JPH01221016A - 広偏移トラッキングフィルタ - Google Patents
広偏移トラッキングフィルタInfo
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- JPH01221016A JPH01221016A JP63302111A JP30211188A JPH01221016A JP H01221016 A JPH01221016 A JP H01221016A JP 63302111 A JP63302111 A JP 63302111A JP 30211188 A JP30211188 A JP 30211188A JP H01221016 A JPH01221016 A JP H01221016A
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Links
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims abstract description 5
- 238000001914 filtration Methods 0.000 abstract description 9
- 230000002596 correlated effect Effects 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 2
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 2
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 2
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 1
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03L—AUTOMATIC CONTROL, STARTING, SYNCHRONISATION OR STABILISATION OF GENERATORS OF ELECTRONIC OSCILLATIONS OR PULSES
- H03L7/00—Automatic control of frequency or phase; Synchronisation
- H03L7/06—Automatic control of frequency or phase; Synchronisation using a reference signal applied to a frequency- or phase-locked loop
- H03L7/07—Automatic control of frequency or phase; Synchronisation using a reference signal applied to a frequency- or phase-locked loop using several loops, e.g. for redundant clock signal generation
Landscapes
- Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
発明の分野
この開示は広偏移位相ロックループトラッキングフィル
タ回路に関する。より詳細にはこの開示は、超低位相雑
音を有する出力信号を与える新規のトラッキングフィル
タ回路に関する。
タ回路に関する。より詳細にはこの開示は、超低位相雑
音を有する出力信号を与える新規のトラッキングフィル
タ回路に関する。
先行技術の説明
ドツキングフィルタはこれまで公知であり、かつ熱雑音
および他の型の妨害信号によって劣化される入力信号を
一掃するのに用いられている。先行技術のトラッキング
フィルタは、所望の出力信号を発生するのに単相ロック
ループを用いた。先行技術の位相ロックループは、位相
ロックループのループ帯域幅内で入力信号の低速に変化
する周波数を追跡するのに用いられた。ループ帯域幅外
の周波数については、出力信号の位相雑音は自走ループ
発振器の雑音と同一である。先行技術のトラッキングフ
ィルタに与えられる入力信号の帯域幅が広がるにつれて
、出力信号位相雑音は増大する。
および他の型の妨害信号によって劣化される入力信号を
一掃するのに用いられている。先行技術のトラッキング
フィルタは、所望の出力信号を発生するのに単相ロック
ループを用いた。先行技術の位相ロックループは、位相
ロックループのループ帯域幅内で入力信号の低速に変化
する周波数を追跡するのに用いられた。ループ帯域幅外
の周波数については、出力信号の位相雑音は自走ループ
発振器の雑音と同一である。先行技術のトラッキングフ
ィルタに与えられる入力信号の帯域幅が広がるにつれて
、出力信号位相雑音は増大する。
これまで、位相ロックループの周波数偏移が増大するに
つれて、広偏移トラッキングフィルタからの出力信号位
相雑音は劣化した。より広い帯域幅は、トラッキングフ
ィルタが、増大した位相雑音を結果としてもたらすルー
プ発振器においてより低い回路Ｑを有することを引き起
こす。
つれて、広偏移トラッキングフィルタからの出力信号位
相雑音は劣化した。より広い帯域幅は、トラッキングフ
ィルタが、増大した位相雑音を結果としてもたらすルー
プ発振器においてより低い回路Ｑを有することを引き起
こす。
超低位相雑音を有する、出力信号を与えることができる
トラッキングフィルタ回路および入力信号帯域幅が増大
しても信号の位相雑音劣化を増大しないトラッキングフ
ィルタ回路を設けることが望ましい。
トラッキングフィルタ回路および入力信号帯域幅が増大
しても信号の位相雑音劣化を増大しないトラッキングフ
ィルタ回路を設けることが望ましい。
発明の概要
この発明の主な目的は、雑音の存在において広部移入力
信号をフィルタ処理するための改良されたトラッキング
フィルタを提供することである。
信号をフィルタ処理するための改良されたトラッキング
フィルタを提供することである。
この発明の他の主な目的は、広周波数範囲を有する入力
信号から雑音をフィルタ処理することができる新規のト
ラッキングフィルタを提供することである。
信号から雑音をフィルタ処理することができる新規のト
ラッキングフィルタを提供することである。
この発明の他の主な目的は、入力信号の広帯域幅にわた
り、出力信号位相雑音をあまり劣化させないトラッキン
グフィルタを提供することである。
り、出力信号位相雑音をあまり劣化させないトラッキン
グフィルタを提供することである。
この発明の他の目的は、入力信号の周波数の広範囲にわ
たり、入力信号の平均位相を直線的に追跡する新規のト
ラッキングフィルタを提供することである。
たり、入力信号の平均位相を直線的に追跡する新規のト
ラッキングフィルタを提供することである。
この発明の他の目的は、粗フィルタとして動作可能であ
り、かつベース入力周波数でおよび正確な予め定められ
た位相関係でベース入力周波数の２倍で、クロック周波
数を発生するためのクロック発生器として動作可能であ
る新規の位相ロックループ入力をトラッキングフィルタ
内に提供することである。
り、かつベース入力周波数でおよび正確な予め定められ
た位相関係でベース入力周波数の２倍で、クロック周波
数を発生するためのクロック発生器として動作可能であ
る新規の位相ロックループ入力をトラッキングフィルタ
内に提供することである。
この発明のこれらのおよび他の目的に従って、ベース入
力信号の周波数の２倍で動作される低周波数位相ロック
ループに結合された入力信号が提供され、かつ入力信号
に対して確定的な位相を有する２つの出力クロック信号
を提供する。クロック出力は、高周波数位相ロックルー
プの一体部分である影像除去回路に結合される。低周波
数位相ロックループは入力信号上に雑音の粗フイルタ処
理を与え、かつ高周波数位相ロックループは入力信号上
に残余の雑音の超精フィルタ処理を与え、そのため高周
波数位相ロックループからの出力信号は、入力信号のベ
ース周波数にあり、かつ超低位相雑音劣化を有する。
力信号の周波数の２倍で動作される低周波数位相ロック
ループに結合された入力信号が提供され、かつ入力信号
に対して確定的な位相を有する２つの出力クロック信号
を提供する。クロック出力は、高周波数位相ロックルー
プの一体部分である影像除去回路に結合される。低周波
数位相ロックループは入力信号上に雑音の粗フイルタ処
理を与え、かつ高周波数位相ロックループは入力信号上
に残余の雑音の超精フィルタ処理を与え、そのため高周
波数位相ロックループからの出力信号は、入力信号のベ
ース周波数にあり、かつ超低位相雑音劣化を有する。
好ましい実施例の説明
フィルタ処理され、かつ改良された出力信号を発生する
ように、入来雑音信号に結合されることができる型の単
純化された先行技術の位相ロックループを示す、第１図
をここで参照されたい。ライン１１上の雑音入力信号は
、位相ロックループ１０によって周波数およ°び位相の
両方において追跡される周波数Ｆ１を有する。位相周波
数検出器１２は、ライン１１上の入力信号の位相および
周波数と、ライン１７上の入力信号の位相および周波数
とを比較する。位相周波数検波器１２の出力は、ループ
フィルタ１４によってフィルタ処理されるライン１３上
のエラー信号を発生する。ライン１５上のフィルタ処理
された出力電圧信号は、電圧制御発振器（ＶＣＯ）１６
の周波数および位相を制御する。ライン１７上の出力信
号の位相雑音は、ループ１０の帯域幅内のライン１１上
の入力信号の位相雑音にほぼ等しい。しかしながら、ル
ープ帯域幅外の周波数では、出力信号の位相雑音は自走
ＶＣＯ１６のそれと等しい。ライン１７上の信号は、第
２の位相ロックループフィルタを付加することによって
改良されることができないことに注目されるであろう。
ように、入来雑音信号に結合されることができる型の単
純化された先行技術の位相ロックループを示す、第１図
をここで参照されたい。ライン１１上の雑音入力信号は
、位相ロックループ１０によって周波数およ°び位相の
両方において追跡される周波数Ｆ１を有する。位相周波
数検出器１２は、ライン１１上の入力信号の位相および
周波数と、ライン１７上の入力信号の位相および周波数
とを比較する。位相周波数検波器１２の出力は、ループ
フィルタ１４によってフィルタ処理されるライン１３上
のエラー信号を発生する。ライン１５上のフィルタ処理
された出力電圧信号は、電圧制御発振器（ＶＣＯ）１６
の周波数および位相を制御する。ライン１７上の出力信
号の位相雑音は、ループ１０の帯域幅内のライン１１上
の入力信号の位相雑音にほぼ等しい。しかしながら、ル
ープ帯域幅外の周波数では、出力信号の位相雑音は自走
ＶＣＯ１６のそれと等しい。ライン１７上の信号は、第
２の位相ロックループフィルタを付加することによって
改良されることができないことに注目されるであろう。
なぜならば第２の自走ＶＣＯの偏移は、第１の位相ロッ
クループ１０内の第１のｖＣＯの偏移と同一であるから
である。
クループ１０内の第１のｖＣＯの偏移と同一であるから
である。
ここで、この発明のトラッキングフィルタの好ましい実
施例を示す第２図を参照されたい。この発明は第１の低
周波数位相ロックループ２０および第２の高周波数位相
ロックループ２１を含む。
施例を示す第２図を参照されたい。この発明は第１の低
周波数位相ロックループ２０および第２の高周波数位相
ロックループ２１を含む。
位相ロックループ２０は法肩波数偏移位相ロックループ
であり、位相ロックループ２１は狭周波数偏移位相ロッ
クループである。これ以降に述べられるように、これら
の位相ロックループは粗フイルタ処理および精フィルタ
処理の機能を達成する。
であり、位相ロックループ２１は狭周波数偏移位相ロッ
クループである。これ以降に述べられるように、これら
の位相ロックループは粗フイルタ処理および精フィルタ
処理の機能を達成する。
位相ロックループ２０へのライン２２上の入力信号は、
典型的に、レーダ受信器から受信されるであろう信号で
ある。このようなレーダ信号は、熱雑音および妨害雑音
によって損なわれる１つの十分に規定された端縁を有す
る。パルス端縁上の雑音の結果として、ライン２２上の
入力信号の位相雑音は十分に規定されず、かつトラッキ
ングフィルタ内でフィルタ処理をすることによって改良
されることができる。第２図に示される好ましい実施例
では、周波数Ｆ１での入力信号周波数は、５対１の入力
信号帯域幅比を表わす５００ヘルツないし２５００ヘル
ツの範囲内にある。ライン１１上の入力信号の後縁は、
その上で位相ロックループ２０が動作されるであろう先
に述べられたより安定した端縁であることが仮定される
であろうし、かつその説明は以下の説明のためにこの端
縁を使用するであろう。
典型的に、レーダ受信器から受信されるであろう信号で
ある。このようなレーダ信号は、熱雑音および妨害雑音
によって損なわれる１つの十分に規定された端縁を有す
る。パルス端縁上の雑音の結果として、ライン２２上の
入力信号の位相雑音は十分に規定されず、かつトラッキ
ングフィルタ内でフィルタ処理をすることによって改良
されることができる。第２図に示される好ましい実施例
では、周波数Ｆ１での入力信号周波数は、５対１の入力
信号帯域幅比を表わす５００ヘルツないし２５００ヘル
ツの範囲内にある。ライン１１上の入力信号の後縁は、
その上で位相ロックループ２０が動作されるであろう先
に述べられたより安定した端縁であることが仮定される
であろうし、かつその説明は以下の説明のためにこの端
縁を使用するであろう。
ライン２２上の入力信号の後縁は、位相検波器または比
較器２３内で、ライン２４上の信号と周波数および位相
の両方において比較される。ライン２５上の位相比較器
２３の出力はループフィルタ２６によってフィルタ処理
されて、電圧制御発振器（ＶＣＯ）２８に与えられる周
波数エラー電圧をライン２７上に与える。ＶＣ０２８の
中心周波数は、Ｄ型フリップフロップ３０のために、ラ
イン２２上の入力周波数の２倍の周波数になるように、
位相ロックループ２０の作用によって強制される。フリ
ップフロップ３０は、ライン２９上の周波数を２で除算
するように、かつライン２４上に半周波数信号を与える
ように配置される。ＶＣ０２８は、入力周波数の２倍ま
たは（２Ｆ１）にある方形波信号をライン２９に与える
ように設計される。周波数２Ｆ１でのライン２９上の信
号は、遅延ＯＲゲート１９Ａを介して排他的ＯＲゲート
３２に与えられ、かつこれ以降に第３図に参照されるで
あろう。ライン２９Ａ上の２Ｆ１周波数は、ライン３１
上で９０度ディジタル移相された信号を発生するように
ライン２４上の信号で排他的にＯＲ処理される。ライン
２４および２４Ａならびにライン２９および３１上の信
号は、入力信号ストリームの全周波数範囲にわたり一方
から他方へ９０度だけ正確に直角シフトされる。こうし
て、エレメント２０．１９Ａ、１９Ｂおよび３２はディ
ジタル移相器を提供し、かつこれから述べられるように
、これら２つ信号の直角関係は、高周波数位相ロックル
ープ２１の正しい動作を行なうための重要な特徴である
。
較器２３内で、ライン２４上の信号と周波数および位相
の両方において比較される。ライン２５上の位相比較器
２３の出力はループフィルタ２６によってフィルタ処理
されて、電圧制御発振器（ＶＣＯ）２８に与えられる周
波数エラー電圧をライン２７上に与える。ＶＣ０２８の
中心周波数は、Ｄ型フリップフロップ３０のために、ラ
イン２２上の入力周波数の２倍の周波数になるように、
位相ロックループ２０の作用によって強制される。フリ
ップフロップ３０は、ライン２９上の周波数を２で除算
するように、かつライン２４上に半周波数信号を与える
ように配置される。ＶＣ０２８は、入力周波数の２倍ま
たは（２Ｆ１）にある方形波信号をライン２９に与える
ように設計される。周波数２Ｆ１でのライン２９上の信
号は、遅延ＯＲゲート１９Ａを介して排他的ＯＲゲート
３２に与えられ、かつこれ以降に第３図に参照されるで
あろう。ライン２９Ａ上の２Ｆ１周波数は、ライン３１
上で９０度ディジタル移相された信号を発生するように
ライン２４上の信号で排他的にＯＲ処理される。ライン
２４および２４Ａならびにライン２９および３１上の信
号は、入力信号ストリームの全周波数範囲にわたり一方
から他方へ９０度だけ正確に直角シフトされる。こうし
て、エレメント２０．１９Ａ、１９Ｂおよび３２はディ
ジタル移相器を提供し、かつこれから述べられるように
、これら２つ信号の直角関係は、高周波数位相ロックル
ープ２１の正しい動作を行なうための重要な特徴である
。
低周波数位相ロックループ２０および排他的ＯＲゲート
３２の機能は、ライン２２上の入力信号と同じ周波数を
有するが、しかし９０°だけ正確な位相が異なるライン
３１および２４上の２つの出力を与えることである。
３２の機能は、ライン２２上の入力信号と同じ周波数を
有するが、しかし９０°だけ正確な位相が異なるライン
３１および２４上の２つの出力を与えることである。
ここで、入力波形、および新規のトラッキングフィルタ
の高周波数位相ロックループから発生された出力信号を
示す、第３図の（Ａ）ないしくＥ）を参照されたい。第
３図の（Ａ）は、制御不可能であり、かつそれに相関し
た雑音を有する前縁３４を含む典型的なパルス信号３３
を示す。パルス３３の後縁３５は、クリーンパルスを有
するが、しかし熱雑音および妨害によって引き起こされ
たそれに相関した位相雑音を有する。第３図の（Ｂ）は
、ライン２４上の実のまたはＱ出力でＤ型フリップフロ
ップ３０によって発生されるパルス波形を示す。このパ
ルスは、位相ロックループの作用によって後縁３５から
端縁トリガされる。第３図の（Ｃ）は、ライン２９上で
電圧制御発振器２８によって発生されている周波数２Ｆ
１での方形波クロック出力を示す。ライン２９上のクロ
ックの周波数はライン２４上のクロックの周波数の２倍
であり、かつ第３図の（Ｂ）で示されるように、ライン
２４上の波形の発生のためのクロックまたはトリガとし
て役立つことに注目されるであろう。
の高周波数位相ロックループから発生された出力信号を
示す、第３図の（Ａ）ないしくＥ）を参照されたい。第
３図の（Ａ）は、制御不可能であり、かつそれに相関し
た雑音を有する前縁３４を含む典型的なパルス信号３３
を示す。パルス３３の後縁３５は、クリーンパルスを有
するが、しかし熱雑音および妨害によって引き起こされ
たそれに相関した位相雑音を有する。第３図の（Ｂ）は
、ライン２４上の実のまたはＱ出力でＤ型フリップフロ
ップ３０によって発生されるパルス波形を示す。このパ
ルスは、位相ロックループの作用によって後縁３５から
端縁トリガされる。第３図の（Ｃ）は、ライン２９上で
電圧制御発振器２８によって発生されている周波数２Ｆ
１での方形波クロック出力を示す。ライン２９上のクロ
ックの周波数はライン２４上のクロックの周波数の２倍
であり、かつ第３図の（Ｂ）で示されるように、ライン
２４上の波形の発生のためのクロックまたはトリガとし
て役立つことに注目されるであろう。
ライン２４上のパルス３６およびライン２９上のパルス
３７は、排他的ＯＲゲート３２内で排他的ＯＲ処理され
、第３図の（Ｄ）に示され、ライン３１上に生じるパル
ス３８を発生する。後縁３５はパルス３６の後縁と正確
に一致し、かつ位相ロックループによって、パルス３６
および３８は、９０°位相がずれる正確な方形波になる
ように強制されることが認められるであろう。第３図の
（Ｅ）は、トラッキングフィルタの出力ライン７４上に
発生されているパルス４１の後縁３９が、入力波形の後
縁３５およびクロックパルス３６の後縁の両方とに一致
することを示す。第３図の波形（Ｂ）な゛いしくＥ）に
示すのは不可能であるが、不在であり、または新規のト
ラッキングフィルタの出力でパルス４１上の超低の「良
さの指数」にまで減少される、先に述べられた位相雑音
がパルス３６上に存在する。
３７は、排他的ＯＲゲート３２内で排他的ＯＲ処理され
、第３図の（Ｄ）に示され、ライン３１上に生じるパル
ス３８を発生する。後縁３５はパルス３６の後縁と正確
に一致し、かつ位相ロックループによって、パルス３６
および３８は、９０°位相がずれる正確な方形波になる
ように強制されることが認められるであろう。第３図の
（Ｅ）は、トラッキングフィルタの出力ライン７４上に
発生されているパルス４１の後縁３９が、入力波形の後
縁３５およびクロックパルス３６の後縁の両方とに一致
することを示す。第３図の波形（Ｂ）な゛いしくＥ）に
示すのは不可能であるが、不在であり、または新規のト
ラッキングフィルタの出力でパルス４１上の超低の「良
さの指数」にまで減少される、先に述べられた位相雑音
がパルス３６上に存在する。
第２図の高周波数位相ロックループ２１への入力信号は
、固定周波数Ｆ２として動作し、かつ高い回路Ｑおよび
低位相雑音を有する型のものであるクリスタル発振器４
３として示されている。こうして好ましい実施例では、
発振器４３は、１０メガヘルツのまたはそれに近い周波
数でのクリスタル発振器になるように選択される。１０
メガヘルツの周波数が選択されるのは、１０メガヘルツ
が入力ライン２２上のＦ１１倍の周波数よりも非常に大
きいからであり、かつこのような低雑音クリスタル発振
器はこの周波数ですぐに利用可能であるからである。さ
らに、好ましい実施例の低雑音クリスタル発振器４３お
よび５３は、５０オームのインピーダンスを有するよう
に選択される。
、固定周波数Ｆ２として動作し、かつ高い回路Ｑおよび
低位相雑音を有する型のものであるクリスタル発振器４
３として示されている。こうして好ましい実施例では、
発振器４３は、１０メガヘルツのまたはそれに近い周波
数でのクリスタル発振器になるように選択される。１０
メガヘルツの周波数が選択されるのは、１０メガヘルツ
が入力ライン２２上のＦ１１倍の周波数よりも非常に大
きいからであり、かつこのような低雑音クリスタル発振
器はこの周波数ですぐに利用可能であるからである。さ
らに、好ましい実施例の低雑音クリスタル発振器４３お
よび５３は、５０オームのインピーダンスを有するよう
に選択される。
したがって、電力分割器４５および５５は、システムか
ら出力まで５０オームのインピーダンスを保持するよう
に使用される。
ら出力まで５０オームのインピーダンスを保持するよう
に使用される。
ライン４４上の発振器４３の出力は、ライン４６および
４７上でそれぞれ２つの出力を発生するように電力分割
器４５で電力分割される。ライン４７上の信号は、周波
数が発振器４３０Ｆ２周波数と同一であり、かつ高周波
数位相ロックループ２１のための基準クロックまたは基
準周波数である。ライン４７上の基準信号は、位相検波
器または比較器４８によってライン５０上の信号の位相
と比較される。位相検波器４８は、ライン４７および５
０の上の信号の間の位相差と比例するライン４９上の電
圧エラー信号を発生する。ループフィルタ５１はライン
４９上の電圧エラー信号をフィルタ処理し、電圧制御発
振器５３の周波数を制御するライン５２上の周波数制御
電圧信号を発生する。ライン５４上の発振器５３の出力
は、周波数Ｆ１＋Ｆ２が中心となる連続波信号（ＣＷ）
信号である。電力分割器５５はライン５４上の信号を分
割し、ライン５６および５７上に２つの同相出力信号を
発生する。ライン５６上の信号は、回路６８として一般
に示される影像除去回路に与えられ、それはライン５６
上の信号の周波数からＦ１ヘルツだけ周波数がオフセッ
トされるライン５０上の信号を発生する。
４７上でそれぞれ２つの出力を発生するように電力分割
器４５で電力分割される。ライン４７上の信号は、周波
数が発振器４３０Ｆ２周波数と同一であり、かつ高周波
数位相ロックループ２１のための基準クロックまたは基
準周波数である。ライン４７上の基準信号は、位相検波
器または比較器４８によってライン５０上の信号の位相
と比較される。位相検波器４８は、ライン４７および５
０の上の信号の間の位相差と比例するライン４９上の電
圧エラー信号を発生する。ループフィルタ５１はライン
４９上の電圧エラー信号をフィルタ処理し、電圧制御発
振器５３の周波数を制御するライン５２上の周波数制御
電圧信号を発生する。ライン５４上の発振器５３の出力
は、周波数Ｆ１＋Ｆ２が中心となる連続波信号（ＣＷ）
信号である。電力分割器５５はライン５４上の信号を分
割し、ライン５６および５７上に２つの同相出力信号を
発生する。ライン５６上の信号は、回路６８として一般
に示される影像除去回路に与えられ、それはライン５６
上の信号の周波数からＦ１ヘルツだけ周波数がオフセッ
トされるライン５０上の信号を発生する。
周波数Ｆ１だけライン５６上の入力信号をオフセットす
る影像除去回路６８は、位相消去の主要部を使用する。
る影像除去回路６８は、位相消去の主要部を使用する。
ライン５６．５９および６０上入力周波数は周波数Ｆ１
＋Ｆ２である。ミクサ６１および６２への入力周波数は
周波数Ｆ１を有するように示される。Ｆ１周波数は互い
に９０°位相がずれており、ＦｌおよびＦ２信号は互い
に位相が一致しているので、直角ハイブリッド回路６５
の出力で発生された積はＦ１周波数の消去を起こし、か
つ位相検波器または比較器４８に与えられるライン５０
上のＦ２周波数を発生する。ライン３１上の信号はミク
サ６１を使用してライン６０上の信号を変調し、ライン
６３上に、変調された出力信号を発生する。同様に、ラ
イン２４Ａ上の信号はミクサ６２を使用してライン５９
上の信号を変調し、ライン６４上に、変調された出力信
号を発生する。ライン６３および６４上の信号は直角ハ
イブリッド回路６５に与えられ、和および差の成分であ
るライン５０および６６上の別個の出力信号を発生する
。より低い影像周波数Ｆ２が出力ライン５０上に発生さ
れる。ライン６６上の、より高い影像周波数はこの実施
例では使用されず、またしたがって５０オームの終端す
る抵抗器６７に終端される。
＋Ｆ２である。ミクサ６１および６２への入力周波数は
周波数Ｆ１を有するように示される。Ｆ１周波数は互い
に９０°位相がずれており、ＦｌおよびＦ２信号は互い
に位相が一致しているので、直角ハイブリッド回路６５
の出力で発生された積はＦ１周波数の消去を起こし、か
つ位相検波器または比較器４８に与えられるライン５０
上のＦ２周波数を発生する。ライン３１上の信号はミク
サ６１を使用してライン６０上の信号を変調し、ライン
６３上に、変調された出力信号を発生する。同様に、ラ
イン２４Ａ上の信号はミクサ６２を使用してライン５９
上の信号を変調し、ライン６４上に、変調された出力信
号を発生する。ライン６３および６４上の信号は直角ハ
イブリッド回路６５に与えられ、和および差の成分であ
るライン５０および６６上の別個の出力信号を発生する
。より低い影像周波数Ｆ２が出力ライン５０上に発生さ
れる。ライン６６上の、より高い影像周波数はこの実施
例では使用されず、またしたがって５０オームの終端す
る抵抗器６７に終端される。
ミクサ６９は、Ｆ２入力およびライン５７上のＦ１＋Ｆ
２として示される入力を有するように示される。これら
の周波数の和と差の禎はライン７０上で現われ、かつよ
り高い影像の積はフィルタ７１内でフィルタ処理され、
任意のゼロ交差検波器ハードリミッタによってさらに向
上させられるライン７２上のＦ１周波数を発生し、した
がって、それに相関した超低位相雑音を有する周波数Ｆ
１での極めて正確な方形波出力を発生する。さらに、ラ
イン７４上の方形波信号出力は、ライン２２上の雑音入
力信号の平均位相と位相が一致する。
２として示される入力を有するように示される。これら
の周波数の和と差の禎はライン７０上で現われ、かつよ
り高い影像の積はフィルタ７１内でフィルタ処理され、
任意のゼロ交差検波器ハードリミッタによってさらに向
上させられるライン７２上のＦ１周波数を発生し、した
がって、それに相関した超低位相雑音を有する周波数Ｆ
１での極めて正確な方形波出力を発生する。さらに、ラ
イン７４上の方形波信号出力は、ライン２２上の雑音入
力信号の平均位相と位相が一致する。
この発明の広偏移トラッキングフィルタの好ましい実施
例を説明したが、ライン７４上の方形波出力パルスは、
それに相関した位相雑音をほとんど有しないことを認識
されるであろう。さらに、発振器４３および５３は、所
要の型の発振器と比べて非常に低い位相雑音を有するた
めに選択されて、かつ発振器２８のような低い周波数位
相ロックループ内で使用される。典型的な相対位相雑音
結果が第４図で示されかつ説明されるであろう。
例を説明したが、ライン７４上の方形波出力パルスは、
それに相関した位相雑音をほとんど有しないことを認識
されるであろう。さらに、発振器４３および５３は、所
要の型の発振器と比べて非常に低い位相雑音を有するた
めに選択されて、かつ発振器２８のような低い周波数位
相ロックループ内で使用される。典型的な相対位相雑音
結果が第４図で示されかつ説明されるであろう。
位相雑音の改良は、ループ２０の位相雑音と比較された
ループ２１の位相雑音との差である。位相ロックループ
２０および２１の両方は、ライン２２上の入力信号の周
波数を追跡しなければならないので、ループ２０および
２１の位相雑音はそれらの低周波数オフセットに関して
ほとんど同一である。
ループ２１の位相雑音との差である。位相ロックループ
２０および２１の両方は、ライン２２上の入力信号の周
波数を追跡しなければならないので、ループ２０および
２１の位相雑音はそれらの低周波数オフセットに関して
ほとんど同一である。
ここで、典型的な位相雑音改良対オフセツト周波数を示
す第４図を参照されたい。位相雑音は、ヘルツ単位ごと
のデシベル搬送波（ｄ Ｂ ｃ）における単側波帯位相
雑音のための典型的な表現として示される。中心周波数
Ｆ１からの周波数の差またはオフセットである周波数オ
フセットは、ヘルツ単位である。波形７５は、入力にお
いてライン２′２上の信号のための位相雑音対周波数を
示す。
す第４図を参照されたい。位相雑音は、ヘルツ単位ごと
のデシベル搬送波（ｄ Ｂ ｃ）における単側波帯位相
雑音のための典型的な表現として示される。中心周波数
Ｆ１からの周波数の差またはオフセットである周波数オ
フセットは、ヘルツ単位である。波形７５は、入力にお
いてライン２′２上の信号のための位相雑音対周波数を
示す。
ライン７５上の信号の周波数オフセットが増大するにつ
れて、それは熱雑音のために実質的に水平になる。ライ
ン２９上のＶＣ０２８の出力における熱雑音対周波数オ
フセット信号は、曲線７６として示され、かつライン２
４上の低周波数位相ロックループ２０の出力における信
号は、曲線７７として示される。発振器４３からのライ
ン４４上の信号と相関した位相雑音は、曲線７８として
示され、かつ電圧制御発振器５３からのライン５４上の
信号に相関した位相雑音は、曲線７９として示される。
れて、それは熱雑音のために実質的に水平になる。ライ
ン２９上のＶＣ０２８の出力における熱雑音対周波数オ
フセット信号は、曲線７６として示され、かつライン２
４上の低周波数位相ロックループ２０の出力における信
号は、曲線７７として示される。発振器４３からのライ
ン４４上の信号と相関した位相雑音は、曲線７８として
示され、かつ電圧制御発振器５３からのライン５４上の
信号に相関した位相雑音は、曲線７９として示される。
高周波数位相ロックループの出力における位相雑音対周
波数オフセットは、ライン７４上のトラッキングフィル
タ２１の出力において曲線８１として示される。曲線８
１は、曲線７５または７７よりもより少ない位相雑音対
周波数オフセットを有し、したがって増加段階において
、低周波数位相ロックループ２０および高周波数位相ロ
ックループ２１によって達成された改良を示すことが理
解できる。周波数オフセット尺度はヘルツでの対数尺で
あり、かつ位相ロックループ２０および２１のための設
計ループ帯域幅はたったおよそ２０ヘルツであることを
認識するであろう。
波数オフセットは、ライン７４上のトラッキングフィル
タ２１の出力において曲線８１として示される。曲線８
１は、曲線７５または７７よりもより少ない位相雑音対
周波数オフセットを有し、したがって増加段階において
、低周波数位相ロックループ２０および高周波数位相ロ
ックループ２１によって達成された改良を示すことが理
解できる。周波数オフセット尺度はヘルツでの対数尺で
あり、かつ位相ロックループ２０および２１のための設
計ループ帯域幅はたったおよそ２０ヘルツであることを
認識するであろう。
この発明の目的として、曲線７７および８１を明白に分
けるようにする、およそ２対１よりも帯域幅比が大きい
場合にのみ、改良された位相雑音が達成される。
けるようにする、およそ２対１よりも帯域幅比が大きい
場合にのみ、改良された位相雑音が達成される。
４、図面簡単な説明
第１図は、位相雑音を減するのに使用された型の単純化
された先行技術の位相ロックループトラッキングフィル
タを示すブロック図である。
された先行技術の位相ロックループトラッキングフィル
タを示すブロック図である。
第２図は、この発明のトラッキングフィルタの好ましい
実施例を示すブロック図である。
実施例を示すブロック図である。
第３図の（Ａ）ないしくＥ）は、第２図の新規のトラッ
キングフィルタからの入力波形および出力波形信号を示
す波形である。
キングフィルタからの入力波形および出力波形信号を示
す波形である。
第４図は、新規のトラッキング回路によって得られた改
良を示す典型的な位相雑音図である。
良を示す典型的な位相雑音図である。
図において、２０は低周波数位相ロックループ、２１は
高周波数位相ロックループ、１６．２８は電圧制御発振
器、１２．２３は位相検波器、３０はディジタル移相器
、２４Ａ、３１は１組の直角クロック信号、１９Ａは遅
延ＯＲゲート、３２は排他的ＯＲゲート、４５，５５．
５８は電力分割器、６１，６２．６９はミクサ、６５は
直角ハイブリッド回路、６８は影像除去回路である。
高周波数位相ロックループ、１６．２８は電圧制御発振
器、１２．２３は位相検波器、３０はディジタル移相器
、２４Ａ、３１は１組の直角クロック信号、１９Ａは遅
延ＯＲゲート、３２は排他的ＯＲゲート、４５，５５．
５８は電力分割器、６１，６２．６９はミクサ、６５は
直角ハイブリッド回路、６８は影像除去回路である。
Claims (9)
- （１）少なくとも１つの安定した十分に規定された波形
端縁を有する入力信号手段と、 前記入力信号手段に結合され、入力信号周波数の２倍で
駆動される電圧制御発振器を有する低周波数位相ロック
ループとを備え、 前記入力信号手段は２よりも大きい広周波数範囲帯域幅
を有し、さらに、 前記低周波数位相ロックループに結合され、入力信号周
波数で１組の直角クロック信号を発生するためのディジ
タル移相器と、 高周波数安定発振器入力、および入力信号と同じ位相お
よび周波数を有する超低位相雑音信号出力を有する高周
波数位相ロックループと、 ループ電圧制御発振器の出力で、前記高周波数位相ロッ
クループ内に直列に接続される影像除去手段とを備え、 前記影像除去手段は、前記ディジタル移相器からの前記
直角クロック信号に結合される１対のミクサを有し、か
つ前記ミクサの出力に結合され、高周波数位相ロックル
ープの位相検波器に与えられ、前記ループ電圧制御発振
器に与えられるトラッキングエラー信号を発生するため
の前記安定した発振器入力信号の雑音複製を発生するた
めの直角ハイブリッド回路を有する、広偏移トラッキン
グフィルタ。 - （２）前記ディジタル移相器が、前記低周波数位相ロッ
クループ内に直列に接続されて、かつＤ型フリップフロ
ップを含み、そのクロック入力は、入力信号周波数の２
倍の周波数を有する低周波数位相ロックループ電圧制御
発振器の出力に結合される、請求項１に記載の広偏移ト
ラッキングフィルタ。 - （３）前記直角クロック信号出力の経路の信号経路内に
排他的ＯＲ回路をさらに含む、請求項２に記載の広偏移
トラッキングフィルタ。 - （４）前記Ｄ型フリップフロップからの１組の直角クロ
ック出力信号経路の各々内に直列に接続される遅延ゲー
トをさらに含む、請求項２に記載の広偏移トラッキング
フィルタ。 - （５）前記高周波数位相ロックループ内の前記安定発振
器および前記ループ電圧制御発振器はともに低位相雑音
発振器である、請求項１に記載の広偏移トラッキングフ
ィルタ。 - （６）前記低位相雑音発振器が１０メガヘルツでまたは
その近くで動作するクリスタル発振器である、請求項５
に記載の広偏移トラッキングフィルタ。 - （７）前記高周波数位相ロックループが、前記ループ電
圧制御発振器の出力に結合される第１の電力分割器を含
む、請求項１に記載の広偏移トラッキングフィルタ。 - （８）前記高周波数位相ロックループ内の前記影像除去
手段が、前記ミクサに結合される１組の同相出力を有す
る第２の電力分割器を含む、請求項７に記載の広偏移ト
ラッキングフィルタ。 - （９）前記影像除去手段が、前記ミクサの出力に結合さ
れ、かつ前記高周波数位相ロックループの位相検波器の
入力に結合される直角ハイブリッド回路を含む、請求項
８に記載の広偏移トラッキングフィルタ。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/135,166 US4814727A (en) | 1987-12-18 | 1987-12-18 | Wide-deviation tracking filter circuit |
| US135,166 | 1987-12-18 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01221016A true JPH01221016A (ja) | 1989-09-04 |
Family
ID=22466851
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63302111A Pending JPH01221016A (ja) | 1987-12-18 | 1988-11-28 | 広偏移トラッキングフィルタ |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4814727A (ja) |
| JP (1) | JPH01221016A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5233609A (en) * | 1990-08-27 | 1993-08-03 | Gte Government Systems | Multichannel multiplexer with frequency discrimination characteristics |
| US5300838A (en) * | 1992-05-20 | 1994-04-05 | General Electric Co. | Agile bandpass filter |
| US5675620A (en) * | 1994-10-26 | 1997-10-07 | At&T Global Information Solutions Company | High-frequency phase locked loop circuit |
| US6137852A (en) * | 1997-12-23 | 2000-10-24 | Motorola, Inc | Phase detector circuit and method of phase detecting |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5631729B2 (ja) * | 1976-05-31 | 1981-07-23 | ||
| JPS574609A (en) * | 1980-06-11 | 1982-01-11 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Digital mixing device |
| JPS58134525A (ja) * | 1982-02-04 | 1983-08-10 | Mitsubishi Electric Corp | トラツキングフイルタ |
| JPS6094522A (ja) * | 1983-10-28 | 1985-05-27 | Pioneer Electronic Corp | デイジタルミキシング回路 |
| JPS61230420A (ja) * | 1985-04-04 | 1986-10-14 | Mitsubishi Electric Corp | 移相器 |
| JPS61234624A (ja) * | 1985-03-01 | 1986-10-18 | エリクソン ジーイー モービル コミュニケーションズ インコーポレーテッド | 可聴信号をプログラマブルに移相するディジタル装置と方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4352074A (en) * | 1980-02-01 | 1982-09-28 | Westinghouse Electric Corp. | Phase-locked loop filter |
| US4453137A (en) * | 1982-02-05 | 1984-06-05 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army | Signal processor for plural frequency detection and tracking over predetermined range of frequencies |
-
1987
- 1987-12-18 US US07/135,166 patent/US4814727A/en not_active Expired - Lifetime
-
1988
- 1988-11-28 JP JP63302111A patent/JPH01221016A/ja active Pending
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5631729B2 (ja) * | 1976-05-31 | 1981-07-23 | ||
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| JPS58134525A (ja) * | 1982-02-04 | 1983-08-10 | Mitsubishi Electric Corp | トラツキングフイルタ |
| JPS6094522A (ja) * | 1983-10-28 | 1985-05-27 | Pioneer Electronic Corp | デイジタルミキシング回路 |
| JPS61234624A (ja) * | 1985-03-01 | 1986-10-18 | エリクソン ジーイー モービル コミュニケーションズ インコーポレーテッド | 可聴信号をプログラマブルに移相するディジタル装置と方法 |
| JPS61230420A (ja) * | 1985-04-04 | 1986-10-14 | Mitsubishi Electric Corp | 移相器 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US4814727A (en) | 1989-03-21 |
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