JPH01196946A - 周波数制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明は、例えばデジタル信号によって搬送波が位相
変調された位相変調信号を同期検波によって復調する復
調装置において、再生搬送波の喪に関する。

（従来の技術） 搬送波を用いた通信システムにおいて、受信側が同期検
波によって復調を行う場合、送信側と一致した基準位相
の搬送波を再生する必要がある。

第５図はこのような同期検波を行うシステムの一例を示
すブロックであり、ケーブルを介して伝送される２チヤ
ンネルのデジタル信号による位相変調信号を同期検波に
よって受信している。

第５図において、チューナ５１にはケーブルより伝送さ
れるＣＡＴＶＲＦ信号が入力する。チュ−す５１によっ
て受信された信号は、コンバータ５２を介して４位相シ
フトキーインク（以下ＱＰＳＫ）復調回路５３に入力す
る。ＱＰＳＫ復調回路５３は、集積回路化されており、
復調部と位相検波部とから構成されている。そして、入
力端子Ｐ１に入力した入力搬送波を復調してデータ信号
を出力端子Ｐ２より出力すると共に、再生搬送波を端子
Ｐ３より入力して端子Ｐ４より入力搬送波と再生搬送波
との位相差を示す位相誤差信号を導出している。

再生搬送波はＶＣ０５６によって出力される。■００５
６は、前記位相制御用端子Ｐ４からの位相検波信号（入
力搬送波と再生搬送波との位相差に応じた信号）をＰＬ
Ｌループフィルター５４介し、電圧重畳回路５５を介し
て入力する。ＰＬＬループフィルター５４は位相検波信
号より高周波成分を除去する回路である。電圧重畳回路
５５は、Ｖ　Ｃ０５Ｇの発生する出力の中心周波数を定
める中心電圧に前記ＰＬＬループフィルター５４からの
出力を重畳してＶＣ０５６に与える制御電圧を形成して
いる。これにより、ｖＣ○５６の発振出力位相は、ＱＰ
ＳＫ復調回路５３に入来する入力搬送波（ＩＦ搬送波）
の位相と同期することになる。

ＱＰＳＫ復調回路５３の復調出力信号は、送信側でＰＣ
Ｍ処理したデジタル信号を伝送するので、ＰＣＭデコー
ダ５７で処理され、送信側と同じデジタル信号としてデ
コードされる。なお、チューナ５１は局部発振器との間
でループを構成するＰＬＬ回路５８によって受信動作が
制御されている。

上記の構成において、Ｖ　Ｃ０５６は、コンバータ５２
から出力する搬送波周波数（例えば６．４Ｍｌ−１１）
と同じ発振周波数を右する水晶発振素子を接続した電圧
制御形の水晶発振回路である。このため再生搬送波の周
波数が安定する。また、再生搬送波周波数と入力搬送波
周波数との間の位相差を常に最少にするように、ＰＬＬ
回路５８と同じＰＬＬ動作が働く。即ち、ＰＬＬループ
フィルター５４からの出力を重畳した制御電圧によって
、再生搬送波の位相を入力搬送波の位相に引き込み、誤
ったデータ、或はデータが得られない状態（同期外れ状
態）になるのを最少限に抑えている。

しかしながら、従来の回路は、かえってその安定性のた
めに引き込み範囲が狭く、電源オン時。

チャンネル切替え時、或は外乱等により頻繁に同期外れ
起こすという欠点が有った。そのため、送信側、受信測
具高精度の搬送波周波数精度が要求され、保守、設計が
難しくなる。例えば受信周波数帯として４５０［ＭＨ７
］を想定した場合、±１００［ＫＨｚ］以上の引き込み
範囲は必要であることが、実際に受信を行って実感され
た。

また、従来のシステムは、同期外れを生じたときに、そ
れを同期状態に戻す補正が困難あった。

（発明が解決しようとする課題） 従来の水晶発振素子を用いたＶｃＯを制御する従来の周
波数制御装置は、その再生搬送波周波数の安定性のため
に引き込み範囲が狭く、同期外れを起こしたときに、そ
れを補正する手段が複雑となり、簡単な構成で容易に補
正してしまうシステムの提供が求められていた。

この発明は上記問題点を除去し、同期外れを簡単な構成
によって補正Ｊるようにした周波数制御［発明の構成］ （課題を解決するための手段） この発明は、ＶｃＯと、伝送用搬送波をデータ信号によ
って変調した変調信号を入力し、前記ＶＣＯからの発振
出力である再生搬送波に基づいて前記変調信号を復調す
る復調手段及び、入力搬送波と再生搬送波との位相ずれ
を検出する位相検波手段とを有する手段と、前記位相検
波手段からの位相誤差信号をフィルタリングし、前記発
振出力の中心周波数を定める中心電圧に前記フィルタリ
ング出力を重畳して制御信号を形成してＶｃＯを制御す
るＶＣＯ制御信号発生手段と、前記復調手段からのデー
タ信号の誤りを検出して誤り検出信号を出力する誤り検
出手段と、前記誤り検出信号に基づいて前記ＶＣＯ制御
信号をスイープし前記ＶＣＯの発振出力位相を入力搬送
波の位相に引き込むスイープ信号発生手段とを有して構
成される。

（作用） 同期検波型の復調システムの場合、同期外れが起きると
、ＶＣＯの制御電圧は通常の引き込み動作範囲を外れ、
極端なレベルにクランプしてしまう。この発明は、同期
外れが起きたことを復調されたデータ信号に誤りが発生
することによって検出している。そして、誤り検出信号
のタイミングで、ＶＣＯ制御信号発生手段からの信号を
、強制的に可変し、引き込み動作を強要する。引き込み
範囲に入れば、正常なデータ信号が復調されるので、そ
のときの制御信号レベルを出発電圧として再び通常の引
き込み動作を行うことができる。

用した場合の実施例によって説明する。

第１図はこの発明に係る周波数制御システムの一実施例
を示すブロック図である。同図中、１１は信号入力端子
であり、ＰＣＭ処理によるデジタル信号で送信側の伝送
搬送波が位相変調され、ＣＡＴＶ伝送路を通して伝送さ
れる位相変調信号の入力端子である。１２はＱＰＳＫ復
調回路であり、前記位相変調信号をＱＰＳＫ復調する復
調部と、位相変調信号の搬送波位相を検波する位相検波
部とから構成されている。復調されたデータ信号は、Ｐ
ＣＭデコーダ１３を介して出力端子１４に導出されるよ
うになっている。なお、ＰＣＭデコーダ１３は、誤り検
出機能を持つので、この機能を利用した誤り検出信号を
出力している。

また、ＱＰＳＫ復調回路１２は、入力搬送波を■Ｃ０１
７からの再生搬送波によって位相検波した位相検波信号
を発生している。この位相検波信号は、ＰＬＬループフ
ィルター回路１５で高周波成分が除去される。リップル
状の電圧となった前記位相検波信号は、電圧重畳回路１
６でＶ、Ｃ０１７の中心周波数を与える中心電圧と重畳
されてＶ　ＣＯ１７の制御電圧となる。

さて、１８は前記ＰＣＭデコーダ１３からの誤り検出信
号が発生すると動作し、誤り検出信号が出力されないと
きは非導通となるスイッチである。このスイッチ１８は
、Ｖ’Ｃ０１７を連続変位させるスィーブ電圧発生源と
しての波形発生手段１９を制御している。これにより、
誤り検出信号が発生すると、スィーブ電圧が制御電圧に
重畳されることになる。

波形発生手段１９としては、例えばマイクロプロセッサ
等の中央演算処理システムより自動的に発生する。

このようなシステム構成によれば、ＰＣＭデコーダ１３
でデコード処理したデータ信号に誤りを検出すると、誤
り検出信号が発生してスイッチ１８を動作させる。これ
により波形発生手段１９からの波形に応動して前記ルー
プフィルター回路１５よりスィーブ電圧が出力し、ＶＣ
Ｏ１７に印加する制ｍ電圧を変化させる。制御電圧が可
変となれば、■Ｃ０１７の発振出力位相が変移し、ある
電圧を呈する時に引き込み範囲に入り、入力搬送波と再
生搬送波の同期が正常に戻ることになる。

次に、ＰＬＬループフィルター回路１５をオペアンプで
構成した実施例を第２図により説明する。

第２図において、第１図と同一の構成要素には同じ符号
を付す。即ち、１１は信号入力端子、１２はＩｃ化され
たＱＰＳＫ復調用ＩＣ１１３はＰＣＭデコーダ、１４は
出力端子、１５はＰＬＬループフィルター回路、１６は
電圧重畳回路、１１はＶＣＯである。

但し、ＱＰＳＫ復調用ＩＣ１２の端１２ａは位相検波信
号の出力端、同１２ｂは再生搬送波の入力端、１２Ｃは
データ信号端である。

この実施例は、ＰＬＬループフィルター回路１５にオペ
アンプ２１を用いることにより、スィーブ電圧発生手段
１９を共用化できることを１つの特徴としている。本Ｐ
ＬＬループフィルター回路１５は、オペアンプ２１の反
転入力端（−）に端１２ａからの位相検波信号を抵抗Ｒ
１を介して入力し、その反転入力端と、非反転入ノコ端
（＋）との間に電界効果トランジスタ（以下ＦＥＴ）２
２のドレインＤ及びソースＳをそれぞれ接続しである。

更に、オペアンプ２１は、反転入力端と出力端間が、コ
ンデンサＣ１による回路と、抵抗Ｒ４及びコンデンサＣ
２の直列回路との並列接続で橋絡されている。

オペアンプ２１の出力端からの信号は、抵抗Ｒ５を介し
て、可変抵抗Ｒ６，抵抗Ｒ７及び抵抗Ｒ８の直接接続に
て構成した電圧重畳回路１６の前記抵抗Ｒ７と可変抵抗
器Ｒ６の接続点に導かれている。

これら直列接続は、電圧源端子Ｅ２からの電圧が印加さ
れ、抵抗Ｒ７とＲ８の接続点より制御電圧を導出してい
る。なお、オペアンプ２１の非反転入力端にかかる電圧
も、電圧源端子Ｅ１からの電圧を可変抵抗器Ｒ３で調整
し抵抗Ｒ２を介して供給されている。

次に第２図の回路の動作を第３図及び第４図を参照して
説明する。なお、第３図は同期外れが起こり誤り検出信
号が発生した直後の動作を、第４図はこの発明による引
き込み動作をそれぞれ示すタイムチャートである。

Ｖ　ＣＯ１７からの再生搬送波と入力搬送波との位相が
同期しているときは、ＱＰＳＫ復調用ＩＣ１２より正確
にデータ信号が得られ、誤り検出頻度も少ないので、誤
り検出信号は発生しない。この時、誤り検出信号はロウ
レベルを呈する。これによりＦＥＴ２２のドレイン・ソ
ース間はオフして、オペアンプ２１はローパスフィルタ
ーとして動作し、位相誤差信号より高周波成分を除去す
る。

再生搬送波と入力搬送波との位相がずれると、入力端子
１１から信号が導入されない状態、チューナでいえば、
局部発振周波数が受信周波数よりずれた状態となる。こ
のような状態になると、誤り頻度が高まり、甚だしい場
合にはデータ信号が得られなくなるので、ＰＣＭデコー
ダ１３は誤り検出信号をＦＥＴ２２のゲートに印加する
。第３図Ｃは本実施例で発生する誤り検出信号を示し、
周期的にハイレベルとロウレベルを繰り返すパルス信号
である。このパルス信号のハイレベル期間Ｔ１にＦＥＴ
２２はソースドレイン間が短絡されることになる。オペ
アンプ２１は、反転入力端及び非反転入力端が短絡され
ると、入力段トランジスタ（図示せず）が不平衡状態と
なるので、出力端に現れる電圧が、第３図ａのＬルベル
で示すようにクランプしてしまう。そして、誤り検出信
号がロウレベルを呈すると、ＦＥＴ２２がオフするので
、出力端に現れた電圧し１はコンデンサＣ２，抵抗Ｒ４
を通してＣ２・Ｒ４の時定数で放電する。この動作は、
連続して供給される誤り検出信号のパルスに応答して連
続的に繰り返される。その結果、ＶＣ０１７の制御電圧
には、第３図ａに示すような三角波状のスィーブ電圧波
形が重畳され、再生搬送波の周波数がスイープされる。

このスィーブ動作により、再生搬送波は制御電圧がいず
れかのレベルの時に入力搬送波に対しキャブヂレ範囲に
入り、その後はループ（ＶＣＯ１７゜ＱＰＳＫ復調用Ｉ
Ｃ１２，ＰＬＬループフィルター１５、電圧重畳回路１
６）がロック状態になる。これによって正常なデータ信
号が得られることになる。

第４図において、Ｔ２は入力搬送波と再生搬送波の位相
が一致した時刻を示す。この時点でコンデンサＣ２と抵
抗Ｒ４による充放電は停止され（第４図Ｃ参照）、ＰＣ
Ｍデコーダ１３は誤り検出信号を生起しなくなりロウレ
ベルを連続して呈するようになる（第４図Ｃ参照）。こ
うして、ループがロック状態となり、入力搬送波と再生
搬送波との同期外れが補正される。なお、第３図す及び
第４図すは、上記同期外れ状態にお【ノるオペアンプ２
１の入力端波形である。

このように本実施例は、マイクロプロセッサ等によりパ
ルス信号を発生するだけで、ＶＣＯ制御電圧が変化し、
ＶＣＯ１７をスィーブ制御することができる。

また、本実施例は、ＱＰＳＫ復調用ＩＣ１２の前段、即
ち第５図でコンバータ５２とＱＰＳＫ復調用回路５３と
の間に帯域通過フィルター（図示略）を設けることによ
って、中心周波数Ｔｏ±５００［Ｋ　Ｈｚｌの引き込み
範囲を実現した。

こうして、この発明は引き込み範囲を拡大し。

同期ずれの際の補正動作を簡単な構成で迅速に行うよう
にＪることができた。

［発明の効果］ 以上説明したようにこの発明によれば、簡単な構成で、
同期外れの際の迅速な補正動作を行うことが可能となっ
た。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係る周波数制御装置の一実施例を示
すブロック図、第２図はこの発明の他の実施例を示す回
路図、第３図及び第４図は第２図の実施例の動作を説明
するタイムチャート、第５図は従来のシステムをＱ　Ｐ
　Ｓ　Ｋ復調回路に適用した場合の回路溝成を示すブロ
ック図である。 １２・・・ＱＰＳＫ復調回路、１３・・・ＰＧＭデコー
ダ、１５・・・ＰＬＬループフィルター回路、１６・・
・電圧重畳回路、１７・・・ＶＣｏ、１８・・・スイッ
チ、１９・・・波形発生回路。 代理人　　　弁理士　　　伊　藤　　通り 第３因

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ＶＣＯと、 伝送用搬送波をデータ信号によって変調した変調信号を
   入力し、前記ＶＣＯからの発振出力である再生搬送波に
   基づいて前記変調信号を復調する復調手段と、入力搬送
   波と再生搬送波との位相ずれを検出する位相検波手段と
   を有する手段と、前記位相検波手段からの位相誤差信号
   をフィルタリングし、前記発振出力の中心周波数を定め
   る中心電圧に前記フィルタリング出力を重畳して制御信
   号を形成し、この信号で前記ＶＣＯの発振周波数を制御
   するＶＣＯ制御信号発生手段と、前記復調手段からのデ
   ータ信号の誤りを検出して誤り検出信号を出力する誤り
   検出手段と、前記誤り検出信号に基づいて前記ＶＣＯ制
   御信号をスイープし前記ＶＣＯの発振出力位相を入力搬
   送波の位相に引き込むスイープ信号発生手段とを具備し
   たことを特徴とする周波数制御装置。