JP3802229B2 - Pll回路 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば衛星放送や衛星通信等のシステムにおいて、受信したパイロット信号を位相ロックするPLL(フェイズ・ロックド・ループ)回路に関する。
【0002】
【従来の技術】
周知のように、例えば衛星放送や衛星通信等のシステムにおいて、受信したパイロット信号を位相ロックするPLL回路は、図2に示すように構成されている。なお、このシステムでは、例えば衛星回線を使用するのに、個別に割り当てられたパイロット信号が必要となる。
【0003】
図2において、入力端子11に供給される衛星からの到来信号は、乗算器12でVCXO(電圧制御発振器)13から出力される発振信号と乗算されることにより、任意のパイロット信号に変換され、分配器14を介して出力端子15から取り出される。
【0004】
一方、上記パイロット信号は、分配器14により周波数変換器16の一方の入力端に供給される。周波数変換器16は、その他方の入力端に水晶発振器17から発生される一定周波数の基準信号V1が供給されており、入力されたパイロット信号に基準信号V1を乗算することにより、受信処理用に特定された周波数に変換する。この周波数変換器16の出力は、BPF(バンドパスフィルタ)18を通過することにより、主要な周波数帯域成分の信号を抽出され、90°位相器19で90°位相がずらされた後、位相比較器20の一方の入力端に供給される。この位相比較器20の他方の入力端には、水晶発振器21から発生される一定周波数の基準信号V2が供給される。
【0005】
なお、水晶発振器21から発生される基準信号V2の周波数は、90°位相器19の出力の周波数と同一の周波数である。すなわち、周波数変換器16は、パイロット信号を水晶発振器21から発生される基準信号V2と同一周波数となる信号に変換していることとなる。
【0006】
そして、位相比較器20は、90°位相器19の出力と基準信号V2との位相差成分に対応した周波数を有する差分信号を生成してループフィルタ22に出力している。ループフィルタ22は、入力された差分信号を直流電圧レベルに変換し、この直流電圧レベルをVCXO13に制御電圧として出力している。このため、VCXO13は、その発振信号の周波数が衛星からの到来信号との位相差がなくなるように制御される。
【0007】
ところで、上記のPLL回路では、発振器として、周波数の精度を上げるために水晶発振器が用いられている。そこで、この水晶発振器を用いると、精度が高く安定した周波数を抽出できるが、パイロット信号の周波数が変更されたり、また、パイロット信号の周波数の異なるシステムに使用する場合は、それぞれ別の周波数で発振する複数の水晶発振器を用意し、これら複数の水晶発振器をパイロット信号の周波数に合わせて都度切り換えまたは交換しなければならない。このため、ユーザに対し、種々のパイロット信号に合わせて複数の水晶発振器を切り換えまたは交換するという手間を与えることになり、また、パイロット信号の周波数に合わせた複数の水晶発振器を備えることにより、回路の複雑化及び高価格化を招いている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
以上のように、従来のPLL回路では、パイロット信号の周波数の異なるシステムに使用する場合に、パイロット信号の周波数に対応する複数の水晶発振器を用意しなければならず、このため、回路の複雑化及び高価格化を招いてしまうという問題を有している。また、パイロット信号の周波数に合わせて複数の水晶発振器を切り換えまたは交換する必要があり、ユーザに対して不要な手間をかけさせてしまうという問題も有している。
【0009】
この発明の目的は、パイロット信号の周波数が異なるシステムに使用される場合にも、異なるパイロット信号の周波数に合わせて複数の水晶発振器を用意する必要がなく、しかも簡単な回路構成でパイロット信号の位相ロック処理を実現し得るPLL回路を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】
この発明は、衛星からの到来電波から任意のパイロット信号を抽出する信号抽出手段と、この信号抽出手段で抽出されたパイロット信号と局部発振信号とを乗算することにより、パイロット信号の周波数を受信処理用に特定された周波数に変換する周波数変換手段と、この周波数変換手段で得られる周波数と同一周波数の固定発振信号を発生する固定発振手段と、この固定発振手段から出力される固定発振信号と、周波数変換手段の出力を90°位相をずらした信号とを位相比較する位相比較手段と、この位相比較手段により得られる差分信号を信号抽出手段から抽出されるパイロット信号の位相差を制御するための発振周波数の信号に変換し、信号抽出手段に与える信号抽出制御手段とを備えたPLL回路を対象にしている。
【0011】
そして、上記目的を達成するために、周波数変換手段は、別途提供されるパイロット周波数情報に基づいて、パイロット信号の周波数を固定発振手段から発生される固定発振信号の周波数と同一にするような局部発振信号を生成する周波数変換制御手段と、この周波数変換制御手段から発生される局部発振信号とパイロット信号とを乗算することにより、パイロット信号の周波数を固定発振信号の周波数に変換する乗算手段とを備えるようにしたものである。
【0012】
この構成によれば、パイロット信号を受信処理用で特定される周波数に変換される段階において、パイロット信号とは別途に提供されるパイロット周波数情報を取り込み、このパイロット周波数情報の内容を確認することで、衛星側から送信されるパイロット信号の周波数が変更されたか否かの判断がなされ、この判断結果を含む所定情報に基づいて、パイロット信号の周波数を、後段の位相比較処理で用いられる固定発振信号の周波数に変換するための局部発振信号を生成している。そして、この局部発振信号をパイロット信号に乗算することにより、パイロット信号の周波数を位相比較処理で用いられる固定発振信号の周波数に変換している。
【0013】
この結果、パイロット信号の周波数変更に応じて複数の水晶発振器を用意する必要がなくなり、また、パイロット信号の周波数変更に合わせて複数の水晶発振器の切換もしくは交換を行なう必要がなくなるので、回路の複雑構成化もしくは高価格化を招くことなくパイロット信号が異なるシステムに対応して位相ロック処理を実行することが可能となる。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
図1は、この発明の一実施の形態を示している。なお、図1において、図2と同一部分には同一符号を付して説明する。
【0015】
ここで、図1に示すPLL全体の構成と動作とを説明すると、入力端子11に供給される衛星からの到来信号は、乗算器12でVCXO13から出力される発振信号と乗算されて任意のパイロット信号に変換され、分配器14を介して出力端子15から取り出される。また、パイロット信号は、分配器14により周波数変換部30に供給され、周波数変換部30にて基準信号と乗算されることにより、受信処理用に特定された周波数に変換される。この周波数変換部30の出力は、BPF18を通過することにより、例えばテレビジョン信号成分を除去した主要な周波数帯域成分の信号を抽出され、90°位相器19で90°位相がずらされた後、位相比較器20の一方の入力端に供給される。この位相比較器20の他方の入力端には、水晶発振器21から発生される一定周波数の基準信号V2が供給される。
【0016】
そして、位相比較器20は、90°位相器19の出力と基準信号V2との位相差成分に対応した周波数を有する差分信号を生成する。位相比較器20で得られた差分信号は、ループフィルタ22で直流電圧レベルに変換されて後、VCXO13に制御電圧として出力される。このため、VCXO13は、その発振信号の周波数が衛星からの到来信号との位相差がなくなるように制御されることになる。
【0017】
次に、この発明の特徴となる周波数変換部30の構成について説明する。
すなわち、周波数変換部30は、入力端子11に入力される到来信号とは別途に提供されるパイロット周波数情報を取り込むCPU31と、このCPU31の出力に基づいて任意の周波数データを発生するDDS(ダイレクト・デジタル・シンセサイザ)32と、このDDS32から発生される周波数データをアナログ信号である基準信号V3に変換するD/A変換器33とを備えている。
【0018】
まず、CPU31は、別途提供されるパイロット周波数情報に基づいて、乗算器12で抽出されるパイロット信号の周波数から水晶発振器21から発生される基準信号V2の周波数を差し引く。この場合、CPU31は、予め水晶発振器21が発生する周波数を図示しないメモリ回路等に格納している。そして、CPU31は、パイロット周波数情報の内容を確認することにより受信時におけるパイロット信号の周波数に変更があったか否かを監視することが可能であり、都度変更があった場合に、この変更情報をアドレス情報としてメモリ回路に与えることで、メモリ回路に記憶された基準信号V2の周波数情報を読み出すことも可能である。
【0019】
DDS32は、CPU31から差分データが与えられると、この差分データに応じた周波数データを生成し、この周波数データをD/A変換器33に出力する。また、DDS32は、別途に与えられるクロック信号に基づいて動作しており、このクロック信号がN(Nは整数)MHzであると、1/N倍の周波数データを出力することになる。
【0020】
D/A変換器33は、DDS32から出力される周波数データをアナログ信号に変換し、基準信号V3として乗算器34の一方の入力端に出力する。乗算器34は、その他方の入力端に分配器14を介したパイロット信号を入力して、基準信号V3と乗算することにより、パイロット信号の周波数を水晶発振器21から発生される基準信号V2の周波数に変換する。
【0021】
次に、周波数変換部30の動作を数値を用いて説明する。ここで、パイロット信号の周波数が800MHzであり、水晶発振器21から発生される基準信号V2の周波数が10MHzであるとすると、CPU31は、パイロット周波数情報から得られる周波数800MHzから基準信号V2の周波数10MHzを差し引いて790MHzの差分データを生成する。そして、790MHzの差分データは、DDS32に与えられて790MHzの周波数データに変換され、以後、D/A変換器33で周波数790MHzの基準信号V3に変換されて乗算器34に与えられる。すると、乗算器34は、周波数800MHzのパイロット信号と周波数790MHzの基準信号V3とを乗算して、周波数10MHzの信号を生成する。このため、周波数変換部30では、パイロット信号を位相比較器20の位相比較処理に必要な一定の周波数10MHzを生成することが可能となる。
【0022】
したがって、上記実施の形態によれば、周波数変換部30において、パイロット信号とは別途に提供されるパイロット周波数情報をCPU31で取り込み、このパイロット周波数情報の内容をCPU31で確認することで衛星側から送信されるパイロット信号の周波数が変更されたか否かの判断がなされ、この判断結果を含む所定の周波数情報に基づいて、乗算器12で抽出されるパイロット信号の周波数を、位相比較器20の位相比較処理で用いられる基準信号V2の周波数に変換するような差分データを生成している。そして、この差分データがDDS32及びD/A変換器33を順次経由することにより、基準信号V3に変換され、以後、この基準信号V3が乗算器34でパイロット信号に乗算されることにより、パイロット信号の周波数が位相比較処理で用いられる基準信号V2と同一周波数に変換される。要するに、CPU31から発生される差分データを変えることにより、乗算器34に与える基準信号V3を変えることができる。
【0023】
このため、パイロット信号の周波数変更に応じて複数の水晶発振器を用意する必要がなくなり、また、パイロット信号の周波数変更に合わせて複数の水晶発振器の切換もしくは交換を行なう必要がなくなるので、従来と同様の回路構成で、さらに高価格化を招くことなく、パイロット信号が異なるシステムに対応して位相ロック処理を実行することが可能となる。
【0024】
なお、この発明に係るPLL回路は、特に、通信相手である衛星が移動することによって生じる位相差をなくすように回路内で位相ロック処理を行なうものを対象として実施するようにしている。また、上記PLL回路は、パイロット信号が異なるシステムに対応できることから、例えば異なる複数の衛星に対し、周波数を都度切り変えて通信を行なうようにしても実施可能である。
【0025】
なお、この発明は、上記実施の形態の範囲に必ずしも限定されるものではなく、その他この発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施できることはもちろんのことである。
【0026】
【発明の効果】
以上詳述したようにこの発明によれば、パイロット信号の周波数が異なるシステムに使用される場合にも、異なるパイロット信号の周波数に合わせて複数の水晶発振器を用意して切換または交換を行なう必要がなく、しかも簡単な回路構成でパイロット信号の位相ロック処理を実現し得るPLL回路を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明に係るPLL回路の一実施の形態を示すブロック構成図。
【図2】 従来のPLL回路を示すブロック構成図。
【符号の説明】
12…乗算器、
13…VCXO、
14…分配器、
18…BPF、
19…90°位相器、
20…位相比較器、
21…水晶発振器、
22…ループフィルタ、
30…周波数変換部、
31…CPU、
32…DDS、
33…D/A変換器、
34…乗算器。
Claims (4)
- 衛星からの到来電波から任意のパイロット信号を抽出する信号抽出手段と、この信号抽出手段で抽出されたパイロット信号と局部発振信号とを乗算することにより、パイロット信号の周波数を受信処理用に特定された周波数に変換する周波数変換手段と、この周波数変換手段で得られる周波数と同一周波数の固定発振信号を発生する固定発振手段と、この固定発振手段から出力される固定発振信号と、前記周波数変換手段の出力を90°位相をずらした信号とを位相比較する位相比較手段と、この位相比較手段により得られる差分信号を前記信号抽出手段から抽出されるパイロット信号の位相差を制御するための発振周波数の信号に変換し、前記信号抽出手段に与える信号抽出制御手段とを備えたPLL回路において、
前記周波数変換手段は、別途提供されるパイロット周波数情報に基づいて、前記パイロット信号の周波数を前記固定発振手段から発生される固定発振信号の周波数と同一にするような局部発振信号を生成する周波数変換制御手段と、この周波数変換制御手段から発生される局部発振信号と前記パイロット信号とを乗算することにより、前記パイロット信号の周波数を前記固定発振信号の周波数に変換する乗算手段とを具備してなることを特徴とするPLL回路。 - 前記周波数変換制御手段は、別途提供されるパイロット周波数情報に基づいて、前記パイロット信号の周波数と前記固定発振手段から発生される固定発振信号の周波数との差を演算する演算手段と、この演算手段により演算された差分データに基づいて、前記局部発振信号を発生する局部発振信号発生手段とを有してなることを特徴とする請求項1記載のPLL回路。
- さらに、前記局部発振信号発生手段は、別途提供されるクロック信号に応じた前記局部発振信号を発生することを特徴とする請求項2記載のPLL回路。
- 前記局部発振信号発生手段は、前記演算手段により演算された差分データに基づいて、任意の周波数データを発生するダイレクト・デジタル・シンセサイザと、このダイレクト・デジタル・シンセサイザから発生された周波数データをアナログ信号に変換するデジタル/アナログ変換器とを有してなることを特徴とする請求項2記載のPLL回路。
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1998
- 1998-04-30 JP JP12074298A patent/JP3802229B2/ja not_active Expired - Fee Related
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