JPH02151121A - 周波数発生装置 - 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】 〔概要〕 複数の周波数の信号を切替えて出力する周波数発生装置
に関し、 短時間で周波数切替えを行わせることを目的とし、 電圧制御発振器の出力信号を加える前置分周器と、該前
置分周器の出力信号を加え、且つ設定された分周比で分
周するプログラマブル分周器と、該プログラマブル分周
器の出力信号と、基準発振器の出力信号とを加える位相
検波器と、該位相検波器の出力信号を前記電圧制御発振
器の制御電圧とする為のループフィルタとからなるフェ
ーズロック方式の周波数発生装置に於いて、前記電圧制
御発振器と前記前置分周器との間に、シフト周波数発生
器によって制御される無限移相器を接続して構成した。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、複数の周波数の信号を切替えて出力する周波
数発生装置に関するものである。

自動車電話、コードレス電話等の移動通信に於ける無線
通信装置に於いては、送受信周波数を切替える構成が設
けられており、所定の周波数帯域内に多数のチャネルを
確保する為、周波数間隔が数ＫＨｚ程度に狭くなってい
る。従って、切替可能のチャネル数を多くすると共に、
その切替えに要する時間を短くすることが要望されてい
る。

〔従来の技術〕

自動車電話等に於ける従来例の周波数発生装置は、例え
ば、第６図に示すように、フェーズロック方式による構
成を有するもので、６１は電圧制御発振器、６２は前置
分周器、６３はプログラマブル分周器、６４は位相検波
器、６５は基準発振器、６６はループフィルタである。

電圧制御発振器６１の出力信号は、前置分周器６２によ
り分周され、その分周出力信号はプログラマブル分周器
６３に加えられ、周波数設定信号によって設定された分
周比に従って分周されて位相検波器６４に加えられる。

この位相検波器６４には基準発振器６５の出力信号が加
えられ、位相検波器６４から、基準発振器６５の出力信
号とプログラマブル分周器６３の出力信号との位相差に
対応した信号が出力され、ループフィルタ６６から制御
電圧として電圧制御発振器６１に加えられて、基準発振
器６５の位相に同期化された信号が電圧制御発振器６１
から出力される。

従って、プログラマブル分周器６３の分周比を変更する
ことにより、基準発振器６５の出力周波数の間隔で電圧
制御発振器６１の出力周波数を切替えることができる。

又変調器を設けることなく、電圧制御発振器６１に変調
信号を制御電圧に重畳して加えることにより、電圧制御
発振器６１の出力信号は周波数変調信号となる。即ち、
音声信号やデータを変調信号として電圧制御発振器６１
に加えることにより、直接変調により周波数変調信号を
出力することができる。

〔発明が解決しようとする課題〕

自動車電話方式に於ける例えば８００ＭＨｚ帯に於いて
は、チャネル間隔を２５ＫＨｚとし、チャネル数を６０
０としている。従って、周波数発生装置は、２５ＫＨｚ
間隔で周波数を切替える構成が使用されることになる。

又チャネル数を更に増加する為に、チャネル間隔を１２
．５　Ｋ　Ｈｚとした場合は、周波数発生装置も１２．
５　Ｋ　Ｈｚ間隔で周波数を切替える構成が必要となり
、更にチャネル数を増加する為に、インタリーブ方式を
採用した場合には、周波数間隔を６．２５　Ｋ　Ｈｚと
する必要が生じる。

又コードレス電話方式に於いて、コードレス電話機から
固定の接続装置へは２５０ＭＨｚ帯、又固定の接続装置
からコードレス電話機へは４００ＭＨｚ帯が使用されて
おり、それぞれのチャネル間隔は１２．５ＫＨｚに選定
されている。

このように周波数間隔が狭くなるに従って、基準発振器
６５の出力周波数を低下させる必要があり、それに伴っ
て位相検波器６４の出力信号には低周波成分が多く含ま
れることになり、ループフィルタ６６は、この低周波成
分を遮断する必要があるから、時定数が大きくなる。

従って、プログラマブル分周器６３の分周比を周波数設
定信号に従って変更して、チャネル切替えを行う場合に
、ループフィルタ６６を含む帰還ループの応答速度が遅
くなるから、電圧制御発振器６１の出力周波数が切替え
られるまでの時間が長くなる。その為、チャネル切替え
が完了するまで、通話或いはデータ伝送ができないので
、チャネルの使用効率が低下することになる。又無線ゾ
ーン間を移動する場合には、基地局からチャネル切替え
の制御が行われることになるが、前述のようにチャネル
切替えに要する時間が長いと、通話が中断される場合が
生じる。

又電圧制御発振器６１に変調信号を加えて直接変調を行
う構成に於いては、変調周波数成分が低域まで延びてい
るから、ループフィルタ６６を介して帰還がかからない
ようにする為に、ループフィルタ６６の遮断周波数を充
分に下げる必要がある。それによって、前述のように、
更にチャネル切替えに要する時間が長くなる欠点が生じ
る。

本発明はミ短時間で周波数切替えを行わせることを目的
とするものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の周波数発生装置は、第１図を参照して説明する
と、フェーズロック方式の周波数発生装置に於いて、電
圧制御発振器（ＶＣＯ）１と前置分周器２との間に、シ
フト周波数発生器７によって制御される無限移相器８を
接続し、前置分周器２の出力信号をプログラマブル分周
器３により分周し、その分周出力信号と基準発振器５の
出力信号とを位相検波器４に加えて、それらの移相差に
対応した出力信号をループフィルタ６を介して電圧制御
発振器１の制御電圧とし、シフト周波数発生器７とプロ
グラマブル分周器３とに加える周波数設定信号に従った
周波数の信号を電圧制御発振器１から出力するものであ
る。

〔作用〕

電圧制御発振器１の出力信号を無限移相器８により位相
をシフトすると、それに伴って前置分周器２及びプログ
ラマブル分周器３の出力信号の位相もシフトすることに
なる。従って、位相検波器４に於ける基準発振器５の出
力信号位相との位相差が大きくなり、電圧側′４１１１
発振器１の発振周波数が変化する。即ち、周波数設定信
号に従ってシフト周波数発生器７から無限移相器８に加
えるシフト周波数を切替えることにより、無限移相器８
は電圧制御発振器１の出力信号位相をシフトし、それに
よって、電圧制御発振器１の出力周波数をシフト周波数
の切替えに対応した狭い周波数間隔で切替えることがで
きる。

又周波数設定信号に従ってプログラマブル分周器３の分
周比を切替えることにより、比較的広い周波数間隔の切
替えが行われる。それによって、位相検波器４に於ける
位相比較周波数を高くすることができるから、ループフ
ィルタ６の遮断周波数を上げることができる。従って、
この帰ａループの応答速度を向上して、周波数切替えに
要する時間を短くすることができる。

〔実施例〕

以下図面を参照して本発明の実施例について詳細に説明
する。

第２図は本発明の実施例のブロック図であり、１１は電
圧制御発振器（ＶＣＯ）　、１２は前置分周器、１３は
プログラマブル分周器、１４は位相検波器、１５は基準
発振器、１６はループフィルタ、１７はシフト周波数発
生器、１８は無限移相器、１９は移相制御器、２０は周
波数変調を行う為の無限移相器である。

電圧制御発振器１１と前置分周器１２との間に無限移相
器１８を接続し、この無限移相器１８をシフト周波数発
生器１７により制御し、又変調信号を移相制御器１９に
加え、この移相制御器１９により無限移相器２０を制御
して、電圧制御発振器１１の出力信号の位相を制御し、
変調信号による周波数変調信号を出力するものである。

無限移相器１８．２０は、電圧制御発振器１１の出力信
号の位相をシフトして、電圧制御発振器１１の出力周波
数をシフトするものであり、各種の構成を用いることが
可能である。電圧制御発振器１１と前置分周器１２との
間に接続された無限移相器１８は、シフト周波数発生器
１７からのシフト周波数の信号に従って電圧制御発振器
１１の出力信号の位相をシフトするから、プログラマブ
ル分周器１３の出力信号も位相がシフトされ、基準発振
器１５の出力信号位相に対する位相差が太き（なり、そ
の位相差に対応した電圧がループフィルタ１６を介して
電圧制御発振器１１に制御電圧として加えられ、電圧制
御発振器１１は、無限移相器１８に於ける移相量に対応
した出力周波数に制御される。

従って、基準発振器１５の出力周波数を比較的高く設定
し、この出力周波数より低い周波数間隔で電圧制御発振
器１１の出力周波数を切替える時に、チャネル設定信号
に従って無限移相器１８を制御し、又基準発振器１５の
出力周波数の間隔或いはその整数倍の間隔で電圧制御発
振器１１の出力周波数を切替える時に、周波数設定信号
に従ってプログラマブル分周器１３の分周比を制御すれ
ば良いことになる。

又無限移相器２０は、変調信号が加えられる移相制御器
１９によって移相量が制御され、電圧制御発振器１１の
出力周波数を変調信号によってシフトするから、無限移
相８２０の出力信号は周波数変調信号となる。

無限移相器は、例えば、第３図に示す構成を有するもの
であり、２１は電圧制御発振器１１の出力信号を９０度
（π／２）と０度（０）とに分配する分配器、２２は合
成器、２３．２４は入カドランス、２５．２６は出カド
ランス、２７〜３４はダイオード、３５〜３８は制御端
子である。

人カドランス２３と出カドランス２５との間に接続され
たダイオ−）２７〜３０により第１の平衡変調器が構成
され、入カドランス２４と出カドランス２６との間に接
続されたダイオード３１〜３４により第２の平衡変調器
が構成され、合成器２２により第１．第２の平衡変調器
の出力信号ａｂがベクトル合成されて出力信号Ｃとなる
。第工、第２の平衡変調器の出力信号ａ、ｂは、ＩＱ御
端子３５〜３８に加える制御信号により制御することが
できる。

第４図は動作説明図であり、（ａｌは第２の平衡変調器
の出力信号すを０として、人力信号に対して９０度の第
１の平衡変調器の出力信号ａを出力信号Ｃとした場合を
示し、（ｂ）は第１と第２の平衡変調器の出力信号ａ、
ｂを同一レベルとなるように制御し、人力信号に対して
４５度の出力信号Ｃとした場合を示す。又（Ｃ）は第１
の平衡変調器の出力信号ａより第２の平衡変調器の出力
信号すのレベルを大きくして、入力信号に対し４５度よ
り小さい位相差の出力信号Ｃとした場合を示し、（ｄ）
は第１の平衡変調器の出力信号ａを０として、入力信号
に対して０度の第２の平衡変調器の出力信号すを出力信
号Ｃとした場合を示す。

シフト周波数発生器１７は、９０度位相差のシフト周波
数の信号を出力し、無限移相器１８の制御端子３５〜３
日に加えるものである。従って、制御端子３５．３６に
加えられるシフト周波数の信号と、制御端子３７．３８
に加えられるシフト周波数の信号とは９０度の位相差を
有し、無限移相器１８の分配器２１により分配された信
号は、第１．第２の平衡変調器に於いてシフト周波数の
信号に従って変調され、合成器２２によりベクトル合成
されるから、電圧制御発振器１１の出力周波数は、シフ
ト周波数に従ってシフトされる。

又無限移相器２０により周波数変調を行うもの、であり
、電圧制御発振器１１の出力信号は分配器２Ｉに、移相
制御器１９からの制御信号は制御端子３５〜３８にそれ
ぞれ加えられ、合成器２２から周波数変調信号が出力さ
れる。変調信号に従った制御信号を無限移相器・２０に
加える為の移相制御器１９は、例えば、第５図に示す構
成を有し、５１は変調器、５２は基準周波数発生器、５
３゜５４は位相検波器、５５は９０度移相器である。

変調器５１に於いて変調信号ｅに従って基準周波数を周
波数変調する。従って、位相検波器５３．５４の出力信
号は、変調信号ｅに従ったビート周波数の信号ｆ、ｇと
なり、且つそれぞれ９０度の位相差を有するものとなる
。この信号ｆ、ｇが制御信号として無限移相器２０の制
御端子３５〜３８に加えられるから、合成器２２により
ベクトル合成された出力信号Ｃは、変調信号ｅに従った
周波数変調信号となる。

前述の実施例に於いて、例えば、チャネル間隔を１２．
５　Ｋ　Ｈｚ　、発射間隔を５００ＫＨｚとした４００
ＭＨｚ帯の自動車電話方式に於ける周波数配置が、４０
０，４００．０１２５，４００．０２５４００．０３７
５，４００．０５．　　・・・・・・４００．５．−４
００．５１２５，４００．５２５゜４０１．４０１．０
１２５，４０１．０２５．　　・・４０１．５，４０１
．５１２５，４０１．５２５．　　・・（ＭＨｚ）の場
合に於いて、基準発振器１５の出力周波数を発射間隔と
同じ５００ＫＨｚとすることができる。

そして、送信周波数を４００ＭＨｚとすると、無限移相
器１８の移相量を０として、前置分周器１２とプログラ
マブル分周器１３とによる分周比を８００とすれば、位
相検波器１４には、基準発振器１５の出力周波数と同一
の５００　Ｋ　ＨｚＯ分周出力周波数が加えられ、位相
差に対応した制御電圧により、電圧制御発振器１１は、
基準発振器１５の出力信号位相に同期した４（ｌＯＭＨ
ｚの信号を出力することになる。

又送信周波数を４０１．５１２５ＭＨｚに切替えた時は
、前置分周器１２とプログラマブル分周器１３とによる
分周比を８０３とすると共に、無限移相器１８により電
圧制御発振器１１の出力信号位相をシフトし、この位相
シフト量に対応した制御電圧がループフィルタ１６を介
して電圧制御発振器１１に加えられるから、電圧制御発
振器１１から設定された送信周波数が出力される。

従って、発射間隔で周波数切替えを行う場合、プログラ
マブル分周器１３を周波数設定信号により制御して、分
周比を切替えることになり、又チャネル間隔で周波数切
替えを行う場合、無限移相器１８をチャネル設定信号に
従って位相シフトを行うことになるから、基準発振器１
５の出力周波数を発射間隔の周波数としても、チャネル
間隔で周波数切替えを行うことができる。例えば、自動
車電話方式に於いては、主としてプログマブル分周器１
３の分周比を周波数設定信号により切替えることにより
、発射間隔で周波数の切替えを行うことができる。又コ
ードレス電話方式に於いては、主として無限移相器１８
によるシフト量をチャネル設定信号により切替えること
により、チャネル間隔で周波数の切替えを行うことにな
る。

前述のように、基準発振器１５の出力周波数を比較的広
い周波数間隔に従って設定することにより、位相検波器
１４の位相比較周波数を高（することができるから、ル
ープフィルタ１６の遮断周波数を高くして、帰還ループ
の応答速度を向上することができるから、電圧制御発振
器１１の出力周波数の切替えを高速化することができる
。

又電圧制御発振器１１に変調信号ｅを直接入力して周波
数変調を行わせることも可能である。しかし、直接周波
数変調を行った場合に、変調周波数成分が低域まで延び
ていることにより、ループフィルタ１６を介して負帰還
がかからないように遮断周波数を充分に下げる必要が生
じる。その為に、基準発振器１５の出力周波数を高（し
ても、ループフィルタ１６の遮断周波数を高（すること
が困難となる。

そこで、電圧制御発振器１１の出力信号を無限移相器２
０に加えて周波数変調を行わせるものである。又通常の
周波数変換器を設けて周波数変調を行わせることも可能
であるが、周波数変換器の出力周波数は、電圧制御発振
器１１の出力周波数と変調信号ｅの周波数との差及び和
の成分を含むことにより、スプリアスの問題が生じる。

これに対して、無限移相器２０を用いた場合は、電圧制
御発振器１１の出力周波数を変調信号ｅに従ってシフト
するものであるから、スプリアスの問題は生じないこと
になる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明は、フェーズロック方式の
周波数発生装置に於いて、電圧制御発振器１と前置分周
器２との間に無限移相器８を接続し、この無限移相器８
をシフト周波数発生器７からのシフト周波数の信号によ
って制御して、電圧制御発振器１の出力周波数をシフト
することにより、狭い周波数間隔の出力周波数の切替え
を可能とし、広い周波数間隔の出力周波数の切替えは、
プログラマブル分周器３により電圧制御発振器ｌの出力
周波数を分周することにより行うもので、基準発振器５
の出力周波数を、広い周波数間隔の周波数とすることが
可能となるから、位相検波器４の位相比較周波数を高く
することができ、従って、ループフィルタ６の遮断周波
数を高くすることができる。それによって、帰還ループ
の応答速度を高くして、電圧制御発振器１の出力周波数
の切替えを高速化することができる利点がある。

又プログラマブル分周器３の分周比を比較的単純な数と
することができるから、構成を簡単化することができる
。又基準発振器５の出力周波数を高くすることにより、
その構成を小型化することが容易となる利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理説明図、第２図は本発明の実施例
のブロック図、第３図は無限移相器の説明図、第４図ｆ
ａ）〜（ｄ）は移相動作説明図、第５図は移相制御器の
ブロック図、第６図は従来例のブロック図である。 １．１１は電圧制御発振器（ＶＣＯ）　、２゜（、ａ） １２は前置分周器、３，１３はプログラマブル分周器、
４．１４は移相検波器、５，１５は基準発振器、６，１
６はループフィルタ、７，１７はシフト周波数発生器、
８，１８．２０は無限移相器１９は移相制御器である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 電圧制御発振器（１）の出力信号を加える前置分周器（
   ２）と、該前置分周器（２）の出力信号を加え、且つ設
   定された分周比で分周するプログラマブル分周器（３）
   と、該プログラマブル分周器（３）の出力信号と、基準
   発振器（５）の出力信号とを加える位相検波器（４）と
   、該位相検波器（４）の出力信号を前記電圧制御発振器
   （１）の制御電圧とする為のループフィルタ（６）とか
   らなるフェーズロック方式の周波数発生装置に於いて、 前記電圧制御発振器（１）と前記前置分周器（２）との
   間に、シフト周波数発生器（７）によって制御される無
   限移相器（８）を接続した ことを特徴とする周波数発生装置。