JPH03147409A - 周波数変調器 - 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」 この発明は位相同期ループを用いた周波数変調器に関す
る。

「従来の技術」 第３図は８００ＭＨｚ帯の無線通信において使用される
周波数変調器の構成例を°示すブロック図である。第３
図に示すように、この周波数変調器（よ、基準発振器ｌ
と、位相比較回路２、Ｌ　Ｐ　Ｆ　（ローパスフィルタ
）３、ＶＣＯ（電圧制御発振器）４、および分周回路５
からなるＰＬＬ（位相同期ループ）１００とによって構
成される。

基準発振器１は周波数安定度の高い水晶発振器によって
実現されており、周波数の一定した基準信号Ｍ、を出力
する。この基準信号Ｍ１とＶＣＯ４の発振出力を分周回
路５によって分周した信号との位相差が位相比較回路２
によって検出され、位相誤差信号が出力される。そして
、位相誤差信号が、ＬＰＦ３によって帯域制限されてＶ
ＣＯ４に入力され、位相誤差信号をなくす方向にＶＣＯ
４の発振周波数が制御される。このようにして、ＰＬＬ
１００が基準信号Ｍ、に位相同期する。一方、ＶＣＯ４
にはＬＰＦ３の出力信号の他、数Ｈｚ〜３ｋＨｚのデジ
タル信号が変調信号として入力され、ＶＣＯ４から変調
信号によって周波数変調された被変調信号が出力される
。

第３図の構成の場合、変調信号周波数が低くなると、位
相誤差信号における被変調信号の周波数変化に対応した
信号がＬＰＦ３によって阻止されずにＶＣＯ４に入力さ
れる。このため、例えば第４図に実線で示すように、変
調信号周波数が所定の周波数ｆｎ以下になると、変調度
が低下する。そこで、第３図の構成において、Ｌ　Ｐ　
Ｆ　３の時定数を大きな値にする。この結果、第４図に
破線で示すように、変調度の低下する周波数の下限値が
「ｎからｆｎａに下がり、周波数変調器を広帯域化する
ことができる。

第５図はＰＬＬを用いた周波数変調器の別の構成例を示
４−ブロック図である。なお、第５図において、重連の
第３図と対応する部分には同一の符号が付けである。基
準発振器１ａは、電圧制御水晶発振器によって実現され
、変調信号によって周波数変調された信号Ｍ、を出力す
る。そして、ＰＬ　Ｌ　Ｉ　００は、信号Ｍ、に位相同
期する。また、第３図の周波数変調器と同様、ＰＬＬ　
Ｉ　ＯＯにおけるＶＣＯ４に抵抗６を介して変調信号が
人力され、ＶＣＯ４の発振周波数が変調される。

第５図の構成によれば、基準発振器１ａの変調度対周波
数特性に応じてＬＰＦ３の時定数を決定することにより
、広帯域の周波数変調器を実現することができる。すな
わち、基準発振器１ａの動作により、第６図に示す変調
度対周波数特性Ａが得られるので、ＰＬＬ　Ｉ　ＯＯの
変調度対周波数特性として曲線Ｂが得られるように、Ｌ
ＰＦ３の時定数を選ぶ。この結果、全体として広帯域に
おいて変調度の一定した周波数変調器を実現することが
できる。

「発明が解決しようとする課題」 ところで、上述した第３図の周波数変調器は、広帯域化
を図るためにはＬＰＦ３の時定数を大きくする必要があ
るが、ＬＰＦ３の時定数を大きくするとＰＬＬ　１００
のロックアツプ時間が長くなり、応答性が悪くなるとい
う問題があった。また、第５図の周波数変調器は、低周
波領域は基準発振５１　ａの動作によって十分な変調度
が得られるので、ＬＰＰ３の時定数を大きな値にする必
要がなく、ＰＬＬ　ｌ　００のロックアツプ時間をそれ
程長くすることなく広帯域化を行うことができる。しか
し、基準発振器１ａの発振周波数を変調するので、基準
発振器１ａとして高安定度の発振器を使用することがで
きず、高い周波数安定度を要求される用途に使用するこ
とができないという問題があった。例えば、移動通信の
基地局において使用する周波数変調器の場合、周波数安
定度として±０　、５　ｐｐｍ以下が要求されるが、第
５図の構成の場合、周波数安定度は±２　、５　ｐｐｍ
程度しか得られず、移動基地局用の周波数変調器として
使用することができない。

この発明は上述した事情に鑑みてなされたもので、広帯
域での周波数変調が可能であり、かっ、周波数安定度が
高く、しかも応答性の良い周波散液Ｒ７ｉを提供するこ
とを目的としている。

「課題を解決するための手段」 この発明による周波数変調器は、一定周波数の基準信号
に位相同期すると共に、変調信号によって出力信号周波
数が変調され、前記変調信号の周波数よりも低いループ
応答周波数を有する第１のＰＬＬと、前記第１のＰＬＬ
の出力信号に位相同期すると共に、前記変調信号によっ
て出力信号周波数か変調される第２のＰＬＬとを具備す
ることを特徴としている。

「作用」 上記構成によれば、第１のＰＬＬは基準信号に位相同期
し、出力信号の周波数は変調信号によって変調される。

ここで、第１のＰＬＬは、ループ応答周波数が変調信号
の周波数より低いので、変調信号による出力信号の周波
数変化には応答しない。そして、第２のＰＬＬは、第１
のＰＬＬの出力信号に位相同期し、変調信号によって出
力信号が周波数変調される。

「実施例」 以下、図面を参照して本発明の一実施例について説明す
る。

第１図はこの発明の一実施例による周波数変調器の構成
を示すブロック図である。この周波数変調器は、高安定
の水晶発振器を基準発振器Ｉとして用いると共に、基準
発振器！によって出力される基準信号Ｍ１に同期する位
相比較回路１１．ＬＰＦ１２、ＶＣＯＩ　３、分周回路
１４からなるＰＬＬ　１０１を設け、ＰＬＬｌ０１＋、
、おけるＶＣＯ１３の発振周波数を変調信号によって周
波数変調し、ＶＣＯ１３の出力信号Ｍ３をＰＬＬ　１０
０ａの位相比較回路２に入力するようにしたものである
。

ここで、ＬＰＦ１２は時定数の極めて大きなものが用い
られており、ＰＬＬ　１０１のループ応答周波数は変調
信号の周波数に比べて十分に低い。なお、ＰＬＬ　ｌ　
０１は搬送波周波数の切り換えがないので、ロックアツ
プ時間は長くても支障がない。

ＰＬＬ　Ｉ　００ａは、分周回路５に代えて、分周比を
切り換えることが可能な分周回路５ａを用いた点がＰＬ
Ｌ　１００と異なっており、分周回路５ａの分周比は、
搬送波周波数切換回路６により、所望の搬送波周波数に
対応して切り換えられる。

この周波数変調器によれば、ＰＬＬ　ｌ　０１における
ＶＣＯｌ　３の発振周波数およびＰＬＬ　ｌ　００ａに
おけるＶＣＯ４の発振周波数が共に変調信号によって変
調され、ＶＣＯ４の発振出力が被変調信号として出力さ
れる。ここで、ＰＬＬｌ０Ｉはループ応答周波数が十分
に低いので、変調信号の周波数が低い場合でも、変調信
号による周波数変化に応答せず、ＶＣＯ１３の出力信号
Ｍ、は変調信号によって十分に周波数変調される。

従って、例えば第２図において実線Ｂで示したように、
変調信号の周波数が低くなり、ＰＬＬ　１００ａの動作
により得られる変調度が低下する場合においても、破線
Ｃに示すように、ＰＬＬ　１０１の動作により十分な変
調度が得られるので、広帯域における周波数変調が可能
となる。また、ローパスフィルタ３の時定数を極端に大
きくすることなく、上記広帯域化を行うことが可能であ
るので、ＰＬＬ　ｌ　００ａのロックアツプ時間を短く
することができ、応答性の良い周波数変調器が実現され
る。

「発明の効果」 以上説明したように、この発明によれば、広帯域での周
波数変調が可能であり、かつ、周波数安定度が高く、し
かも応答性の良い周波数変調器を実現することができる
という効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による周波数変調器の構成
を示すブロック図、第２図は同実施例の変調度対周波数
特性を説明する図、第３図は従来の周波数変調器の構成
例を示すブロック図、第４図は第３図の周波数変調器の
変調度対周波数特性を説明する図、第５図は従来の周波
数変調器の別の構成例を示すブロック図、第６図は第５
図の周波数変調器の変調度対周波数特性を説明する図で
ある。 第１図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 一定周波数の基準信号に位相同期すると共に、変調信号
   によって出力信号周波数が変調され、前記変調信号の周
   波数よりも低いループ応答周波数を有する第１のＰＬＬ
   と、 前記第１のＰＬＬの出力信号に位相同期すると共に、前
   記変調信号によって出力信号周波数が変調される第２の
   ＰＬＬと を具備することを特徴とする周波数変調器。