JPH01248703A - 掃引周波数信号発生器 - 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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、周波数を掃引しながら出力する掃引周波数
信号発生器に係り、例えば掃引のスタートおよびストッ
プの周波数確度、それら周波数間をアナログ掃引中の掃
引周波数確度等を向上させた掃引周波数信号発生器に関
する。

（従来の技術） アナログ掃引においてスタート周波数の確度を良くした
ものに、特公昭６１−１１００３号公報に示されるもの
があった。この概要を第５図に示し、その動作を説明す
る。掃引のスタート時点で掃引波形信号ｅを掃引休止状
態にし、ホールド回路３の入出力端子を接にする。この
とき、位相検出部２が可変発振器６０と基準信号発生器
１との位相差を検出し、そのときの位相差信号ｊを前記
ホールド回路３を介して演算器５０へ送出する。

演算器５０は掃引波形信号ｅと位相差信号ｊとを加算し
て電圧制御形見振器である可変発振器６０へ出力する。

このようにして位相・ロック・ループを形成し、ロック
したところでホールド回路３が位相差信号ｊをホールド
して位相・ロック・ループを解除する。次に、掃引を開
始した掃引波形信号ｅが演算器５０でホールドされた位
相差信号ｊに加算されて可変発振器６０に加えられる。

このとき可変発振器６０はロックしたスタート周波数か
ら周波数掃引をスタートする。掃引のストップ周波数は
掃引波形信号ｅで決まる。

（発明が解決しようとする課題） 上記のような掃引周波数信号発生器では、周波数掃引時
のスタート周波数の確度は良いが、ストップ周波数およ
び掃引中の掃引周波数の確度は可変発振器６０と掃引波
形信号ｅの直線性（電圧−周波数特性）および安定度に
依存し、良くないという問題点があった。

この発明は、かかる問題点を解決するためになされたも
ので、スタートおよびストップの周波数確度、それら周
波数間を掃引中の掃引周波数確度等を向上した掃引周波
数信号発生器を得ることを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

この発明にがかる掃引周波数信号発生器は、周波数設定
情報をもとに掃引の基点となる周波数に応じて設定され
た電圧と、周波数設定情報をもとに掃引の周波数幅に応
じた電圧変化幅を設定された掃引波形信号とを演算して
掃引制御信号として出力する演算器と、その掃引制御信
号に応じて掃引周波数信号を出力する可変発振器と、周
波数幅に応じた電圧変化幅の少なくとも両端に電圧の変
化しない掃引休止時間を設けた周期性の掃引電圧波形信
号を出力し、かつ掃引休止時間に同期したタイミング信
号を出力する掃引部と、幅制御信号に応じて掃引電圧波
形信号の電圧変化幅を可変して掃引波形信号として出力
する幅制御部と、掃引休止時間に可変発振器が出力する
掃引周波数幅を検出してその検出結果と周波数設定情報
からの周波数幅とを比較し、かつこの比較結果を前回の
掃引時に出力していた幅制御信号に積算して新しい幅制
御信号として出力する幅誤差検出部とを備えたものであ
る。

（作用） この発明において、幅誤差検出部は、掃引休止時間に可
変発振器が出力する掃引周波数信号より実掃引時（可変
発振器が掃引制御信号により駆動されている時をいう）
の周波数幅を検出し、その実掃引時の周波数幅と周波数
設定情報からの周波数幅とを比較し、その結果を前回の
掃引時に出力していた幅制御信号に積算して新しい幅制
御信号として幅制御部へ出力する。幅制御部は、幅制御
信号に応じて掃引電圧波形信号の電圧変化幅を可変して
、実掃引時の周波数幅と周波数設定情報の周波数幅との
差がなくなるような掃引波形信号を形成して出力する。

演算器は、この掃引波形信号と掃引の基点となる周波数
設定情報に応じた電圧とを演算して掃引制御信号として
可変発振器へ出力し、可変発振器に周波数設定情報の周
波数を基点として、周波数設定情報の周波数幅だけ直線
性よく掃引せしめる。

掃引の基点となる周波数としては、スタート。

センター周波数等を設定できる。

〔実施例〕

第１図はこの発明の一実施例を示す図であり、第２図は
、第１図における主要部が人出力する信号を示す図であ
る。これらの図の中で、１０はパネル制御部で、キー操
作等で所望の掃引の基点となる周波数と掃引の周波数幅
の各情報を含む周波数設定情報ｍを人力するためのもの
である。この例では掃引の基点となる周波数として、ス
タート周波数Ｆ１％周波数幅として周波数幅ΔＦが人力
されたものとする。また、パネル制御部１０で掃引時間
も設定できる。２０は掃引部で、前記周波数幅ΔＦに応
じた電圧変化幅の両端に、電圧変化しない掃引休止時間
を設けた周期性の掃引電圧波形信号Ｃを出力する掃引波
形発生部２１、および掃引休止時間に同期したタイミン
グ信号す。〜ｂ４を出力するシーケンス制御部２２から
なる。

３０はスタート周波数Ｆ１に応じた直流の電圧である電
圧信号りを発生する重圧発生部である。

４ｏは幅制御部で、この例では利得可変増幅器で構成さ
れ、前記掃引電圧波形信号Ｃの電圧変化幅を可変して、
すなわち、その電圧傾斜を可変して掃引波形信号ｅとし
て出力するものである。したがって、この幅制御部４０
は周波数幅ΔＦ間の掃引速度も可変している。５０およ
び６０は上記従来例で説明したものと同一のものである
。７０は幅誤差検出部で、前記可変発振器６０より掃引
周波数信号ｇとして出力される実掃引時の周波数幅（こ
れをとΔｆとする）と、前記周波数設定情報ｍからの周
波数幅ΔＦとの差を検出し、この差と前回の掃引時に同
様にして検出した差とを積算して幅制御信号ｄとして出
力する。この幅誤差検出部７０は次の符号７１〜７７で
示されるもので構成される。７１は掃引休止時間にスタ
ートおよびストップ周波数を検出する周波数検出部、７
２゜７３はスタートおよびストップ周波数（ｆｌおよび
ｆ２）を記憶して出力する周波数データメモリ、７４は
実掃引時のスタートおよびストップ周波数ｆ１およびｆ
２より実掃引時の周波数幅Δｆを算出する比較器である
。７５は幅比軟部で、前記周波数幅Δｆと周波数設定情
報ｍからの周波数幅ΔＦとの差をとり、この結果をタイ
ミング信号ｂ３に応じてサンプリングホールドして誤差
信号ｉとして出力する。７６は積算するための演算器で
、後述のラッチ回路７７から前回の演算結果（つまり前
回の掃引でこの演算器７６より出力していた幅制御信号
ｄ）と前記誤差信号ｉとを積算して新しい幅制御信号ｄ
として出力する。ラッチ回路７７はタイミング信号ｂ４
に応じて、幅制御信号ｄをサンプリングホールドして前
記演算器７６へ出力する。

これらの構成で、パネル制御部１０．周波数データメモ
リ７２．７３、比較器７４０幅比較部７５、演算器７６
およびラッチ回路７７は、ｃＰＵ、メモリ等で構成され
る。また、掃引部２０はＣＰＬＩ、Ｄ／Ａ変換器および
クロック発生器等で構成できる。

次に第１図および第２図をもとに動作を手順に沿って説
明する。

（イ）掃引部２０は、パネル制御部１０よりキーで人力
された周波数設定情報ｍ（つまり、スタート周波数Ｆ＋
＋周波数幅ΔＦ）および掃引時間情報を受けて、これら
周波数に応じたタイミング信号ａを生成する。掃引波形
発生部２１はタイミング信号ａに基づいて、周波数幅Δ
Ｆに応じた電圧変化幅でその両端に掃引休止時間（例え
ばｔ。〜ｔ２、ｔ３〜ｔａ）を有する掃引電圧波形信号
Ｃを発生する。シーケンス制御部２２はタイミング信号
ａをもとにタイミング信号す。、　ｂ　ｒ　、　ｂ　２
　、　ｂ　３　。

ｂ４を生成する。

（ロ）幅制御部４０は、掃引電圧波形信号Ｃを幅制御信
号ｄに応じて可変して掃引波形信号ｅとして出力する。

ここで、各構成が理想的な状態と仮定すれば幅誤差検出
部７０から出力される幅制御信号ｄによる制御量はゼロ
となる。この時点で、理想的な状態が成立しているとし
て説明する。

演算器５０は、電圧発生部３０からスタート周波数Ｆ１
に応じて出力された電圧を有する重圧信号りに掃引波形
信号ｅを加算して、この加算結果を掃引制御信号にとし
て出力し、可変発振器６０を制御する。

（ハ）上記のような条件およびタイミング関係にあると
き、周波数検出部７１は、タイミング信号ｂｏに応じて
最初の掃引時の掃引休止時間内のｔｏ−ｔ、、ｔ３〜ｔ
４　（第２図を参照）に、可変発振器６ｏより出力され
る掃引周波数信号ｇよりスタート周波数ｆ１．ストップ
周波数ｆ２を検出して順次出力する。

したがって掃引休止時間としては、周波数検出部７１が
周波数を検出するのに必要な時間が設定されている。

（ニ）周波数データメモリ７２．７３は、それぞれスタ
ート周波数ｆ１．ストップ周波数ｆ２をタイミング信号
す、、ｂ２に応じて、１．．１４なるときに取り込み記
憶する。さらに次の周波数データを取り込むまで、記憶
した周波数データを出力し糸売ける。

比較器７４は、スタート周波数ｆ、とストップ周波数ｆ
２との差Δｆ　（＝ｆ２−ｆ！　）を算出して出力する
。

（ホ）幅比軟部７５は、比較器７４が検出した実掃引時
の周波数幅Δｆとパネル制御部１０の周波数設定情報ｍ
からの周波数幅ΔＦとを比較し、これら周波数幅の差（
＝ΔＦ−Δｆ）に応じた誤差信号ｉを出力する。この誤
差信号ｉはタイミング信号ｂ３応じて掃引毎に新しいデ
ータに入れ替えて出力される（第２図を参照）。

演算器７６は、この誤差信号ｉとラッチ回路７７がｔ４
にサンプリングしてそれ以降に出力する幅制御信号ｄ（
ｔ４前に幅制御部４０へ出力されていた幅制御信号ｄ）
とを積算して新しい幅制御信号ｄとして出力する。この
積算はｔ４〜ｔ５間に行われ、新しい幅制御信号ｄは次
の掃引時間のｔ、〜ｔ１１に有効となるように出力され
る。

また、ラッチ回路７７がこの新しい幅制御信号ｄをサン
プリングして出力するのは、タイミング信号ｂ４に応じ
てｔｌｏなる時間である。

（へ）幅制御部４０は、次の掃引時間にこの新しい幅制
御信号ｄで上記の周波数幅の差、つまり誤差信号ｉがゼ
ロになるように利得を制御される。

この場合は、（ロ）で説明したように理想状態なので、
誤差信号ｉおよび幅制御信号ｄはゼロであり、前記幅制
御部４０の利得は変化しない。

つまり、このとぎｆ、＝Ｆ、　、Δｆ＝ΔＦ、ｆ２＝Ｆ
＋　＋ΔＦ （ト）次に、可変発振器６０の直線性（電圧−周波数特
性）が、例えば温度上昇などでｔ６なる時間にストップ
周波数付近で周波数幅αだけ上方に変動し、その後その
まま安定した状態が続いたとして、動作を説明する。

まず、前回の掃引（ｔ　ｏ　”　ｔ　ｏ間の掃引）が前
記のように理想状態で行われたため、上記変動が生じた
次の掃引時（ｔａ〜ｔ１２間の掃引）においても、前回
の掃引時ｔ。−ｔ６と同じ掃引波形信号ｅが演算器５０
に人力されている。掃引制御信号にも前回の掃引時と同
じものが可変発振器６０に印加されている。

したがって、可変発振器６０は少なくともｔ９〜ｔｌｌ
には設定より周波数幅αだけ上方の周波数を出力する。

（チ）このとき掃引周波数信号ｇの周波数関係は前の掃
引時の周波数関係に比較し、ｆ、＝Ｆ、、ｆ２＝Ｆ、＋
ΔＦ＋αになる。

比較器７４はΔＦとしてΔＦ＋αを出力する。

幅比軟部７５はｔｌｌにΔＦとΔＦを比較しαに応じた
電圧Ｅαを検出してホールドして、これを誤差信号ｉと
して出力する。

ラッチ回路７７はｔ、。には、それ以前に幅制御部４０
に送出されていた幅制御信号ｄをサンプリングして出力
している。

演算器７６は、幅比軟部７５からの誤差信号１（＝Ｅα
）とラッチ回路７７からの幅制御信号ｄとを積算して、
新しい幅制御信号ｄを次の掃引時のｔｌｌ〜ｔ１７に幅
制御部４０へ送出する。

幅制御部４０は、幅制御信号ｄに応じて掃引電圧波形信
号Ｃの電圧変化幅とその傾斜を可変して掃引波形信号ｅ
として演算器５０へ出力する。

このとぎの掃引波形信号ｅは、少なくともｔ１５〜ｔ１
７には誤差信号ｉがゼロになるような、つまり可変発振
器６０の出力する掃引周波数信号ｇのストップ周波数ｆ
２が、Ｆ１＋ΔＦになるような波形に制御される。

（す）しかし、このような掃引波形信号ｅで実際に可変
発振器６０を制御しても、幅制御部４０における制御誤
差や演算器５０および可変発振器６ｏの感度のバラツキ
により、出力される掃引周波数信号ｇのストップ周波数
ｆ２は誤差βを含みＦ１＋ΔＦ＋βになることがある。

ここでβくαである。しかし、上記と同様の繰り返しで
、第２図にも示すように、この誤差は掃引毎に補償され
、この誤差はゼロになるように収束する。

この結果、掃引周波数信号ｇは、上記の周波数幅αなる
変動が補償され、再たびパネル制御部１０からの周波数
設定情報ｍに応じた正常な掃引周波数を出力するように
なる。

上記実施例で、電圧発生部３０はスタート周波数Ｆ１に
応じた電圧を有する電圧信号りを発生していたが、パネ
ル制御部１０で周波数設定情報ｍとしてセンター周波数
と掃引幅を設定できるようにしておいて、周波数設定情
報ｍからセンター周波数を受けるようにして、センター
周波数に応じた電圧を発生するようにしてもよい。この
とき、可変発振器６０は、設定されたセンター周波数を
基点として掃引することになる。

なお、上記実施例は、スタート周波数そのものの変動に
ついては補償していない。スタート周波数の確度も良く
するためには、上記実施例に付加するように、従来技術
で説明した位相・ロック・ループを形成させるとよい。

第３図は、この位相・ロック・ループを形成させるため
の付加回路を示す図である。

第３図に沿って従来技術で説明したものとの違いを説明
する。

ホールド回路３は、第１図のシーケンス制御部２２から
タイミング信号ｂ５　　（第１図に図示せず）を受け、
スタート周波数Ｆ、に対応する掃引休止時間（第２図に
おいて、例えばｔ。−ｔｚ）だけ位相・ロック・ループ
を動作させ、このとぎ検出した位相差信号ｊを演算器５
０へ加える。他の掃引時間には前記位相差信号ｊをホー
ルドして演算器５０へ加える。周波数変換部４は、第１
図のパネル制御部１０からの周波数設定情報ｍをもとに
、掃引周波数信号ｇよりスタート周波数Ｆ＋を選択する
ためのものである。

このように構成することにより、実掃引時のスタート周
波数ｆ１と周波数幅Δｆ（つまりはストップ周波数ｆ１
＋Δｆ）の確度が改善され、さらに直線性も改善される
。

さらに、第４図に示すような構成にしても第３図の構成
のものと同様の効果がある。

第４図の例の動作は、スタート誤差検出部８０の中の比
較器８１が周波数設定情報ｍからのスタート周波数Ｆ１
と、第１図の周波数データメモリ７２からの実掃引時ス
タート周波数ｆ１との差を検出しこの差信号を出力する
。次に、演算器８２はラッチ回路８３が記憶していた前
回の掃引周期に電圧発生部３０を制御したときの制御値
と、前記差信号とを比較、演算して、その前記差信号の
値がゼロになるように電圧発生部３０にスタート電圧を
発生せしめる。

〔発明の効果） この発明は以上説明したとおり、周波数設定情報をもと
に掃引の基点となる周波数に応じて設定された電圧と周
波数設定情報をもとに掃引の周波数幅に応じた電圧変化
幅を設定された掃引波形信号とを演算して掃引制御信号
として出力する演算器と、その掃引制御信号に応じて掃
引周波数信号を出力する可変発振器と、周波数幅に応じ
た電圧変化幅の少なくとも両端に電圧変化しない掃引休
止時間を設けた周期性の掃引電圧波形信号を出力し、か
つ掃引休止時間に同期したタイミング信号を出力する掃
引部と、幅制御信号に応じて掃引電圧波形信号の電圧変
化幅を可変して掃引波形信号として出力する幅制御部と
、掃引休止時間に実掃引時の掃引周波数幅を検出してそ
の検出結果と周波数設定情報の周波数幅とを比較し、か
つこの比較結果を前回の掃引時に出力していた幅制御信
号に積算して新しい幅制御信号として出力する幅誤差検
出部とを備えたので、掃引のスタート、ストップの各周
波数は正確になり、かつスタート、ストップの各周波数
間の直線性も改善される効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す図、第２図は第１図
における主要部が人出力する信号を示す図、第３図は他
の実施例を示すための図で第１図の実施例に付加する部
分を示す図、第４図は別の他の実施例を示すための図で
第１図の実施例に付加する部分を示す図、第５図は従来
例を示す図である。 図において、１は基準信号発生器、２は位相検出部、３
はホールド回路、４は周波数変換部、１０はパネル制御
部、２０は掃引部、２１は掃引波形発生部、２２はシー
ケンス制御部、３０は電圧発生部、４０は幅制御部、５
０，７６．８２は演算器、６０は可変発振器、７０は幅
誤差検出部、７１は周波数検出部、７２．７３は周波数
データメモリ、７４．８１は比較器、７５は幅比軟部、
７７．８３はラッチ回路、８０はスタート誤差検出部で
ある。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 周波数設定情報をもとに掃引の基点となる周波数に応じ
   て設定された電圧と、前記周波数設定情報をもとに掃引
   の周波数幅に応じた電圧変化幅を設定された掃引波形信
   号とを演算して掃引制御信号として出力する演算器（５
   ０）と、その掃引制御信号に応じて掃引周波数信号を出
   力する可変発振器（６０）とからなる掃引周波数信号発
   生器において、前記周波数幅に応じた電圧変化幅の少な
   くとも両端に電圧変化しない掃引休止時間を設けた周期
   性の掃引電圧波形信号を出力し、かつ掃引休止時間に同
   期したタイミング信号を出力する掃引部（２０）と、幅
   制御信号に応じて前記掃引電圧波形信号の電圧変化幅を
   可変して前記掃引波形信号として出力する幅制御部（４
   ０）と、前記掃引休止時間に前記可変発振器が出力する
   掃引周波数幅を検出してその検出結果と前記周波数設定
   情報からの周波数幅とを比較し、かつこの比較結果を前
   回の掃引時に出力していた前記幅制御信号に積算して新
   しい幅制御信号として出力する幅誤差検出部（７０）と
   を備えたことを特徴とする掃引周波数信号発生器。