化や経年変化の影響を受けやすい部品を極力少なくする
ことができるので、周波数が安定する、と共に周波数の
精度が増す。また、DDS回路の出力信号の発振の基準
となる基準周波数が大きくずれても、制御データを修正
することによって、出力信号の周波数の修正が簡単にで
きる。
る周波数調整方法及び周波数調整装置によれば、以上の
ように、検出された周波数差に基づいて演算して得た補
正データを記憶するので、出力周波数の調整を自動化,
機械化できる。また、前記補正データを記憶する記憶手
段を別に設けたことによって、周波数設定手段内の制御
データを書き換える必要がない。また、DDS出力周波
数の誤差を招く原因となる、温度変化や経年変化の影響
を受けやすい部品を極力少なくすることができるので、
周波数が安定する、と共に周波数の精度が増す。また、
DDS回路の出力信号の発振の基準となる基準周波数が
大きくずれても、補正データによって、出力信号の周波
数の補正が簡単にできる。
ロック図である。
ロック図である。
る。
Claims (4)
- 【請求項1】外部から与えられる設定周波数データ及び
内部に記憶された制御データに基づいて演算したアドレ
スステップデータを出力する周波数設定手段と、 前記アドレスステップデータに基づいてDDS出力信号
を出力するDDS回路と、 を含む周波数調整装置における周波数調整方法であっ
て、 前記周波数設定手段に所望の周波数の設定周波数データ
を与え、前記DDS回路からDDS出力信号を出力させ
るステップと、 DDS出力信号の周波数を測定するステップと、 測定された周波数と前記設定周波数データに対応する周
波数との周波数差を検出するステップと、 検出された周波数差に基づいて修正データを演算するス
テップと、 演算された修正データによって前記制御データを修正す
るステップと、 を含み、 以後、周波数設定手段は、設定周波数データが外部から
与えられると、該設定周波数データ及び修正された制御
データに基づいてアドレスステップデータを演算するよ
うにしたことを特徴とする周波数調整方法。 - 【請求項2】外部から与えられる設定周波数データ及び
内部に記憶された制御データに基づいて演算したアドレ
スステップデータを出力する周波数設定手段と、 前記アドレスステップデータに基づいてDDS出力信号
を出力するDDS回路と、 を含む周波数調整装置における周波数調整方法であっ
て、 前記周波数設定手段に所望の周波数の設定周波数データ
を与え、前記DDS回路からDDS出力信号を出力させ
るステップと、 DDS出力信号の周波数を測定するステップと、 測定された周波数と前記設定周波数データに対応する周
波数との周波数差を検出するステップと、 検出された周波数差に基づいて補正データを演算するス
テップと、 演算された補正データを記憶するステップと、 を含み、 以後、周波数設定手段は、設定周波数データが外部から
与えられると、補正データを読み出して制御データを補
正し、該設定周波数データ及び補正した制御データに基
づいてアドレスステップデータを演算するようにしたこ
とを特徴とする周波数調整方法。 - 【請求項3】請求項1に記載の周波数調整方法に用いる
周波数調整装置であって、 請求項1に記載の周波数調整方法における、制御データ
を修正するステップにおいて修正された制御データが内
部に記憶され、外部から与えられる設定周波数データ及
び該修正された制御データに基づいて演算したアドレス
ステップデータを出力する周波数設定手段と、 前記アドレスステップデータに基づいてDDS出力信号
を出力するDDS回路と、 を含むことを特徴とする周波数調整装置。 - 【請求項4】請求項2に記載の周波数調整方法に用いる
周波数調整装置であって、 請求項2に記載の周波数調整方法における、補正データ
を演算するステップにおいて演算された補正データを記
憶する記憶手段と、 前記補正データを読み出して内部に記憶された制御デー
タを補正し、外部から与えられる設定周波数データ及び
該補正された制御データに基づいて演算したアドレスス
テップデータを出力する周波数設定手段と、 前記アドレスステップデータに基づいてDDS出力信号
を出力するDDS回路と、 を含むことを特徴とする周波数調整装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP06364794A JP3269731B2 (ja) | 1994-03-31 | 1994-03-31 | 周波数調整方法及びそれを用いた周波数調整装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP06364794A JP3269731B2 (ja) | 1994-03-31 | 1994-03-31 | 周波数調整方法及びそれを用いた周波数調整装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH07273605A JPH07273605A (ja) | 1995-10-20 |
JP3269731B2 true JP3269731B2 (ja) | 2002-04-02 |
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JP06364794A Expired - Fee Related JP3269731B2 (ja) | 1994-03-31 | 1994-03-31 | 周波数調整方法及びそれを用いた周波数調整装置 |
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JP2010190836A (ja) * | 2009-02-20 | 2010-09-02 | Epson Toyocom Corp | 周波数測定装置及び検査システム |
JP2010278630A (ja) * | 2009-05-27 | 2010-12-09 | Taitien Electronics Co Ltd | デジタル制御型の周波数発生装置 |
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1994
- 1994-03-31 JP JP06364794A patent/JP3269731B2/ja not_active Expired - Fee Related
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