JP4459469B2 - Automatic frequency controller - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、無線受信機や無線送受信機などの少なくとも受信を行なう無線機などに用いて好適な自動周波数制御装置に係り、特に、被変調情報信号の搬送波周波数のずれを補償するようにした自動周波数制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
図4は無線機の概略構成を示すブロック図であって、10〜12はミキサ、13は局部周波数発生回路、14は復調器、15は基準発振器、16〜18は増幅器、19は変調器、20〜22は増幅器、23〜25はミキサ、26はサーキュレータ、27はアンテナである。ここでは、無線機として、無線送受信機を示している。
【0003】
同図において、送信時には、局部周波数発生回路13は、基準発振器15の出力信号をもとに、ミキサ23〜25に供給する所定周波数の局部周波数信号を発生する。変調器19から出力される被変調情報信号は、増幅器20で増幅された後、ミキサ23で局部周波数発生回路13からの局部周波数信号と混合されて第1の中間周波数の被変調情報信号に変換され、次いで、増幅器21で増幅されてミキサ24に供給されることにより、同様にして第1の中間周波数よりも高い周波数の第2の中間周波数の被変調情報信号に変換され、最後に、増幅器22で増幅されてミキサ25に供給されることにより、同様にして第2の中間周波数よりも高い規定の無線周波数の被変調情報信号に変換される。この無線周波数の被変調情報信号は、サーキュレータ26を介し、アンテナ27から送信される。
【0004】
また、受信時には、局部周波数発生回路13は、基準発振器15の出力信号をもとに、ミキサ10〜12に供給する所定周波数の局部周波数信号を発生する。アンテナ27から受信された無線周波の被変調情報信号は、サーキュレータ26によって受信系のミキサ10に供給される。このミキサ10では、局部周波数発生回路13から供給される局部周波数信号と混合されて無線周波数よりも低い第3の中間周波数の被変調情報信号に変換される。この第3の中間周波数の被変調情報信号は増幅器16で増幅されてミキサ11に供給され、同様にして第3の中間周波数よりも低い周波数の第4の中間周波数の被変調情報信号に変換され、最後に、増幅器17で増幅されてミキサ12に供給されることにより、同様にして第4の中間周波数よりも低い第5の中間周波数の被変調情報信号に変換される。この第5の中間周波数の被変調情報信号が、増幅器18で増幅された後、復調器14に供給されることにより、情報信号が復調される。
【0005】
なお、図4において、各ミキサ10〜12,23〜24の後段にバンドパスフィルタなどのフィルタを設け、これらミキサ10〜12,23〜24の出力信号から不要信号成分を除去するようにするが、ここでは、かかるフィルタの図示を省略している。
【0006】
ところで、かかる構成の送受信機の受信信号においては、送信側や受信側での局部周波数発生回路での周波数誤差などにより、その搬送周波数にずれが生ずることがある。この搬送周波数のずれは増幅器18から出力される中間周波数の被変調情報信号に現われ、復調器14はこのように搬送周波数ずれがある被変調情報信号を復調することになる。
【0007】
ところで、QPSK(Quarternary Phase Shift Keying)変調方式などの位相変調方式では、周波数のずれが位相のずれとなって現われるため、周波数がずれると、復調器の復調出力のビットエラーレートが劣化し、さらにこのずれ量が大きくなると、復調不能となる。そこで、このような受信信号の搬送周波数のずれを補正するために、無線機の受信系には、自動周波数制御装置が設けられている。
【0008】
図5はその一従来例を示すブロック図であって、13a,13bは局部周波数発生回路、28は自動周波数制御装置、29は周波数ディスクリメータ、30はシンセサイザであり、図4に対応する部分には同一符号を付けて重複する説明を省略する。
【0009】
同図において、ミキサ10,11,12の後段に設けられている増幅器16,17,18(図4)や上記のフィルタは図示を省略している。また、局部周波数発生回路13a,13bは図4での局部周波数発生回路13に含まれるミキサ10,11に夫々関連するものである。また、ミキサ12には、自動周波数制御回路28の出力が局部周波数信号として供給される。
【0010】
自動周波数制御装置28は、復調器14に入力される被変調情報信号を取り込み、周波数ディスクリメータ29によってその搬送周波数のずれ量ΔFを検出し、シンセサイザ30の出力周波数をそのずれ量ΔFだけ変化させるものである。
【0011】
具体的な一数値例を示すと、いま、復調器14で復調する被変調情報信号の正規の搬送周波数(周波数ずれのない搬送周波数)を10.7MHzとし、36GHzの無線搬送周波数の信号を受信するものとする。また、ミキサ10の出力搬送周波数を2GHzとすると、ミキサ11,12により、復調器14の入力信号の搬送周波数が上記の10.7MHzになるものとする。
【0012】
そこで、36GHzの無線搬送周波数の信号を受信するために、局部周波数発生回路13aから34GHzの局部周波数信号がミキサ10に供給され、また、局部周波数発生回路13bからミキサ11に1550MHzの局部周波数信号が、自動周波数制御装置28からミキサ12に439.3MHzの局部周波数信号が夫々供給されることにより、復調器14に10.7MHzの搬送周波数の被変調情報信号が供給されることになる。復調器14では、かかる10.7MHzの中間周波信号をさらに周波数変換し、例えば、搬送周波数が242kHzの低周波信号にして復調を行なう。
【0013】
いま、局部周波数発生回路13aからミキサ10に供給される局部周波数信号に周波数ずれΔFがあると、ミキサ10から出力される中間周波の被変調情報信号にこの周波数ずれ量ΔFが混入し、その搬送周波数は2GHz+ΔFとなる。この周波数ずれ量ΔFはミキサ11,12の出力信号にそのまま残り(局部周波数発生回路13bや自動周波数制御装置28から出力される局部周波数信号に周波数ずれがあれば、それがさらに加算される)、従って、復調器14の入力信号の搬送周波数は10.7MHz+ΔFとなる。
【0014】
そこで、自動周波数制御装置28では、この復調器14の入力信号が取り込まれ、周波数ディスクリメータ29によってその搬送周波数のずれ量ΔFが検出される。そこで、シンセサイザ30では、正規の周波数(=439.3MHz)からこのずれ量ΔFだけ周波数がずれた周波数439.3MHz+ΔFの局部周波数信号が生成され、ミキサ12に供給される。これにより、ミキサ12では、その入力信号の搬送周波数のずれ量ΔFが局部周波数信号の周波数ずれ量ΔFによってキャンセルされ、復調器14には、正規の搬送周波数(=10.7MHz)の被変調情報信号が供給されることになる。
【0015】
シンセサイザ30は、ミキサ12に供給する局部周波数信号の周波数を439.3MHz+ΔFに保持しており、その後、ミキサ12の入力信号の搬送周波数のずれ量がΔFと異なって復調器14に入力される被変調情報信号の搬送周波数が10.7MHzからずれると、自動周波数制御装置28では、周波数ディスクリメータ29がこれを検出し、その検出結果により、ミキサ12から出力されて復調器14に供給される被変調情報信号の搬送周波数が10.7MHzとなるように、シンセサイザ30から出力される局部周波数信号の周波数が変化する。
【0016】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、復調器14には、追尾可能な(復調可能な)周波数範囲(以下、復調搬送周波数許容範囲という)があり、例えば、QPSK方式の同期検波回路の場合、変調周波数の約±1%である。従って、例えば、上記のように、この変調器14が搬送周波数242kHzの低周波信号を復調する場合には、
242kHz×(±0.01)≒±2.4kHz
の範囲を越えると、もはや復調ができなくなる。
【0017】
一方、局部周波数発生回路で生ずる周波数ずれは、その基準発振器の周波数精度とその出力周波数で決まるが、周波数が高い信号を周波数変換するための局部周波数発生回路、図5では、周波数が高い無線周波信号を周波数変換するための局部周波数発生回路13aや送信系での最終段のミキサ25(図4)に局部周波数信号を供給する局部周波数発生回路に発生する周波数ずれが大勢を占めることになる。
【0018】
そこで、局部周波数発生回路13aの基準発振器の周波数精度を±3.0×10-7(%)とすると、36GHzの無線周波信号を2GHzの中間周波信号に変換する場合、この局部周波数発生回路13aが発生する局部周波数信号の周波数は34GHzであるから、最大、
34GHz×(±3.0×10-7)=±10.2kHz
の周波数ずれが生ずることになる。また、同様の周波数ずれが送信機側でも発生しているものとすると、図5でのミキサ12から出力される中間周波信号では、最大、
ΔF=±10.2kHz×2=±20.4kHz
の周波数ずれを含んでいることになる。
【0019】
このため、図5において、自動周波数制御装置28は、ミキサ12の入力信号に±20.4kHzという大きな周波数ずれ量ΔFも、復調器14の復調搬送周波数許容範囲である±2.4kHz内に納めるように動作しなければならない。
【0020】
ところで、図5に示すような従来の自動周波数制御装置28は、アナログ処理によって周波数のずれを補正するものであり、周波数ディスクリメータ29は共振回路によって構成されている。このような共振回路は温度変化の影響を受け易く、このため、上記の自動周波数制御装置28では、周波数制御精度を上記のような±2kHz程度までに抑えることは困難であった。
【0021】
また、無線周波信号をミリ波帯の信号とする移動無線機などでは、電波の指向性が高いため、障害物などによって信号が遮断されてしまうことがある。このようなことが生ずると、周波数ディスクリメータ29への入力が中断し、再入力されるようになっても、その出力が不安定となって安定化するまでの復帰時間が長くなり、この間復調器14の復調が影響されることになる。
【0022】
本発明の目的は、かかる問題を解消し、被変調情報信号の搬送周波数の大きな周波数ずれに対しても、これを精度良く補正することができ、なおかつ、該被変調情報信号の中断後の復帰時間を短縮することができるようにした自動周波数制御装置を提供することにある。
【0023】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、ミキサで入力される被変調情報信号と混合するための局部周波数信号を発生し、ミキサの出力信号を復調器の入力信号とする自動周波数制御装置であって、ミキサの出力信号の搬送波を抽出する搬送波抽出回路と、搬送波抽出回路で抽出された搬送波の周波数をカウントし、搬送波の周波数に応じたカウント値を出力する周波数カウンタと、周波数カウンタから出力されたカウント値から搬送波の周波数ずれ量を検出し、復調器が復調可能な復調搬送周波数許容範囲に応じて予め決められた周波数を越える周波数ずれ量を破棄して、予め決められた周波数を越えない周波数ずれ量に応じた設定値を生成する処理手段と、処理手段で生成された設定値を保持し、処理手段で新たな設定値が生成される毎に、保持する設定値を新たに生成された設定値に更新し、保持した設定値に基づいて、周波数ずれ量だけ規定の周波数からずれた周波数信号を生成し、周波数信号を局部周波数信号としてミキサに供給するシンセサイザとを備えた構成とするものである。
【0024】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面を用いて説明する。
図1は無線機に用いた場合の本発明による自動周波数制御装置の一実施形態の要部を示すブロック図であって、1はこの実施形態の自動周波数制御装置、2は搬送波抽出回路、3は周波数カウンタ、4はCPU(中央処理ユニット)、5はシンセサイザであり、図5に対応する部分には同一符号を付けて重複する説明を省略する。
【0025】
同図において、自動周波数制御装置1は搬送波抽出回路2と周波数カウンタ3とCPU4とシンセサイザ5とから構成されており、復調器14の入力信号(中間周波帯の被変調情報信号)を取り込んで、この入力信号の搬送周波数のずれ量ΔFを含む局部周波数信号をミキサ12に供給する。これにより、ミキサ12から復調器14に供給される中間周波の被変調情報信号の搬送周波数が、復調器14の復調搬送周波数許容範囲内に入るようになる。
【0026】
この周波数制御装置1では、復調器14の入力信号が搬送波抽出回路2に供給され、その搬送波が抽出されて波形整形され、その搬送周波数に等しい周波数のパルス信号が生成される。このパルス信号は周波数カウンタ3に供給され、予め決められた単位時間毎にパルスをカウントする。各単位時間では、パルスのカウントを終わると、そのカウント値FNを保持するとともに、CPU4に割込指令IRを送る。CPU4は、この割込指令IRを受けると、そのとき周波数カウンタ3に保持されているカウント値FNを取り込み、所定の処理を行なうことによって搬送波抽出回路2で抽出された搬送波の周波数のずれ量ΔFを検出し、このずれ量ΔFに応じた設定値NSを生成してシンセサイザ5にセットする。シンセサイザ5は、この設定値NSに基づいて、搬送波抽出回路2で抽出された搬送波の周波数のずれ量ΔFを含む局部周波数信号を生成し、ミキサ12に供給する。
【0027】
このようにして、搬送周波数のずれ量ΔFが周波数カウンタ3とCPU4といったデジタル処理の回路構成でもって検出されるものであるから、その検出精度が周囲温度の変化によって影響されることがなく、このずれ量ΔFが大きなものであっても、搬送周波数を復調器14の復調周波数許容範囲内に精度良く補正することができるようになる。
【0028】
また、受信信号が障害物などによって中断することがあっても、その中断期間、シンセサイザ5では、セットされた設定値NSがそのまま保持され、このため、シンセサイザ5からミキサ12に供給される局部周波数信号は、その周波数がこの設定値NSに応じた値にそのまま維持されることになる。従って、この中断期間が終わったときの周波数制御が速やかに復帰することになる。
【0029】
以下では、各ミキサ10,11,12の出力信号の搬送周波数は図5に示したものと同様とし、また、復調器14の復調搬送周波数許容範囲を±1kHzとして説明する。
【0030】
図2は図1におけるシンセサイザ5の一具体例を示すブロック図であって、40は基準発振器、41は位相比較器、42はLPF(ローパスフィルタ)、43,44はVCO(電圧制御発振器)、45は増幅器、46はミキサ、47はLPF、48は増幅器、49は位相比較器、50はDDS(Direct Digital Synthesizer)、51はLPF、52は増幅器である。
【0031】
同図において、VCO43と位相比較器41とLPF42とはPLL(Phase Locked Loop)を構成しており、安定した発信周波数の基準発振器40の出力をもとに、VCO43から439.5MHzの安定した周波数の周波数信号を発生している。なお、VCO43の出力信号は適宜分周されて位相比較器41に供給されるが、この分周器は図示していない。
【0032】
また、VCO44は中心周波数が439.3MHzであって、このVCO44の出力信号が、増幅器45で増幅された後、ミキサ46でVCO43からの周波数が439.5MHzの周波数信号と混合される。このミキサ46の出力信号はLPF47を通され、不要成分が除去される。このLPF47の出力信号の周波数f0は、VCO44の出力周波数の上記中心周波数からのずれ量をΔF’とすると、
f0=439.5MHz±n×(439.3MHz+ΔF’)
但し、nは正整数であって、符号は、f0>439.5MHzとするときには、+とし、f0<439.5MHzとするときには、−とする従って、f0<439.5MHzとして、n=1とすると、VCO43,44の出力信号の周波数差の周波数f0の信号、即ち、
f0=439.5MHz−(439.3MHz+ΔF’)
=200kHz−ΔF’
なる信号が得られる。かかるLPF47の出力信号は、増幅器48で増幅された後、位相比較器49に供給される。
【0033】
一方、搬送波抽出回路2(図1)で抽出される搬送波の周波数ずれ量をΔFとすると、CPU4(図1)は、このずれ量ΔFを検出することにより、設定値NSを200kHz−ΔFとしてDDS50にセットする。これにより、DDS50は200kHz−ΔFの周波数の信号を出力する。なお、DDS50は正弦波形をデジタルデータとして格納しており、この波形をセットされる設定値NSに応じた速度で繰り返し読み出すことにより、この設定値NSに応じた周波数の信号を発生するものであり、この信号はデジタル/アナログ変換器でアナログ波形に変換されて出力される。
【0034】
増幅器48の出力信号とDDS50の出力信号とは位相比較器49で比較され、これら信号の周波数差(ΔF−ΔF’)に応じたレベルの電圧が出力される。この出力電圧は、LPF51で不要成分が除去された後、周波数制御電圧としてVCO44に供給される。これにより、VCO44では、発信周波数が上記の周波数差(ΔF−ΔF’)だけ変化するように制御され、従って、VCO44からは、 439.3MHz+ΔF’+(ΔF−ΔF’)=439.3MHz+ΔF
の周波数の信号が出力されるようになる。VCO44のこの出力信号が、増幅器52で増幅された後、局部周波数信号としてミキサ12(図1)に供給される。
【0035】
次に、図3により、CPU4(図1)の動作の一具体例について説明する。
【0036】
同図において、受信動作の開始指令とともに、DDS50(図2)に200kHz+ΔFBFRを設定値NSとしてセットするのであるが、この動作開始時での初期値として、この設定ずれ量ΔFBFRを予め決められた値(ここでは、0kHzとする)とする(ステップ100)。この設定ずれ量ΔFBFRは、このときの搬送波抽出回路2で抽出される搬送周波数に存在する周波数ずれ量と推定したものであって、ここでは、動作開始時であるので、周波数ずれはないものと仮定して、ΔFBFR=0とするものである。また、この設定ずれ量ΔFBFRはCPU4に保持される。そして、ずれ量の検出回数を示す変数NをN=0として、周波数カウンタ3からの割込指令IRを待つ(ステップ101)。
【0037】
受信が開始して周波数カウンタ3がカウントを開始し(なお、受信開始直後では、受信信号が安定していない場合もあるので、受信開始してから所定時間経過後に周波数カウンタ3がカウントを開始するようにしてもよい)、上記単位時間(例えば、100ミリ秒)のカウント値FNを保持して割込指令IRを出力するが、この割込指令IRがあると(ステップ102)、このカウント値FNを取り込み(ステップ103)、これと復調器14に入力される中間周波の被変調情報信号の正規の搬送周波数(即ち、周波数ずれΔFが0のときの周波数)である10.7MHzとの周波数差、即ち、ずれ量を、
ΔFN=FN−10.7MHz
として抽出する(ステップ104)。そして、このずれ量の絶対値│ΔFN と予め決められた周波数22.5kHzと比較し(ステップ105)、
│ΔFN >22.5kHz
であるときには、このとき得られたずれ量ΔFNを破棄し、再びステップ102からの動作を繰り返す。従って、受信が中断した場合のように、ずれ量の絶対値
ΔFN が大きく変化したときには、かかるずれ量は破棄されることになる。また、
│ΔFN ≦22.5kHz
のときには、このずれ量ΔFNを採用し、変数NをN+1としてずれ量の検出回数が1回増えたことを示すようにする(ステップ106)。そして、この変数Nと予め決められた値、例えば、11とを比較し(ステップ107)、N<11のときには、ステップ102からの動作を繰り返すが、N=11となると(即ち、採用するずれ量ΔFNが10個になると)、ステップ108に進む。
【0038】
なお、ステップ105で用いられる周波数22.5kHzは、先に説明した受信信号に生ずるものと考えられる搬送周波数の最大ずれ量よりも若干大きい値であって、これ以上のずれ量は意味がないものとして破棄する。また、図1におけるミキサ10,11,12の後段に設けられるバンドパスフィルタや搬送波抽出回路2は、このような最大ずれ量まで周波数ずれした中間周波の被変調情報信号を通過させる通過帯域が設定されており、このため、この最大ずれ量を越える周波数ずれの信号までも通過させることになり、このような信号をステップ105で除くようにしている。
【0039】
以上のようにして、10個のずれ量ΔFNが得られると、これらを平均化し、その平均値を搬送波抽出回路2で抽出した搬送波の搬送周波数のずれ量ΔFとする(ステップ108)。そして、このずれ量ΔFが復調器14に供給する被変調情報信号の搬送周波数に対し、上記の復調周波数許容範囲(復調器が追尾可能な搬送周波数の約1%の範囲)よりも狭い目標周波数範囲(ここでは、1kHzとする)を設定し、この範囲内にあるかどうか(即ち、│ΔF│≦1kHzかどうか)を判定し(ステップ109)、その範囲内にあれば、ステップ101に戻り、周波数カウンタ3からの割込指令IRを待って新たな単位期間の上記の動作を始めるようにし、この場合、シンセサイザ5のDDS50にセットされている設定値NSをそのままとする。即ち、このときには、復調器14は良好な復調動作を行なっているから、シンセサイザ5から出力される局部周波数信号の周波数を変化させない。
【0040】
また、│ΔF│>1kHzである場合には(ステップ109)、シンセサイザ5からの局部周波数信号の周波数を上記のずれ量ΔFだけずらすようにするために、DDS50での設定ずれ量ΔFBFRを(ΔFBFR+ΔF)とするのであるが、その前に、│ΔFBFR+ΔF >22.5kHzであるかどうか判定する(ステップ110)。この22.5kHzはステップ105でのものと同様であるが、
│ΔFBFR+ΔF >22.5kHz
の場合には、設定ずれ量(ΔFBFR+ΔF)が復調器14に入力される中間周波の被変調情報信号の搬送周波数のずれ量を±22.5kHzの範囲からはずすようにするものであるから、このようなずれ量ΔFは破棄する。このようなことはΔFBFR≠0であって、外乱などにより、ステップ105の条件は満たさないような搬送周波数の乱れが発生したときに生ずる。
【0041】
│ΔFBFR+ΔF ≦22.5kHzのときには、設定ずれ量ΔFBFRを新たに(ΔFBFR+ΔF)とし(ステップ111)、新たな設定値NS、
200kHz−(ΔFBFR+ΔF)
をシンセサイザ5のDDS50にセットする。そして、ステップ101に戻り、次のずれ量ΔFの検出動作に移る。
【0042】
このようにして、受信信号が中断しても、その中断期間、その直前にDDS50にセットされた設定値NSがそのまま保持されているので、シンセサイザ5から出力される局部周波数信号の周波数が乱れることがなく、この中断期間が終わると、そのまま安定した周波数の局部周波数信号がミキサ12に供給されることになる。
【0043】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、被変調情報信号の搬送周波数の大きな周波数ずれに対しても、温度変化などの環境の変化によって影響されることなく、これを精度良く補正することができ、また、被変調情報信号が中断しても、その間もミキサでの局部周波数信号の周波数を安定に保持することができるから、かかる中断の終了後の復帰時間を大幅に短縮することができる
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による無線機の一実施形態の要部を示すブロック図である。
【図2】図1におけるシンセサイザの一具体例を示すブロック図である。
【図3】図1におけるCPUの動作の一具体例を示すフローチャートである。
【図4】無線機の概略構成を示すブロック図である。
【図5】無線機での自動周波数制御装置の一従来例の要部を示すブロック図である。
【符号の説明】
1 自動周波数制御装置
2 搬送波抽出回路
3 周波数カウンタ
4 CPU
5 シンセサイザ
10〜12 ミキサ
15 復調器
17a,17b 局部周波数発生回路[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an automatic frequency control apparatus suitable for use in at least a radio device such as a radio receiver and a radio transceiver, and more particularly to an automatic frequency controller that compensates for a deviation in the carrier frequency of a modulated information signal. The present invention relates to a frequency control device.
[0002]
[Prior art]
FIG. 4 is a block diagram showing a schematic configuration of the radio, wherein 10 to 12 are mixers, 13 is a local frequency generation circuit, 14 is a demodulator, 15 is a reference oscillator, 16 to 18 is an amplifier, 19 is a modulator, 20 to 22 are amplifiers, 23 to 25 are mixers, 26 is a circulator, and 27 is an antenna. Here, a wireless transceiver is shown as the wireless device.
[0003]
In the figure, at the time of transmission, the local
[0004]
At the time of reception, the local
[0005]
In FIG. 4, a filter such as a band-pass filter is provided at the subsequent stage of each mixer 10-12, 23-24, and unnecessary signal components are removed from the output signals of these mixers 10-12, 23-24. Here, illustration of such a filter is omitted.
[0006]
By the way, in the reception signal of the transceiver having such a configuration, the carrier frequency may be shifted due to a frequency error in a local frequency generation circuit on the transmission side or the reception side. This shift in the carrier frequency appears in the intermediate frequency modulated information signal output from the
[0007]
By the way, in a phase modulation method such as a QPSK (Quarternary Phase Shift Keying) modulation method, a frequency shift appears as a phase shift. Therefore, if the frequency shifts, the bit error rate of the demodulated output of the demodulator deteriorates. When this deviation amount increases, demodulation becomes impossible. Therefore, in order to correct such a shift in the carrier frequency of the received signal, an automatic frequency control device is provided in the receiving system of the wireless device.
[0008]
FIG. 5 is a block diagram showing a conventional example, in which 13a and 13b are local frequency generation circuits, 28 is an automatic frequency control device, 29 is a frequency discriminator, and 30 is a synthesizer. Are given the same reference numerals and redundant description is omitted.
[0009]
In the figure, the
[0010]
The automatic
[0011]
As a specific numerical example, it is assumed that the normal carrier frequency (carrier frequency without frequency deviation) of the modulated information signal demodulated by the
[0012]
Therefore, in order to receive a signal with a radio carrier frequency of 36 GHz, a local frequency signal of 34 GHz is supplied from the local
[0013]
Now, if there is a frequency shift ΔF in the local frequency signal supplied from the local
[0014]
Therefore, in the automatic
[0015]
The
[0016]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, the
242 kHz × (± 0.01) ≈ ± 2.4 kHz
If the range is exceeded, demodulation is no longer possible.
[0017]
On the other hand, the frequency deviation generated in the local frequency generation circuit is determined by the frequency accuracy of the reference oscillator and the output frequency. The local frequency generation circuit for frequency conversion of a high frequency signal, in FIG. The frequency shift generated in the local
[0018]
Therefore, assuming that the frequency accuracy of the reference oscillator of the local
34 GHz × (± 3.0 × 10 −7 ) = ± 10.2 kHz
This will cause a frequency shift of. Assuming that the same frequency deviation occurs on the transmitter side, the intermediate frequency signal output from the
ΔF = ± 10.2kHz × 2 = ± 20.4kHz
That is, the frequency deviation is included.
[0019]
For this reason, in FIG. 5, the automatic
[0020]
Incidentally, a conventional automatic
[0021]
Also, in mobile radios that use radio frequency signals as millimeter wave band signals, the radio waves are highly directional, and the signals may be blocked by obstacles or the like. If this happens, even if the input to the
[0022]
An object of the present invention is to solve such a problem, and can accurately correct even a large frequency shift of the carrier frequency of the modulated information signal, and return the modulated information signal after the interruption. An object of the present invention is to provide an automatic frequency control device capable of shortening the time.
[0023]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention is an automatic frequency control device that generates a local frequency signal to be mixed with a modulated information signal input by a mixer and uses the output signal of the mixer as an input signal of a demodulator. A carrier extraction circuit for extracting the carrier wave of the output signal of the mixer, a frequency counter for counting the frequency of the carrier wave extracted by the carrier wave extraction circuit, and outputting a count value corresponding to the frequency of the carrier wave, and outputting from the frequency counter The frequency deviation amount of the carrier wave is detected from the counted value, and the frequency deviation amount exceeding the predetermined frequency is discarded according to the demodulation carrier frequency allowable range that can be demodulated by the demodulator, and the predetermined frequency is exceeded. processing means for generating a set value corresponding to no frequency shift amount, holds the set value generated by the processing means, every time a new set value in the processing means is generated The setting value holding updated to the newly generated set values, based on the held setting value, to generate a frequency shifted signal from the frequency defined by the frequency shift amount supplied to a mixer a frequency signal as the local frequency signal It is set as the structure provided with the synthesizer which performs.
[0024]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a block diagram showing a main part of an embodiment of an automatic frequency control device according to the present invention when used in a radio. 1 is an automatic frequency control device of this embodiment, 2 is a carrier wave extraction circuit, 3 Is a frequency counter, 4 is a CPU (central processing unit), and 5 is a synthesizer, and the same reference numerals are given to portions corresponding to those in FIG.
[0025]
In the figure, an automatic
[0026]
In this
[0027]
In this way, since the carrier frequency deviation amount ΔF is detected by the digital processing circuit configuration such as the
[0028]
Further, even if the received signal is interrupted by an obstacle, the interruption period, the
[0029]
In the following description, it is assumed that the carrier frequencies of the output signals of the
[0030]
FIG. 2 is a block diagram showing a specific example of the
[0031]
In the figure, a
[0032]
The
f 0 = 439.5 MHz ± n × (439.3 MHz + ΔF ′)
However, n is a positive integer, and the sign is + when f 0 > 439.5 MHz, and is negative when f 0 <439.5 MHz, so that f 0 <439.5 MHz, n = 1, the signal of the frequency f 0 of the frequency difference between the output signals of the
f 0 = 439.5 MHz− (439.3 MHz + ΔF ′)
= 200kHz-ΔF '
Is obtained. The output signal of the
[0033]
On the other hand, when the frequency shift amount of the carrier extracted by the carrier wave extraction circuit 2 (FIG. 1) and [Delta] F, CPU 4 (FIG. 1) is, by detecting the shift amount [Delta] F, the set value N S as 200kHz-[Delta] F Set to DDS50. As a result, the
[0034]
The output signal of the
The signal of the frequency of will come out. This output signal of the
[0035]
Next, a specific example of the operation of the CPU 4 (FIG. 1) will be described with reference to FIG.
[0036]
In the figure, together with the start instruction reception operation,
[0037]
Reception starts and the
ΔF N = F N -10.7MHz
(Step 104). Then, compared with the amount of deviation of the absolute value │DerutaF N with a predetermined frequency 22.5 kHz (step 105),
│ΔF N > 22.5 kHz
When it discards the time obtained shift amount [Delta] F N, repeats the operation from
│ΔF N ≦ 22.5kHz
When adopts the shift amount [Delta] F N, the number of times of detection of the shift amount of the variable N as N + 1 is to indicate that the increased once (step 106). Then, the variable N is compared with a predetermined value, for example, 11 (step 107). When N <11, the operation from
[0038]
The frequency 22.5kHz used in
[0039]
As described above, the ten shift amount [Delta] F N is obtained, they were averaged, and the deviation amount [Delta] F of the carrier frequency of the carrier wave to extract the average value with a carrier wave extraction circuit 2 (step 108). Then, a target frequency in which the deviation amount ΔF is narrower than the allowable demodulation frequency range (about 1% of the carrier frequency that can be tracked by the demodulator) with respect to the carrier frequency of the modulated information signal supplied to the
[0040]
If | ΔF |> 1 kHz (step 109), in order to shift the frequency of the local frequency signal from the
│ΔF BFR + ΔF> 22.5 kHz
In this case, the set deviation amount (ΔF BFR + ΔF) is to remove the deviation amount of the carrier frequency of the intermediate frequency modulated information signal input to the demodulator 14 from the range of ± 22.5 kHz. The deviation amount ΔF is discarded. This occurs when ΔF BFR ≠ 0 and a disturbance of the carrier frequency that does not satisfy the condition of
[0041]
When │ΔF BFR + ΔF ≦ 22.5 kHz, the set deviation amount ΔF BFR is newly set to (ΔF BFR + ΔF) (step 111), and the new set value N S ,
200kHz- (ΔF BFR + ΔF)
Is set in the
[0042]
In this way, even if the received signal is interrupted, the interruption period, because the set value N S set in DDS50 immediately before is held as it is, disturbed frequency of the local frequency signal outputted from the
[0043]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, even a large frequency shift of the carrier frequency of the modulated information signal can be accurately corrected without being affected by environmental changes such as temperature changes. In addition, even if the modulated information signal is interrupted, the frequency of the local frequency signal in the mixer can be kept stable during that time, so that the recovery time after the end of the interruption can be greatly shortened. [Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a main part of an embodiment of a radio according to the present invention.
FIG. 2 is a block diagram showing a specific example of the synthesizer in FIG.
FIG. 3 is a flowchart showing a specific example of the operation of the CPU in FIG. 1;
FIG. 4 is a block diagram showing a schematic configuration of a wireless device.
FIG. 5 is a block diagram showing a main part of a conventional example of an automatic frequency control device in a radio.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
5 synthesizer 10-12
Claims (1)
該ミキサの出力信号の搬送波を抽出する搬送波抽出回路と、
該搬送波抽出回路で抽出された該搬送波の周波数をカウントし、該搬送波の周波数に応じたカウント値を出力する周波数カウンタと、
該周波数カウンタから出力されたカウント値から該搬送波の周波数ずれ量を検出し、該復調器が復調可能な復調搬送周波数許容範囲に応じて予め決められた周波数を越える該周波数ずれ量を除いた複数の該周波数ずれ量を平均化し、該平均化された周波数ずれ量が目標周波数範囲を越えた場合、該平均化された周波数ずれ量に応じた設定値を生成する処理手段と、
該処理手段で生成された該設定値を保持し、該処理手段で新たな該設定値が生成される毎に、保持する設定値を新たに生成された該設定値に更新し、保持した該設定値に基づいて、該周波数ずれ量だけ規定の周波数からずれた周波数信号を生成し、該周波数信号を該局部周波数信号として該ミキサに供給するシンセサイザと
を備えたことを特徴とする自動周波数制御装置。An automatic frequency control device for generating a local frequency signal to be mixed with a modulated information signal input by a mixer, and using an output signal of the mixer as an input signal of a demodulator,
A carrier extraction circuit for extracting the carrier of the output signal of the mixer;
A frequency counter that counts the frequency of the carrier extracted by the carrier extraction circuit and outputs a count value corresponding to the frequency of the carrier;
A plurality of frequency deviations that detect a frequency deviation amount of the carrier wave from the count value output from the frequency counter and exclude the frequency deviation amount that exceeds a predetermined frequency according to a demodulation carrier frequency allowable range that can be demodulated by the demodulator Processing means for generating a set value according to the averaged frequency deviation amount when the averaged frequency deviation amount exceeds the target frequency range ,
The setting value generated by the processing unit is held, and each time a new setting value is generated by the processing unit, the setting value to be held is updated to the newly generated setting value, and the held setting value is updated. based on the set value, to generate a frequency shifted signal from the frequency defined by the frequency shift amount, an automatic frequency control, characterized in that a synthesizer is supplied to the mixer the frequency signal as該局unit frequency signals apparatus.
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