JP5238980B2 - Synchronous oscillator that can establish and maintain synchronization instantaneously - Google Patents

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  • Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)
  • Synchronisation In Digital Transmission Systems (AREA)

Description

この発明は、瞬時に同期を確立し、かつ比較的に長時間同期を保持しあるいは維持できる同期発振器に関するものである。
The present invention relates to a synchronous oscillator that can establish synchronization instantaneously and can maintain or maintain synchronization for a relatively long time.

従来から、同期を確立しかつ保持できる同期発振器が提案されている。(例えば、特許文献1から3参照)
特開2008−278479号 特開2009−100061号 特開2009−210372号
Conventionally, synchronous oscillators that can establish and maintain synchronization have been proposed. (For example, see Patent Documents 1 to 3)
JP 2008-278479 A JP 2009-100061 JP 2009-210372 A

図7は、特許文献1に示す、従来の「デジタルシンセサイザ」の実施例である。図7において、10はデジタルシンセサイザ、11はデジタル位相比較器、12は数値制御発振器(NCO)、13は分周器、14は入力端子、15は出力端子である。
数値制御発振器12はデジタル位相比較器11から出力される制御信号に応じて発振周波数が変化し、その同期出力信号が分周器13によってN分周され、位相比較器11の一方の端子に入力される。
FIG. 7 shows an example of a conventional “digital synthesizer” disclosed in Patent Document 1. In FIG. 7, 10 is a digital synthesizer, 11 is a digital phase comparator, 12 is a numerically controlled oscillator (NCO), 13 is a frequency divider, 14 is an input terminal, and 15 is an output terminal.
The numerically controlled oscillator 12 changes its oscillation frequency according to the control signal output from the digital phase comparator 11, and the synchronous output signal is divided by N by the frequency divider 13 and input to one terminal of the phase comparator 11. Is done.

外部からの同期入力信号が入力端子14に加えられると、前記位相比較器11によって分周器13の出力信号と位相が比較され、両者間の位相差に応じて制御信号が変化し、前記制御信号に応じて、前記数値制御発振器12の発振周波数を制御する。   When a synchronization input signal from the outside is applied to the input terminal 14, the phase comparator 11 compares the phase with the output signal of the frequency divider 13, and the control signal changes in accordance with the phase difference between the two. The oscillation frequency of the numerically controlled oscillator 12 is controlled according to the signal.

前記数値制御発振器12の発振周波数が前記同期入力信号の周波数より高い場合には、前記数値制御発振器12の発振周波数を下げるように働き、逆の場合には発振周波数を高めるように働き、前記数値制御発振器12の発振周波数が前記同期入力信号の周波数が等しい場合に同期を確立し、前記制御信号をホールドして同期を維持して、前記数値制御発振器12から出力される同期出力信号が、接続端子14を介して外部に出力される。   When the oscillation frequency of the numerically controlled oscillator 12 is higher than the frequency of the synchronous input signal, the numerically controlled oscillator 12 functions to lower the oscillation frequency, and vice versa. When the oscillation frequency of the controlled oscillator 12 is equal to the frequency of the synchronization input signal, synchronization is established, the control signal is held to maintain synchronization, and the synchronization output signal output from the numerically controlled oscillator 12 is connected It is output to the outside through the terminal 14.

前記の従来の技術では、前記位相比較器11によって位相を比較しているため、同期の確立までに時間を要し、同期を確立した時点での前記数値制御発振器12から出力される同期出力信号と前記同期入力信号との間の残留位相誤差もしくは同期確立誤差が存在し、前記残留位相誤差が不安定となるなどの問題点がある。   In the conventional technique, since the phase is compared by the phase comparator 11, it takes time to establish synchronization, and the synchronization output signal output from the numerically controlled oscillator 12 at the time when synchronization is established. There is a problem that there is a residual phase error or synchronization establishment error between the signal and the synchronization input signal, and the residual phase error becomes unstable.

特許文献2に記載されている従来の「相対距離測定機能を有するユビキタスモバイルネットワーク」では、(請求項1)において「同期発振器」を設けることが述べられているが、具体的な構成についての記述がされていない問題点がある。   In the conventional “ubiquitous mobile network having a relative distance measurement function” described in Patent Document 2, it is described in (Claim 1) that a “synchronous oscillator” is provided. There is a problem that has not been.

特許文献3に記載されている従来の「距離測定装置」では、前記の特許文献1に記載されている「デジタルシンセサイザ」が適用されており、特許文献1と同様な問題点がある。
In the conventional “distance measuring device” described in Patent Document 3, the “digital synthesizer” described in Patent Document 1 is applied, and there is a problem similar to that of Patent Document 1.

この発明は、従来の位相同期発振器(PLL)、もしくは注入同期発振器では、同期入力信号の入力が休止しあるいは停止している期間が存在すると、同期を保持できない問題点を解決するためになされたものであり、同期入力信号と瞬時に同期を確立し、同期入力信号が休止しあるいは停止した場合でも、高精度で安定に同期を保持できる同期発振器を提供することを目的とする。
The present invention has been made to solve the problem that the conventional phase-locked oscillator (PLL) or injection-locked oscillator cannot maintain synchronization when there is a period in which the input of the synchronous input signal is paused or stopped. Therefore, an object of the present invention is to provide a synchronous oscillator that can establish synchronization with a synchronization input signal instantaneously and can maintain synchronization with high accuracy and stability even when the synchronization input signal is paused or stopped.

この発明に係わる「瞬時に同期を確立しかつ保持できる同期発振器」では、図1に示すように、受信機7によって同期入力信号が復調され、帯域通過フイルタ25によって不要な雑音が除去された後、ゼロ交差検出器26によってデジタル信号に変換される。一方、周波数安定度の高い基準発振器21によって生成されるクロック信号を、直接サンプリング信号とし、あるいは位相同期発振器23によって周波数の高いサンプリング信号に変換し、前記サンプリング信号を用いて、前記デジタル信号をサンプリングし、前記同期入力信号の立上り点、立下り点、もしくはゼロ交差点のタイミングを検出する。   In the “synchronous oscillator capable of instantaneously establishing and maintaining synchronization” according to the present invention, the synchronous input signal is demodulated by the receiver 7 and unnecessary noise is removed by the band-pass filter 25 as shown in FIG. And converted to a digital signal by the zero crossing detector 26. On the other hand, the clock signal generated by the reference oscillator 21 having high frequency stability is directly used as a sampling signal or converted to a sampling signal having a high frequency by the phase-locked oscillator 23, and the digital signal is sampled using the sampling signal. Then, the timing of the rising point, falling point, or zero crossing of the synchronous input signal is detected.

前記検出したタイミングで、前記基準発振器21の出力信号を直接もしくは周波数を変換してクロック信号とし、あるいは位相同期発振器もしくは逓倍器によって高い周波数に変換してクロック信号とし、前記クロック信号によって駆動されるセットもしくはリセット付きのカウンタ22を、セットしあるいはリセットすることで、前記セットもしくはリセット付きのカウンタが、前記同期入力信号と瞬時に同期を確立し、前記同期入力信号が休止しあるいは停止した後も比較的に長時間、高精度な同期を保持しあるいは維持できることによって、前記同期発振器を安価に実現できる。なお、図1に示すように無線回線によって接続することは必須条件ではなく、有線回線によって接続しても同様な効果が得られる。
At the detected timing, the output signal of the reference oscillator 21 is directly or frequency-converted into a clock signal, or converted to a high frequency by a phase-locked oscillator or multiplier to be a clock signal, and driven by the clock signal. By setting or resetting the counter 22 with set or reset, the counter with set or reset establishes synchronization with the synchronization input signal instantaneously, and after the synchronization input signal pauses or stops. Since the highly accurate synchronization can be maintained or maintained for a relatively long time, the synchronous oscillator can be realized at low cost. In addition, as shown in FIG. 1, it is not indispensable to connect by a wireless line, and the same effect is acquired even if it connects by a wired line.

従来の同期が保持できる同期発振器では、デジタル化された位相比較器が採用されているが、その出力信号はアナログ信号であり、前記アナログ信号をアナログデジタル変換器でデジタル信号に変換して制御信号とし、前記制御信号によって数値制御発振器(NCO)のレジスタの設定値を、加算もしくは減算して周波数を制御しているため、短時間に同期を確立することが難しく、しかも同期確立精度も低いことから、同期入力信号が休止しあるいは停止した場合に、同期状態を安定にかつ高精度で保持することが難しい問題点があった。   In a conventional synchronous oscillator that can maintain synchronization, a digitized phase comparator is adopted, but its output signal is an analog signal, and the analog signal is converted into a digital signal by an analog-to-digital converter. Since the frequency is controlled by adding or subtracting the set value of the register of the numerically controlled oscillator (NCO) by the control signal, it is difficult to establish synchronization in a short time and the synchronization establishment accuracy is low. Therefore, there is a problem that it is difficult to maintain the synchronization state stably and with high accuracy when the synchronization input signal is paused or stopped.

これに対して本発明の同期発振器では、同期入力信号の立上り点、立下り点、もしくはゼロ交差点のタイミングで、セットもしくはリセット付きのカウンタをセットしあるいはリセットすることで、前記セットもしくはリセット付きのカウンタが、瞬時に同期を確立でき、しかも同期入力信号が休止しあるいは停止した場合にも、同期状態を安定にかつ高精度で保持できる他、回路を集積回路内に、安価に構成できるメリットが得られる。
On the other hand, in the synchronous oscillator of the present invention, the set or reset counter is set or reset at the rising point, falling point, or zero crossing timing of the synchronous input signal. The counter can establish synchronization instantaneously, and even when the synchronization input signal is paused or stopped, the synchronization state can be maintained stably and with high accuracy, and the circuit can be configured in an integrated circuit at low cost. can get.

この発明に係わる同期発振器は、図1および請求項1に本発明の第1の実施の形態を示すように、無線回線もしくは有線回線を通じて伝送される同期入力信号と瞬時に同期を確立し、かつ比較的に長時間同期を保持するための同期発振器10において、前記同期発振器10が、少なくとも、発振周波数が高安定である基準発振器21と、前記基準発振器21の出力信号を直接もしくは周波数を変換してサンプリング信号とし、同期入力信号の立上り点、立下り点、もしくはゼロ交差点のタイミングを検出するための同期検出手段24と、前記基準発振器21の出力信号を直接もしくは周波数を変換してクロック信号とし、前記クロック信号によって駆動されるセットもしくはリセット付きのカウンタもしくは数値制御発振器22とから構成され、   The synchronous oscillator according to the present invention, as shown in FIG. 1 and claim 1 of the first embodiment of the present invention, instantaneously establishes synchronization with a synchronous input signal transmitted through a wireless line or a wired line, and In the synchronous oscillator 10 for maintaining synchronization for a relatively long time, the synchronous oscillator 10 converts at least the reference oscillator 21 whose oscillation frequency is highly stable and the output signal of the reference oscillator 21 directly or the frequency. The sampling signal is used as a sampling signal, and the synchronization detection means 24 for detecting the timing of the rising point, falling point, or zero crossing of the synchronizing input signal, and the output signal of the reference oscillator 21 are directly or frequency converted into a clock signal. And a counter or numerically controlled oscillator 22 with a set or reset driven by the clock signal. ,

前記同期検出手段24が、検出したタイミングにおいて、前記カウンタもしくは数値制御発振器をセットしあるいはリセットして瞬時に同期を確立し、前記セットもしくはリセット付きのカウンタもしくは数値制御発振器が、前記同期入力信号が休止しあるいは停止している間も、高精度で比較的に長時間同期を保持しあるいは維持できる。   At the timing detected by the synchronization detection means 24, the counter or numerically controlled oscillator is set or reset to establish synchronization instantaneously, and the counter or numerically controlled oscillator with set or reset is connected to the synchronization input signal. It is possible to maintain or maintain the synchronization for a relatively long period of time with high accuracy even during the pause or stop.

また、図3および請求項2に示すように、前記同期入力信号に同期確立誤差関数を付与するために、前記同期入力信号の立上り点、立下り点、もしくはゼロ交差点のタイミングを検出するために用いるサンプリング信号の位相を、複数組の移相手段52a〜52nを設けて異なった位相にシフトさせ、前記位相をシフトさせた複数組のサンプリング信号を、切替制御手段53によって順次にあるいは周期的に切替えて出力する。   Further, as shown in FIG. 3 and claim 2, in order to add a synchronization establishment error function to the synchronization input signal, to detect the timing of the rising point, falling point, or zero crossing point of the synchronization input signal The phase of the sampling signal to be used is shifted to a different phase by providing a plurality of sets of phase shift means 52 a to 52 n, and the plurality of sets of sampling signals whose phases are shifted are sequentially or periodically by the switching control means 53. Switch to output.

また、請求項3に示すように、前記同期入力信号に同期確立誤差関数を付与するために、前記同期入力信号の位相を、複数組の移相手段52a〜52nを設けて異なった位相にシフトさせ、前記位相をシフトさせた複数組の同期入力信号を、切替制御手段53によって順次にあるいは周期的に切替えて出力する。   According to another aspect of the present invention, in order to give a synchronization establishment error function to the synchronization input signal, the phase of the synchronization input signal is shifted to a different phase by providing a plurality of sets of phase shift means 52a to 52n. Then, a plurality of sets of synchronous input signals whose phases are shifted are sequentially or periodically switched and output by the switching control means 53.

また、図4および請求項4に示すように、前記同期入力信号に同期確立誤差関数を付与するために、同期入力信号発生装置1側と同期発振器10側とを無線回線で接続し、前記同期入力信号発生装置1側、同期発振器10側、もしくはこれらの両方に、複数のアンテナ又は送受波器6a、6bを設け、アンテナ切替器61によって、順次にあるいは周期的に切替えて出力する。   Further, as shown in FIGS. 4 and 4, in order to give a synchronization establishment error function to the synchronization input signal, the synchronization input signal generator 1 side and the synchronization oscillator 10 side are connected by a wireless line, and the synchronization A plurality of antennas or transducers 6a and 6b are provided on the input signal generator 1 side, the synchronous oscillator 10 side, or both, and the antenna switch 61 sequentially or periodically switches the output.

また、図5および請求項5に示すように、前記同期確立誤差関数を付与するのに対応して、複数組のセットもしくはリセット付きカウンタもしくは数値制御発振器72a〜72nを設け、前記同期入力信号が入力される間は、前記同期確立誤差関数を付与する側の切替制御手段53もしくはアンテナ切替器61を切替えるタイミングに合わせて、前記複数組のカウンタもしくは数値制御発振器72a〜72nを切替え、前記複数組のカウンタもしくは数値制御発振器を順次にあるいは周期的にセットしあるいはリセットして瞬時に同期を確立し、前記同期入力信号が休止しあるいは停止している間は、前記複数組のカウンタもしくは数値制御発振器72a〜72nの動作を継続して比較的に長時間同期を保持しあるいは維持し、前記複数組のカウンタ72a〜72nの出力信号を順次にあるいは周期的に切替えて出力する。   Further, as shown in FIG. 5 and claim 5, in correspondence with the provision of the synchronization establishment error function, a plurality of sets or counters with resets or numerically controlled oscillators 72 a to 72 n are provided, and the synchronization input signal is During the input, the plural sets of counters or numerically controlled oscillators 72a to 72n are switched in accordance with the timing of switching the switching control means 53 or the antenna switch 61 on the side to which the synchronization establishment error function is applied, and the plural sets The counters or numerically controlled oscillators are sequentially or periodically set or reset to establish synchronization instantaneously, and the plurality of sets of counters or numerically controlled oscillators remain while the synchronous input signal is paused or stopped. The operations of 72a to 72n are continued to maintain or maintain synchronization for a relatively long time, Sequentially or periodically switched to output the output signal of the counter 72A~72n.

また、請求項6に示すように、前記位相シフトの合計が、前記サンプリング信号の1周期の長さ以上であるものとする。
また、請求項7に示すように、前記同期発振器10に入力される同期入力信号、前記同期発振器10から出力される同期出力信号、あるいはこれらの両方を、伝達位相誤差、中心周波数偏差、群遅延歪み、もしくはこれらの組合せが少ないかあるいは少なく微調整が可能な帯域通過フイルタに通し、前記同期出力信号に含まれるジッタ雑音を軽減する。
According to a sixth aspect of the present invention, the sum of the phase shifts is not less than the length of one cycle of the sampling signal.
According to another aspect of the present invention, a synchronous input signal input to the synchronous oscillator 10, a synchronous output signal output from the synchronous oscillator 10, or both of them are transmitted as a transmission phase error, a center frequency deviation, a group delay. Jitter noise included in the synchronous output signal is reduced by passing through a band-pass filter that can be finely adjusted with little or a small amount of distortion or a combination thereof.

また、請求項8に示すように、前記同期入力信号が間欠発信でなく連続して発信される場合でも、同期入力信号に、直接もしくは間接に、同期確立誤差関数を付与することによって、瞬断もしくは多重伝搬が発生する有線回線もしくは無線回線にも適用できる。
また、請求項9に示すように、前記基準発振器の出力信号を、位相同期発振器もしくは逓倍器を用いて、前記同期入力信号の10倍以上の周波数に変換し、前記クロック信号、サンプリング信号、もしくはこれらの両方として用いる。
In addition, as described in claim 8, even when the synchronization input signal is transmitted continuously instead of intermittently, by providing a synchronization establishment error function directly or indirectly to the synchronization input signal, instantaneous interruption Alternatively, it can be applied to a wired line or a wireless line where multiple propagation occurs.
In addition, as shown in claim 9, the output signal of the reference oscillator is converted to a frequency of 10 times or more of the synchronous input signal using a phase synchronous oscillator or a multiplier, and the clock signal, sampling signal, or Used as both of these.

(実施の形態1)
図1は本発明の第1の実施の形態による同期発振器の構成図である。図1において、1は同期入力信号発生装置、2は基準発振器、3は同期入力信号生成手段、4は送信機、5、6はアンテナ又は送受波器、7は受信機、10は同期発振器、14は同期入力端子、15は同期出力端子、21は基準発振器、22はセットもしくはリセット付きのカウンタ、23は位相同期発振器、24は同期検出手段、25は帯域通過フイルタ、26はゼロ交差検出器もしくはコンパレータである。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a configuration diagram of a synchronous oscillator according to a first embodiment of the present invention. In FIG. 1, 1 is a synchronous input signal generator, 2 is a reference oscillator, 3 is a synchronous input signal generating means, 4 is a transmitter, 5 and 6 are antennas or transducers, 7 is a receiver, 10 is a synchronous oscillator, Reference numeral 14 is a synchronization input terminal, 15 is a synchronization output terminal, 21 is a reference oscillator, 22 is a counter with set or reset, 23 is a phase synchronization oscillator, 24 is synchronization detection means, 25 is a band pass filter, and 26 is a zero crossing detector. Or it is a comparator.

送信機4に接続されたアンテナ又は送受波器5と、受信機7に接続されたアンテナ又は送受波器6とは、お互いに離れた場所に設置されており、無線回線によって接続されている。前記同期入力信号生成手段3では、基準発振器2から供給されるクロック信号と同期しもしくは直交した同期入力信号を生成し、送信機4によって変調して増幅し、アンテナ又は送受波器5を介し、バースト状の無線信号として、空間へ間欠発信される。   The antenna or transmitter / receiver 5 connected to the transmitter 4 and the antenna or transmitter / receiver 6 connected to the receiver 7 are installed at a location away from each other, and are connected by a wireless line. In the synchronous input signal generation means 3, a synchronous input signal that is synchronized with or orthogonal to the clock signal supplied from the reference oscillator 2 is generated, modulated and amplified by the transmitter 4, via the antenna or the transducer 5, It is intermittently transmitted to the space as a burst radio signal.

前記空間へ間欠発信された無線信号がアンテナ又は送受波器6で受信され、受信機7によって復調された同期入力信号は、同期入力端子14を介して、帯域通過フイルタ25によって不要な高調波と雑音が除去された後、ゼロ交差検出器26によってデジタル信号に変換され、一方、基準発振器21によって生成されるクロック信号を、直接もしくは位相同期発振器もしくは逓倍器23によって高い周波数のサンプリング信号に変換し、前記サンプリング信号を同期検出器24に供給して、ゼロ交差検出器26の出力信号をサンプリングし、前記同期入力信号の立上り点、立下り点、もしくはゼロ交差点のタイミングを検出する。   The radio signal intermittently transmitted to the space is received by the antenna or the wave transmitter / receiver 6, and the synchronization input signal demodulated by the receiver 7 is converted to unnecessary harmonics by the band-pass filter 25 via the synchronization input terminal 14. After the noise is removed, it is converted to a digital signal by the zero-crossing detector 26, while the clock signal generated by the reference oscillator 21 is converted to a high frequency sampling signal either directly or by a phase-locked oscillator or multiplier 23. The sampling signal is supplied to the synchronization detector 24, the output signal of the zero crossing detector 26 is sampled, and the timing of the rising point, falling point, or zero crossing point of the synchronous input signal is detected.

前記検出されたタイミングにおいて、前記セットもしくはリセット付きカウンタ22を複数回、例えば3回程度、セットしあるいはリセットすることで、瞬時に、例えば3マイクロ秒で、同期を確立し、同期入力信号が休止しあるいは停止した場合、あるいは取去られた場合にも、比較的に長時間、同期状態を高精度でしかも高安定に保持しあるいは維持できる。
なお、前記セットもしくはリセット付きカウンタ22は、前記基準発振器21の出力信号を、直接、あるいは位相同期発振器もしくは逓倍器23を用いて高い周波数に変換してクロック信号とし、前記クロック信号によって駆動されているものとする。
At the detected timing, by setting or resetting the counter 22 with set or reset a plurality of times, for example, about three times, synchronization is established instantaneously, for example, in 3 microseconds, and the synchronization input signal is paused. However, even when stopped or removed, the synchronization state can be maintained or maintained with high accuracy and high stability for a relatively long time.
The set or reset counter 22 converts the output signal of the reference oscillator 21 into a clock signal directly or by using a phase-locked oscillator or a multiplier 23 to generate a clock signal, and is driven by the clock signal. It shall be.

また、前記基準発振器21の発振周波数は、前記同期入力信号の周波数に比較して、整数倍であることが必須であり、両者間の周波数偏差は±1ppm程度以内であり、可能な限り少ないことが望ましい。
また、前記同期入力信号の周波数が1MHzの場合、セットもしくはリセットを3回継続することで、3マイクロ秒以内に、確実に同期を確立させることができる。
In addition, the oscillation frequency of the reference oscillator 21 must be an integral multiple of the frequency of the synchronous input signal, and the frequency deviation between the two is within ± 1 ppm, and should be as small as possible. Is desirable.
Further, when the frequency of the synchronization input signal is 1 MHz, synchronization can be reliably established within 3 microseconds by continuing the set or reset three times.

図2は本発明の第1の実施の形態による同期発振器の動作説明図である。図2において、31は同期入力信号、32は同期入力信号のゼロ交差信号、33はサンプリング信号、34a、34bはセットもしくはリセット信号、35a〜35dは同期発振器から出力される同期出力信号、36a、36bは同期確立誤差、37は同期入力信号の時間軸、38はゼロ交差信号の時間軸、39はサンプリング信号の時間軸、40はセットもしくはリセット信号の時間軸、41は同期出力信号の時間軸である。
前記セットもしくはリセット信号34a、34bは数ビットが割付けられるので、同期確立に要する時間は前記ビット数に比例することとなる。
FIG. 2 is a diagram for explaining the operation of the synchronous oscillator according to the first embodiment of the present invention. In FIG. 2, 31 is a synchronous input signal, 32 is a zero-crossing signal of the synchronous input signal, 33 is a sampling signal, 34a and 34b are set or reset signals, 35a to 35d are synchronous output signals output from the synchronous oscillator, 36a, 36b is the synchronization establishment error, 37 is the time axis of the synchronization input signal, 38 is the time axis of the zero crossing signal, 39 is the time axis of the sampling signal, 40 is the time axis of the set or reset signal, 41 is the time axis of the synchronization output signal It is.
Since the set or reset signals 34a and 34b are assigned several bits, the time required for establishing synchronization is proportional to the number of bits.

ここで、同期確立以前には、ゼロ交差信号32の位相とサンプリング信号33の位相との間には同期誤差36aが存在するのに対して、前記同期入力信号31の立上り点、立下り点、もしくはゼロ交差点のタイミングを検出し、前記検出したタイミングでカウンタをリセットすると、最大で前記サンプリング信号33のパルス間隔分の同期検出誤差36bを生じ、従って、前記サンプリング信号33のパルス間隔分の同期確立誤差36bが発生する。前記サンプリング信号33のパルス間隔をΔtとすると、同期確立誤差の変動幅は±Δt/2で表わされる。   Here, before synchronization is established, a synchronization error 36a exists between the phase of the zero-crossing signal 32 and the phase of the sampling signal 33, whereas the rising point, falling point, Alternatively, when the timing of the zero crossing point is detected and the counter is reset at the detected timing, a synchronization detection error 36b corresponding to the pulse interval of the sampling signal 33 is generated at the maximum. Therefore, synchronization is established for the pulse interval of the sampling signal 33. An error 36b occurs. When the pulse interval of the sampling signal 33 is Δt, the fluctuation range of the synchronization establishment error is represented by ± Δt / 2.

高精度でしかも短時間で同期を確立し、かつ比較的に長時間同期を保持しあるいは維持する技術を確立するためには、(1)同期入力信号31の立上り点、立下り点、もしくはゼロ交差点を高精度で検出できること、(2)前記検出したタイミングで同期発振器と瞬時に同期を確立できること、(3)前記同期入力信号31が休止しあるいは停止した後も、前記同期発振器が安定に同期を保持しあるいは維持できること、などが必須の条件となる。   In order to establish a technique for establishing synchronization with high accuracy and in a short time, and maintaining or maintaining synchronization for a relatively long time, (1) rising point, falling point, or zero of the synchronization input signal 31 It is possible to detect an intersection with high accuracy, (2) to be able to instantaneously establish synchronization with the synchronous oscillator at the detected timing, and (3) to be able to stably synchronize the synchronous oscillator even after the synchronous input signal 31 is paused or stopped. It is an essential condition to be able to hold or maintain

(1)のためには、同期入力信号31の立ち上り、立下り、もしくはゼロ交差点を検出するために、サンプリング信号33の周波数を、同期入力信号31の周波数の10倍以上の高い周波数に設定する必要がある。例えば、サンプリング信号の周波数が256MHzの場合、同期入力信号の立ち上りもしくは立下りの検出誤差の変動幅は±2ナノ秒となる。   For (1), in order to detect the rising, falling, or zero crossing of the synchronization input signal 31, the frequency of the sampling signal 33 is set to a frequency that is 10 times higher than the frequency of the synchronization input signal 31. There is a need. For example, when the frequency of the sampling signal is 256 MHz, the fluctuation range of the detection error of the rising or falling edge of the synchronous input signal is ± 2 nanoseconds.

(2)のためには、同期入力信号31の立ち上り点、立下り点、もしくはゼロ交差点を検出したタイミングで、セットもしくはリセット付きのカウンタを、複数回セットしあるいはリセットすることで実現できる。前記セットもしくはリセット付きのカウンタは、高安定水晶発振器21の出力信号を、直接、あるいは位相同期発振器もしくは逓倍器23の出力信号をクロック信号とし、前記クロック信号33をカウントダウンして、同期入力信号31と同期しあるいは直交する同期出力信号35a〜35dを生成する。   (2) can be realized by setting or resetting a counter with set or reset a plurality of times at the timing when the rising point, falling point, or zero crossing point of the synchronization input signal 31 is detected. The counter with set or reset uses the output signal of the highly stable crystal oscillator 21 as a clock signal directly or the output signal of the phase-synchronized oscillator or multiplier 23, counts down the clock signal 33, and outputs the synchronous input signal 31. Synchronized output signals 35a to 35d that are synchronized with or orthogonal to the.

(3)のためには、セットもしくはリセット付きのカウンタを採用すると、リセット信号が休止しあるいは停止した後も引続き同期発振が継続し、前記同期入力信号31の周波数と、前記基準発振器21の発振周波数との間の周波数偏差内で同期を保持しあるいは維持できる。 For (3), if a counter with a set or reset is adopted, the synchronous oscillation continues even after the reset signal pauses or stops, and the frequency of the synchronous input signal 31 and the oscillation of the reference oscillator 21 are continued. Synchronization can be maintained or maintained within a frequency deviation between frequencies.

なお、同期入力信号31に同期確立誤差関数を付与するために、前記同期入力信号、前記同期入力信号の立上り点、立下り点、あるいはゼロ交差点を検出するためのサンプリング信号、もしくはこれらの両方の信号の位相を複数組の移相手段を設け、切替制御手段によって順次選択して出力することで、前記同期確立誤差を軽減することができる。
また、前記同期入力信号が、間欠発信でなく連続して発信される場合でも、同期入力信号に、直接もしくは間接に、同期確立誤差関数を付与することによって、瞬断もしくは多重伝搬が発生する有線回線もしくは無線回線にも、安価なコストで適用できる。
In order to give a synchronization establishment error function to the synchronization input signal 31, the synchronization input signal, a sampling signal for detecting a rising point, a falling point, or a zero crossing point of the synchronization input signal, or both of them. The synchronization establishment error can be reduced by providing a plurality of sets of phase shift means for the phase of the signal and selecting and outputting them sequentially by the switching control means.
In addition, even when the synchronization input signal is transmitted continuously instead of intermittent transmission, by providing a synchronization establishment error function directly or indirectly to the synchronization input signal, a wire that causes instantaneous interruption or multiple propagation is generated. It can be applied to a line or a wireless line at a low cost.

(実施の形態2)
図6は、本発明の第2の実施の形態による同期発振器の構成図である。図6において、22はセットもしくはリセット付きの数値制御発振器、81は加算器、82はルックアップテーブル、83はデジタルアナログ変換器、84は帯域通過フイルタ、85はゼロ交差検出器、74はクロック信号の入力端子、76はセットもしくはリセット端子、75は出力端子である。
(Embodiment 2)
FIG. 6 is a block diagram of a synchronous oscillator according to the second embodiment of the present invention. In FIG. 6, 22 is a numerically controlled oscillator with set or reset, 81 is an adder, 82 is a look-up table, 83 is a digital-to-analog converter, 84 is a band pass filter, 85 is a zero crossing detector, and 74 is a clock signal. , 76 is a set or reset terminal, and 75 is an output terminal.

前記数値制御発振器22は、前記同期発振器10のセットもしくはリセット付きのカウンタ22の代替えとなるものであり、加算器81のレジスタは、前記同期入力信号と同期しあるいは直交する同期出力信号の周波数を生成するようにプログラムされており、入力端子74に入力されるクロック信号によって順次加算が繰返され、ルックアップテーブル82によって振幅の変化もしくは位相の変換に置換えられ、デジタルアナログ変換器83によってアナログ信号に変換され、帯域通過フイルタ84によって不要な周波数成分が除去され、コンパレータ85によってデジタル信号に変換されて、出力端子75からデジタル信号として出力される。   The numerically controlled oscillator 22 is an alternative to the counter 22 with the set or reset of the synchronous oscillator 10, and the register of the adder 81 sets the frequency of the synchronous output signal synchronized with or orthogonal to the synchronous input signal. It is programmed so as to be generated, and the addition is sequentially repeated by the clock signal input to the input terminal 74, and is replaced with the change in amplitude or phase conversion by the look-up table 82, and is converted into an analog signal by the digital / analog converter 83. After being converted, unnecessary frequency components are removed by the band pass filter 84, converted into a digital signal by the comparator 85, and output as a digital signal from the output terminal 75.

セットもしくはリセット端子76に、セットもしくはリセット信号が入力されると、前記数値制御発振器22は中性点(ゼロ交差点)を出力するものとすると、前記セットもしくはリセット信号が取り除かれると、前記同期入力信号の立上り、立下り、もしくはゼロ交差点に同期した同期出力信号が、出力端子75から出力される。
When a set or reset signal is input to the set or reset terminal 76, the numerically controlled oscillator 22 outputs a neutral point (zero crossing point). When the set or reset signal is removed, the synchronous input A synchronous output signal synchronized with the rising, falling, or zero crossing of the signal is output from the output terminal 75.

図3は、本発明の同期確立誤差関数生成手段の構成図である。図3において、21は基準発振器、23は位相同期発振器、27は同期確立誤差関数生成手段、51は複数段の移相手段、52a〜52nは移相手段51の切替タップ、53は切替制御手段、54はサンプリング信号の入力端子、55はクロック信号入力端子、56はサンプリング信号出力端子である。
同期確立誤差関数生成手段27は、少なくとも、移相相手段51と、切替タッブ52a〜52nと、切替制御手段53とから構成される。
FIG. 3 is a block diagram of the synchronization establishment error function generation means of the present invention. In FIG. 3, 21 is a reference oscillator, 23 is a phase-locked oscillator, 27 is a synchronization establishment error function generating means, 51 is a plurality of stages of phase shifting means, 52a to 52n are switching taps of the phase shifting means 51, and 53 is a switching control means. , 54 are sampling signal input terminals, 55 is a clock signal input terminal, and 56 is a sampling signal output terminal.
The synchronization establishment error function generation means 27 includes at least a phase shift means 51, switching tabs 52a to 52n, and a switching control means 53.

前記位相同期発振器23から出力されるサンプリング信号は、周波数が同期入力信号の周波数の10倍以上の十分に高い周波数であり、例えば256MHzもしくはそれ以上の周波数であり、移相手段51に接続される。前記移相手段51は、複数段のシフトレジスタ、複数段の遅延素子、もしくは複数段の遅延回路などによって構成され、各段の信号出力は切替タップ52a〜52nによって引き出され、切替制御手段53によって順次選択され、サンプリング信号出力端子56から外部に出力される。   The sampling signal output from the phase-synchronized oscillator 23 has a frequency that is sufficiently higher than the frequency of the synchronous input signal, for example, a frequency of 256 MHz or more, and is connected to the phase shift means 51. . The phase shift means 51 is constituted by a plurality of stages of shift registers, a plurality of stages of delay elements, or a plurality of stages of delay circuits, and the signal output of each stage is drawn out by switching taps 52a to 52n. The signals are sequentially selected and output from the sampling signal output terminal 56 to the outside.

前記移相手段51の各段の移相量は極力小さいことが望ましく、かつ移相量の合計は、前記サンプリング信号のパルス間隔Δt以上であることが必要である。例えば、前記サンプリング信号の周波数が256MHzであるとすると、前記移相手段51の各段の移相量は4ナノ秒以下であり、かつ移相量の合計は4ナノ秒以上とする必要がある。ここで、前記切替タップの数を16とし、前記バースト信号の長さを0.5msとすると、前記切替制御手段53は、1ステップ当り32μsの速さでタップを切替えることになる。   The amount of phase shift at each stage of the phase shift means 51 is desirably as small as possible, and the total of the phase shift amounts needs to be not less than the pulse interval Δt of the sampling signal. For example, if the frequency of the sampling signal is 256 MHz, the phase shift amount of each stage of the phase shift means 51 is 4 nanoseconds or less, and the total of the phase shift amounts needs to be 4 nanoseconds or more. . Here, assuming that the number of switching taps is 16 and the length of the burst signal is 0.5 ms, the switching control means 53 switches the taps at a speed of 32 μs per step.

従って、前記1ステップ当りの切替時間32μsの10分の1、すなわち3μs程度で同期を確立する必要がある。
なお、前記同期確立誤差関数生成手段27は、ある種のシステムに適用する場合には、前記同期入力信号生成手段3の出力端子、あるいは前記ゼロ交差検出器26の出力端子に接続しても同様な効果が得られる。
Therefore, it is necessary to establish the synchronization in 1/10 of the switching time per step of 32 μs, that is, about 3 μs.
The synchronization establishment error function generation means 27 may be connected to the output terminal of the synchronization input signal generation means 3 or the output terminal of the zero crossing detector 26 when applied to a certain type of system. Effects can be obtained.

また、前記移相手段51の複数段のタップ52a〜52n毎に生じる同期確立誤差の合計を、同期確立誤差関数として表現すれば、同期確立誤差関数は多項式によって表現でき、前記多項式は、0もしくは一定値に収斂することが望ましい。
Further, if the total synchronization establishment error generated for each of the plurality of stages of taps 52a to 52n of the phase shift means 51 is expressed as a synchronization establishment error function, the synchronization establishment error function can be represented by a polynomial, and the polynomial is 0 or It is desirable to converge to a constant value.

図4は、本発明の同期確立誤差関数生成手段の他の構成図である。図4において、27は同期確立誤差関数生成手段、25は受信機、6a、6bは複数のアンテナ又は送受波器、61はアンテナ切替器、14は受信機の出力端子である。
複数のアンテナ又は送受波器6aと6bとはお互いに4分1波長以上離れて設置されており、両者をアンテナ切替器61を用いて順次にあるいは周期的に切替えながら無線信号を受信し、受信機25によって同期入力信号を復調すると、無線区間で生じる伝搬経路長の差もしくは多重伝搬等の影響で、両者の間で復調した同期入力信号の位相が異なり、両者間の相関性も小さいことが分かっている。
FIG. 4 is another configuration diagram of the synchronization establishment error function generation means of the present invention. In FIG. 4, 27 is a synchronization establishment error function generating means, 25 is a receiver, 6a and 6b are a plurality of antennas or transducers, 61 is an antenna switch, and 14 is an output terminal of the receiver.
The plurality of antennas or transducers 6a and 6b are installed apart from each other by a quarter of a wavelength, and receive and receive radio signals while switching them sequentially or periodically using the antenna switch 61. When the synchronization input signal is demodulated by the machine 25, the phase of the synchronization input signal demodulated between the two is different due to the difference in propagation path length generated in the wireless section or multiple propagation, and the correlation between the two is small. I know.

そこで、前記アンテナ切替器61を、前記バースト信号として受信する間に、順次にあるいは周期的に切替えることで、図3に示す同期確立誤差関数生成手段27と同様な効果が得られることになる。
なお、前記アンテナ又は送受波器の数は、2基以上であれば多いほど、無線区間で生じる多重伝搬による同期誤差関数の付与効果が大きくなる。
Therefore, the same effect as that of the synchronization establishment error function generation means 27 shown in FIG. 3 can be obtained by switching the antenna switch 61 sequentially or periodically during reception as the burst signal.
Note that the greater the number of antennas or transducers, the greater the effect of providing a synchronization error function due to multiple propagation that occurs in the radio section.

図5は、本明の同期確立誤差関数生成手段の他の構成図である。図5において、22はリセット付きカウンタ、71、73は切替制御手段、72a〜72nは複数組のカウンタもしくは数値制御発振器、74はセットもしくはリセット信号接続端子、75は出力端子、76はクロック信号入力端子である。
カウンタもしくは数値制御発振器22のセットもしくはリセット信号の入力端子74には、前記同期入力信号がバースト信号として受信される間、前記同期検出手段24によって、同期入力信号の立ち上り、立下り、もしくはゼロ交差点のタイミングが検出されて、タイミング信号として入力される。
FIG. 5 is another configuration diagram of the synchronization establishment error function generation means of the present invention. In FIG. 5, 22 is a counter with reset, 71 and 73 are switching control means, 72a to 72n are a plurality of counters or numerically controlled oscillators, 74 is a set or reset signal connection terminal, 75 is an output terminal, and 76 is a clock signal input. Terminal.
At the input terminal 74 of the counter or numerically controlled oscillator 22 or the reset signal, while the synchronization input signal is received as a burst signal, the synchronization detection means 24 causes the synchronization input signal to rise, fall, or zero crossing point. Is detected and input as a timing signal.

そこで、図3、図4における前記同期確立誤差関数を付与する側の切替制御手段53もしくはアンテナスイッチ61を切替えるタイミングに同期して、図5の切替制御手段71を順次にあるいは周期的に切替え、前記同期入力信号が休止しあるいは停止している期間中、あるいは必要な期間中には、前記切替制御手段71を開放して同期を保持しあるいは維持し、前記切替制御手段73によって順次にあるいは周期的に切替え、出力端子75から同期出力信号を出力する。   Therefore, the switching control means 71 of FIG. 5 is switched sequentially or periodically in synchronization with the timing of switching the switching control means 53 or the antenna switch 61 on the side that gives the synchronization establishment error function in FIGS. During the period when the synchronization input signal is paused or stopped, or during a necessary period, the switching control means 71 is opened to maintain or maintain the synchronization, and the switching control means 73 sequentially or periodically. The synchronous output signal is output from the output terminal 75.

一方、前記カウンタもしくは数値制御発振器22のクロック信号入力端子76には、前記基準発振器21からクロック信号が直接もしくは周波数変換されて供給されているので、前記セットもしくはリセット信号のタイミングに同期して、通常、低い周波数へカウントダウンが開始され、同期が確立する。
また、前記切替制御手段73もしくはアンテナ切替器61の切替えは、順序を決めて順番に行なうか、周期的に行なうか、ランダムに行なうか、あるいは任意の方法かのいずれかを選択する。
On the other hand, since the clock signal is directly or frequency-converted from the reference oscillator 21 to the clock signal input terminal 76 of the counter or numerically controlled oscillator 22, it is synchronized with the timing of the set or reset signal. Normally, a countdown is started to a lower frequency and synchronization is established.
Further, the switching of the switching control means 73 or the antenna switch 61 is performed by determining the order, performing it periodically, performing it periodically, performing it randomly, or selecting any method.

ここで、前記同期入力発生装置1の基準発振器2と、前記同期発振器10の基準発振器21とは、発振周波数偏差が±1ppm以内に保たれていると、両者の位相関係は前記バースト信号の期間中ほぼ一定に保たれ、従って、前記同期検出手段24によって検出されるセットもしくはリセット信号のタイミングも一定に保たれ、従って、同期確立誤差も一定に保たれてしまう問題点がある。   Here, the reference oscillator 2 of the synchronous input generator 1 and the reference oscillator 21 of the synchronous oscillator 10 have an oscillation frequency deviation within ± 1 ppm. Therefore, there is a problem that the timing of the set or reset signal detected by the synchronization detecting means 24 is also kept constant, and therefore the synchronization establishment error is kept constant.

そこで、前記同期確立誤差関数を付与すると、前記同期確立誤差がジッタ雑音に変換されるので、何らかの方法で平準化することで、同期確立誤差を軽減できることになる。平準化する方法として、前記同期発振器10に入力される同期入力信号、前記同期発振器10から出力される同期出力信号、あるいはこれらの両方を、伝達位相誤差、中心周波数偏差、群遅延歪み、あるいはこれらの組合せが少ないか、あるいは少なくとも微調整が可能な帯域通過フイルタを通して平準化すれば、前記ジッタ雑音が軽減されるので、従って同期確立誤差を軽減することができる。なお、平準化された同期出力信号はアナログ信号なので、ゼロ交差検出器を用いてデジタル信号に変換できる。 Therefore, when the synchronization establishment error function is added, the synchronization establishment error is converted into jitter noise. Therefore, the synchronization establishment error can be reduced by leveling by some method. As a method of leveling, the synchronization input signal inputted to the synchronous oscillator 10, synchronous output signal output from the synchronous oscillator 10, or both of these, the transfer phase error, the center frequency deviation, see group delay distortion, or If these combinations are few , or at least leveled through a band-pass filter that can be finely adjusted, the jitter noise can be reduced, so that the synchronization establishment error can be reduced. Since the leveled synchronous output signal is an analog signal, it can be converted to a digital signal using a zero-crossing detector.

以上の説明では、セットもしくはリセット付きのカウンタもしくは数値制御発振器を用いる場合について述べたが、同様な機能を有する発振器を用いることでも、前記同期発振器を容易に構成することができる。
また、前記同期入力信号には、有線回線で伝送された信号、無線信号を復調した信号、連続的な信号、あるいは単一周波数であるいかなる種類の同期入力信号をも含めることができる。
また、前記同期発振器の用途によっては、同期入力信号を生成する側に、前記移相手段を設け、複数組の位相シフトを付与することでも同様な効果が得られる。
In the above description, the case where a counter with a set or reset or a numerically controlled oscillator is used has been described. However, the synchronous oscillator can be easily configured by using an oscillator having a similar function.
The synchronization input signal may include a signal transmitted via a wired line, a signal obtained by demodulating a radio signal, a continuous signal, or any kind of synchronization input signal having a single frequency.
Also, depending on the use of the synchronous oscillator, the same effect can be obtained by providing the phase shift means on the side of generating the synchronous input signal and applying a plurality of sets of phase shifts.

また、同期確立誤差関数を付与する他の方法として、前記同期入力信号発生装置と同期発振器側との間を無線回線で接続している場合、前記同期入力信号発生装置側、同期発振器側、もしくはこれらの両方に、複数のアンテナ又は送受波器、およびアンテナ切替器を設け、前記同期発振器のカウンタに設けた切替制御手段の切替えタイミングに合わせて、前記複数のアンテナ又は送受波器を周期的に切替えることが有効である。
また、無線信号として、超音波信号、高周波信号、もしくは光信号が用いられ、超音波信号と光信号とは、送受波器を用いて発受信されるものとする。
Further, as another method of providing a synchronization establishment error function, when the synchronization input signal generator and the synchronization oscillator side are connected by a wireless line, the synchronization input signal generator side, the synchronization oscillator side, or Both of them are provided with a plurality of antennas or transducers and antenna switchers, and the plurality of antennas or transducers are periodically arranged in accordance with the switching timing of the switching control means provided in the counter of the synchronous oscillator. It is effective to switch.
In addition, an ultrasonic signal, a high-frequency signal, or an optical signal is used as a radio signal, and the ultrasonic signal and the optical signal are transmitted and received using a transducer.

本発明は、上記のように構成されているため、通信システムにおいて同じ周波数であり、同じ位相であり、あるいはこれらの両方が必須である、同期入力信号と同期出力信号との間の同期を、数マイクロ秒以内の瞬時にしかも高い精度で確立し、前記同期入力信号が休止し、停止し、消滅し、あるいは取去られた場合にも、同期出力信号が同期状態を高い精度で保持しあるいは維持する必要がある分野において、広く利用できる基盤技術に関するものである。   Since the present invention is configured as described above, the synchronization between the synchronization input signal and the synchronization output signal, which have the same frequency and the same phase in the communication system, or both of them are essential, Even if the sync input signal is established instantly with high accuracy within a few microseconds, and the sync input signal pauses, stops, disappears, or is removed, the sync output signal holds the sync status with high accuracy or It relates to the fundamental technology that can be widely used in the fields that need to be maintained.

具体的には、時分割同時送受話方式の無線装置間で相互間の距離を測定する分野において、距離を測定する側の装置、距離を測定される側の装置、前記2つの装置以外で無線信号を中継する装置、あるいはこれらの組み合わせから、無線信号に含まれて発信されあるいは受信される同期入力信号と、同期して出力される同期出力信号とを、高い精度で瞬時に同期を確立させかつ比較的に長時間同期を保持させるために用いることができる。
また、複数の無線装置の間でアドホックネットワークを瞬時に構成する必要がある場合に、相互間の距離を瞬時に測定するために用いることができる。
Specifically, in the field of measuring the distance between wireless devices of the time-division simultaneous transmission / reception method, a device that measures the distance, a device that measures the distance, and a wireless device other than the two devices. From a device that relays signals, or a combination of these, the synchronization input signal that is transmitted or received included in the radio signal and the synchronization output signal that is output synchronously are instantly established with high accuracy. It can also be used to maintain synchronization for a relatively long time.
Further, when it is necessary to instantly configure an ad hoc network among a plurality of wireless devices, it can be used to instantaneously measure the distance between each other.

本発明の第1の実施の形態による同期発振器の構成図1 is a configuration diagram of a synchronous oscillator according to a first embodiment of the present invention. 本発明の第1の実施の形態による同期発振器の動作説明図Operational explanatory diagram of the synchronous oscillator according to the first embodiment of the present invention 本発明の同期確立誤差関数生成手段の構成図Configuration diagram of synchronization establishment error function generation means of the present invention 本発明の同期確立誤差関数生成手段の他の構成図Another configuration diagram of synchronization establishment error function generation means of the present invention 本発明の同期確立誤差関数生成手段の他の構成図Another configuration diagram of synchronization establishment error function generation means of the present invention 本発明の第2の実施の形態による同期発振器の構成図Configuration diagram of a synchronous oscillator according to a second embodiment of the present invention 従来の実施例を示す構成図Configuration diagram showing a conventional example

1 同期入力信号発生装置
2 基準発振器
3 同期入力信号生成手段
4 送信機
5、6、6a、6b アンテナ又は送受波器
7 受信機
10 同期発振器
21 基準発振器
22 セットもしくはリセット付きカウンタ
23 位相同期発振器
24 位相同期検出手段
25 帯域通過フイルタ
26 ゼロ交差検出器もしくはコンパレータ
27 同期確立誤差関数生成手段
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Synchronous input signal generator 2 Reference oscillator 3 Synchronous input signal generation means 4 Transmitter 5, 6, 6a, 6b Antenna or transmitter / receiver 7 Receiver 10 Synchronous oscillator 21 Reference oscillator 22 Counter with set or reset 23 Phase synchronous oscillator 24 Phase synchronization detection means 25 Band-pass filter 26 Zero-crossing detector or comparator 27 Synchronization establishment error function generation means

Claims (8)

無線回線もしくは有線回線を通じて伝送される同期入力信号と瞬時に同期を確立し、かつ比較的に長時間同期を保持するための同期発振器において、前記同期発振器が、少なくとも、発振周波数が高安定である基準発振器と、前記基準発振器の出力信号を直接もしくは周波数を変換してサンプリング信号とし、同期入力信号の立上り点、立下り点、もしくはゼロ交差点のタイミングを検出するための同期検出手段と、前記基準発振器の出力信号を直接もしくは周波数を変換してクロック信号とし、前記クロック信号によって駆動されるセットもしくはリセット付きのカウンタもしくは数値制御発振器と、同期確立誤差関数を付与するための同期確立誤差関数付与手段とから構成され、
前記同期検出手段が、前記検出したタイミングにおいて、前記カウンタもしくは数値制御発振器を、前記同期確立誤差関数を付与して、セットしあるいはリセットして瞬時に同期を確立し、前記セットもしくはリセット付きのカウンタもしくは数値制御発振器が、前記同期入力信号が休止しあるいは停止している間も、高精度で比較的に長時間同期を保持しあるいは維持できる
ことを特徴とする瞬時に同期を確立しかつ保持できる同期発振器。
In a synchronous oscillator for establishing synchronization instantaneously with a synchronous input signal transmitted through a wireless line or a wired line and maintaining the synchronization for a relatively long time, at least the oscillation frequency is highly stable. A reference oscillator, a synchronization detection means for detecting a timing of a rising point, a falling point, or a zero crossing point of a synchronous input signal, directly or by converting the output signal of the reference oscillator into a sampling signal, and the reference An oscillator output signal is directly or frequency converted into a clock signal, a counter or numerically controlled oscillator with a set or reset driven by the clock signal, and a synchronization establishment error function adding means for adding a synchronization establishment error function And consists of
At the detected timing, the synchronization detection means sets the counter or numerically controlled oscillator with the synchronization establishment error function, and sets or resets to instantaneously establish synchronization, and the counter with the set or reset Alternatively, a numerically controlled oscillator can establish and maintain synchronization instantaneously, characterized in that it can maintain or maintain synchronization with high accuracy for a relatively long time while the synchronization input signal is paused or stopped. Synchronous oscillator.
前記同期確立誤差関数付与手段が、前記同期入力信号の立上り点、立下り点、もしくはゼロ交差点のタイミングを検出するために用いるサンプリング信号の位相を、複数組の移相手段を設けて異なった位相にシフトさせ、前記位相をシフトさせた複数組のサンプリング信号を、切替制御手段によって、順次にあるいは周期的に切替えることを特徴とする請求項第1項に記載の瞬時に同期を確立しかつ保持できる同期発振器。
The synchronization establishment error function providing means uses a plurality of sets of phase shift means to provide different phases for the phase of the sampling signal used to detect the timing of the rising point, falling point, or zero crossing of the synchronous input signal. 2. The synchronization is instantaneously established and maintained according to claim 1, wherein a plurality of sets of sampling signals shifted to the above-mentioned phase are shifted sequentially or periodically by the switching control means. Synchronous oscillator that can.
前記同期確立誤差関数付与手段が、前記同期入力信号の位相を、複数組の移相手段を設けて異なった位相にシフトさせ、前記位相をシフトさせた複数組の同期入力信号を、切替制御手段によって、順次にあるいは周期的に切替えることを特徴とする請求項第1項に記載の瞬時に同期を確立しかつ保持できる同期発振器。
The synchronization establishment error function providing means shifts the phase of the synchronization input signal to a different phase by providing a plurality of sets of phase shift means, and switches the plurality of sets of synchronization input signals to which the phase has been shifted. 2. A synchronous oscillator capable of establishing and maintaining synchronization instantaneously according to claim 1, wherein switching is performed sequentially or periodically.
前記同期確立誤差関数付与手段が、同期入力信号発生装置側と同期発振器側とを無線回線で接続し、前記同期入力信号発生装置側、同期発振器側、もしくはこれらの両方に、複数のアンテナを設け、アンテナ切替器によって、順次にあるいは周期的に切替えることを特徴とする請求項第1項に記載の瞬時に同期を確立しかつ保持できる同期発振器。
The synchronization establishment error function providing means connects the synchronization input signal generator side and the synchronization oscillator side by a wireless line, and provides a plurality of antennas on the synchronization input signal generator side, the synchronization oscillator side, or both 2. A synchronous oscillator capable of establishing and maintaining synchronization instantaneously according to claim 1, wherein switching is performed sequentially or periodically by an antenna switch.
前記同期確立誤差関数付与手段が、複数組のセットもしくはリセット付きのカウンタもしくは数値制御発振器を設け、前記同期入力信号が入力される間は、前記同期確立誤差関数を付与する側の切替制御手段もしくはアンテナ切替器を切替えるタイミングに合わせて、前記複数組のカウンタもしくは数値制御発振器を切替え、前記複数組のカウンタもしくは数値制御発振器を、順次にあるいは周期的に、前記同期確立誤差関数を付与して、セットしもしくはリセットして瞬時に同期を確立し、前記同期入力信号が休止しあるいは停止している間は、前記複数組のカウンタの動作を継続して同期を比較的に長時間保持しあるいは維持し、前記複数組のカウンタもしくは数値制御発振器の出力信号を順次にあるいは周期的に切替えて出力することを特徴とする請求項第1項から第4項までの何れかに該当する瞬時に同期を確立しかつ保持できる同期発振器。
The synchronization establishment error function providing means is provided with a plurality of sets or counters with resets or numerically controlled oscillators, and while the synchronization input signal is being input, the switching control means on the side that provides the synchronization establishment error function or According to the timing of switching the antenna switch, the plurality of sets of counters or numerically controlled oscillators are switched, and the plurality of sets of counters or numerically controlled oscillators are sequentially or periodically provided with the synchronization establishment error function, Set or reset to establish synchronization instantaneously, and while the synchronization input signal is paused or stopped, keep the operation of the multiple sets of counters to maintain or maintain synchronization for a relatively long time The output signals of the plurality of sets of counters or numerically controlled oscillators are switched sequentially or periodically and output. Instantly establishes synchronization and holding it locked oscillator which corresponds to one of the first claims, wherein up to fourth term.
前記同期発振器に入力される同期入力信号、前記同期発振器から出力される同期出力信号、あるいはこれらの両方を、伝達位相誤差、中心周波数偏差、遅延歪み、あるいはこれらの組合せが少ないか、あるいは少なくとも微調整が可能な帯域通過フイルタに通し、前記同期出力信号に含まれる雑音を軽減し、必要に応じてゼロ交差検出器によってデジタル信号に変換することを特徴とする請求項第1項から第5項までのいずれかに該当する瞬時に同期を確立しかつ保持できる同期発振器。
The synchronous input signal input to the synchronous oscillator, the synchronous output signal output from the synchronous oscillator, or both of them are small in transmission phase error, center frequency deviation, delay distortion, or a combination thereof, or at least slight. 6. An adjustable band-pass filter is used to reduce noise contained in the synchronous output signal and, if necessary, converted to a digital signal by a zero-crossing detector. A synchronous oscillator that can establish and maintain synchronization instantaneously corresponding to any of the above .
前記同期入力信号が間欠発信でなく連続して発信される場合でも、同期入力信号に、直接もしくは間接に、同期確立誤差関数を付与することによって、瞬断もしくは多重伝搬が発生する有線回線もしくは無線回線にも適用できることを特徴とする請求項第1項から第6項のいずれかに該当する瞬時に同期を確立しかつ保持できる同期発振器。
Even when the synchronization input signal is transmitted continuously instead of intermittently, a wire connection or wireless that causes instantaneous interruption or multiple propagation by adding a synchronization establishment error function directly or indirectly to the synchronization input signal 7. A synchronous oscillator capable of establishing and maintaining synchronization instantaneously corresponding to any one of claims 1 to 6, characterized by being applicable to a line .
前記同期確立誤差関数付与手段が、前記同期入力信号発生装置と同期発振器側との間を無線回線で接続している場合、前記同期入力信号発生装置側、同期発振器側、もしくはこれらの両方に、複数のアンテナ又は送受波器、およびアンテナ切替器を設け、前記同期発振器に設けた切替制御手段の切替えタイミングに合わせて、前記複数のアンテナ又は送受波器を順次にあるいは周期的に切替えることを特徴とする請求項第1項から第7項のいずれかに該当する瞬時に同期を確立しかつ保持できる同期発振器。 When the synchronization establishment error function providing means is connected between the synchronous input signal generator and the synchronous oscillator side by a wireless line, the synchronous input signal generator side, the synchronous oscillator side, or both, A plurality of antennas or transducers and an antenna switch are provided, and the plurality of antennas or transducers are switched sequentially or periodically in accordance with the switching timing of the switching control means provided in the synchronous oscillator. A synchronous oscillator capable of establishing and maintaining synchronization instantaneously corresponding to any one of claims 1 to 7 .
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