JPH03171923A - 自動周波数制御回路 - 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〕 本発明は受信機における自動周波数制御回路に関し、特
に受信機に設けた局部発振器の周波数制御を利用した自
動周波数制御回路に関する。

〔従来の技術〕

一般に、所要帯域幅の狭い信号（ｓｃｐｃ方式等）を使
用して通信を行う場合には、送信機及び中継機内の局部
発振器の周波数変動分あるいは衛星通信におけるドップ
ラー効果による周波数変動分を受信機において吸収し、
周波数を一定にした上で復調器に送出させる必要がある
。

この方法として、衛星通信においては通信に使用する以
外の信号（パイロット信号と呼ばれる）を親局より送出
し、受信局はこのパイロット信号の周波数変動分を検出
し、その検出した信号に応じて受信機の局部発振器の出
力周波数を変化させ、復調器に送出する信号の周波数が
一定となるように制御している。この方式の回路は自動
周波数制御回路（ＡＦＣ回路）と呼ばれている。

第３図は、このＡＦＣ回路の一例のブロック図である。

同図において、受信機で受信された信号は、局部発振器
２からの信号と周波数混合器ｌにおいて周波数混合され
両信号の差周波数が出力信号となる。この出力信号の一
部は雑音戒分を帯域制限する帯域ろ波器３を通り、周波
数位相比較器５に供給される． 一方、基準信号発生器４の出力信号も周波数位相比較器
５に供給され、ここで両者の周波数及び位相が比較され
る。比較された結果、生ずる誤差成分は局部発振器２に
負帰還され、局部発振周波数を変化させる。この一連の
動作は、周波数位相比較器５の誤差成分が零となるまで
続き、この結果ＡＦＣ回路の出力信号周波数は、入力信
号の周波数変化を吸収し、常に一定周波数となる。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、上述した従来の回路における帯域ろ波器３は
、信号対雑音比がかなり悪い条件で使用されることを前
提として設けられている。即ち、第４図（ａ）のように
雑音成分が小さくて信号対雑音比が良好な場合は、周波
数位相比較器５はパイロット信号の認識を明確に行うこ
とが可能である。ところが、同図（ｂ）のように雑音戒
分が大きい場合には、総計の雑音成分はパイロット信号
よりはるかに大きく周波数位相比較器５はバイロノト信
号を認識することが不可能になる。

そのため帯域ろ波器３を挿入し、周波数位相比較器５０
入力信号が同図（ｃ）のようになるよう帯域制限を行い
、パイロット信号の認識を可能としている。

したがって、帯域ろ波器３は、その帯域幅が狭くなるほ
ど信号対雑音比の劣化に対して有効に作用する。しかし
ながら、このように帯域ろ波器３の帯域幅を狭くすると
、パイロット信号として変調波が用いられた場合に、次
のような不具合が生じることになる。

第５図（ａ）のように変調が浅い場合には、帯域ろ波器
により切りとられる部分は図の斜線の部分がもっともレ
ベルが高く、ＡＦＣ回路は中心となる周波数ｆｃで動作
を行い何の問題も生じない．ところが、第５図（ｂ）の
ように変調が深くなった場合には、センター周波数近辺
よりも側波帯のレベルが高くなり、帯域ろ波器によって
切りとられる信号のレベルが最も高くなる部分がセンタ
ー周波数ｆｃではなくＡ又はＢの部分になる可能性がで
てくる。つまり、ＡＦＣ回路がＡ又はＢの部分をパイロ
ット信号の中心周波数であると誤認して動作することに
なる。

このことはパイロット信号が音声あるいは制御信号等、
常に周波数とレベルが変化する信号により変調を受けて
いる場合には、不定期に信号周波数が変化することを意
味している。したがって、このような現象が生じると、
復調器は原信号を復言周できなくなることになる。

このことを更に詳しく説明する。

一般に受信機の周波数変動の原因として考えられるもの
は衛星のドップラーによるものと送信機や衛星の中継器
の局部発振器の経年変化によるものである。これらの変
動は第６図に示すように、非常に緩やかなものであり、
最も早いドップラーによるものでも２４時間の周期をも
っている。

これに比べてパイロット信号が音声信号等により変調を
受けている場合は第７図のようになり、変調の深さの変
化は数分の１秒から数秒単位で起こると考えられる。こ
のため、第５図（ｂ）のＡ．Ｂに示す現象が生じ、ＡＦ
Ｃ回路の出力信号周波数は第７図の■乃至■のように急
速に変化することになる。このような急速な周波数変化
には復調器は追従できず、この結果同期外れを起こし回
線が断になるような障害を起こす原因となる。

本発明の目的は急速な周波数変化に対しても復調器を追
従させることを可能とし、回線断等の具合を防止するＡ
ＦＣ回路を提供することにある。

〔課題を解決す゜るための手段〕

本発明のＡＦＣ回路は、入力信号を局部発振器の出力信
号で周波数変換し、かつその出力信号を帯域制限した上
で基準信号との間で周波数位相比較を行って誤差信号を
出力し、この誤差信号に基づいて局部発振器の発振周波
数を変化制御するようにしたＡＦＣ回路において、周波
数位相比較器で得られた誤差信号をディジタル信号に変
換するアナログ・ディジタル変換器と、この変換された
ディジタル信号の時間的変化の割合に応じて制御信号を
出力する論理回路と、前記論理回路からの制御信号によ
って前記ディジタル信号を一定時間保持する保持回路と
、前記保持回路から出力されるディジタル信号をアナロ
グ信号に変換し、前記局部発振器の発振周波数制御端子
に負帰還するディジタル・アナログ変換器とを備えてい
る。

前記論理回路はディジタル信号の急激な変化を検知し、
このときに保持回路がディジタル信号を一定時間保持さ
せる制御信号を出力するように構成する。

また、保持回路は、ディジタル信号の保持時間を、入力
信号の変調の深い状態が続く最長時間よりも長い時間に
設定している。

〔作用〕

この構成によれば、論理回路がディジタル信号の急激な
変化を検知したときには、制御信号を出力して該ディジ
タル信号を保持回路において保持させ、局部発振器に出
力される制御電圧を一定に保ち、ＡＦＣ回路の出力周波
数を一定にする。

〔実施例〕

次に、本発明を図面を参照して説明する。

第ｌ図は本発明のＡＦＣ回路の一実施例のブロック図で
ある。図において、１は周波数混合器、２は局部発振器
、３は帯域ろ波器、４は基準信号発生器、５は周波数位
相比較器であり、第３図に示したこれまでのＡＦＣ回路
と同じであり、その作用も同しである。

本発明では、これに加えて、前記周波数位相比較器５か
ら出力される誤差信号をディジタル信号に変換するアナ
ログ・ディジタル変換器６と、この変換されたディジタ
ル信号の時間的変化の割合、ここでは急激な変化を検知
して制御信号を出力する論理回路７と、この論理回路７
からの制御信号によって前記ディジタル信号を一定時間
保持する保持回路８と、この保持回路８から出力される
ディジタル信号をアナログ信号に変換して前記局部発振
器２の発振周波数制御端子に負帰還するディジタル・ア
ナログ変換器９を設けている。

この構威によれば、周波数位相比較器５から出力されて
ディジタル信号に変換された誤差信号は、論理回路７に
おいてそのディジタル信号の時間的変化量の大きさに応
じてＨＩＧＩＩ／ＬＯ−に変化する制御信号を発生させ
る。

また、ディジタル信号の他の一部は保持回路８に入力さ
れた後、論理回路７からの制御信号により入力信号をそ
のまま出力するかあるいは現在の出力信号を保持するか
の動作を行う。そして、その出力信号はディジタル・ア
ナログ変換器９においてアナログ信号に変換され、この
アナログ信号に戻された誤差信号は制御電圧として局部
発振器２に負帰還され、この制御電圧に応じて発振周波
数を変化させるＡＦＣ動作が行われる。

このような作用の基で、変調されたパイロット信号が人
力された場合を考える。今、第２図の上側に示すパイロ
ット信号が人力されているとする．このような信号が入
力されている場合、第２図の（１）〜（３）に示すよう
な点においては第５図（ｂ）のＡ，Ｂに示したようにパ
イロット周波数の中心を認識する現象が起こるため、周
波数位相比較器の出力誤差信号は急激な変化が起こるこ
とになる。

しかしながら、ここではこの急激な変化を論理回路７が
検知して制御信号を発生させ、この制御信号により保持
回路８の出力ディジタル信号を保持させる。この保持状
態は予め設定した時間だけ継続させ、その時間経過後は
再びサンプル状態、つまり入力信号をそのまま出力する
状態に復帰させる．なお、保持時間は考えられる変調の
深い状態が続く最長時間より長く設定する必要がある。

この動作を入力パイロット信号の変調の深さに応じて動
作させると、第２図の下側に示すように、図示斜線の時
間領域で人力が保持回路８により保持されることになる
．この動作により、局部発振器２に負帰還される誤差信
号は、パイロット信号の変調の深さの変化にかかわらず
常に一定電圧となり、ＡＦＣ回路の出力周波数を一定の
ものとし、復調器における追従不能を防止して、同期外
れ等を防止する。

なお、衛星のドップラーによる周波数変動や、局部発振
器の経年変化による周波数変動は上述したように非常に
緩やかであるため、変調の深さの変化と区別することは
容易であり、長周期にわたる周波数変動を吸収する動作
には何の不都合も生ずることはない． 〔発明の効果〕 以上説明したように本発明は、デイジタル信号の急激な
変化を論理回路で検知し、この際に出力される制御信号
によって該ディジタル信号を保持回路において保持させ
るので、パイロット信号の変調の深さの変化に関わらず
局部発振器に出力される制御電圧を一定に保ち、ＡＦＣ
回路の出力周波数を一定に保つことができる。これによ
り、パイロット信号の変調の深さが急激に変化される場
合や、信号対雑音比が悪い場合でも、復調器における追
従を可能とし、同期外れ等を防止した良好なＡＦＣ特性
を得ることができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のＡＦＣ回路の一実施例のブロック図、
第２図は第１図のＡＦＣ回路におけるパイロット信号の
変調深さとそのときの保持回路の保持状態の関係を示す
図、第３図は従来のＡＦＣ回路のブロック図、第４図（
ａ）乃至第４図（ｃ）はパイロット信号と雑音との関係
を示す図、第５図（ａ）及び第５図（ｂ）はパイロット
信号の変調深さと帯域ろ波器のろ波特性との関係を示す
図、第６図は緩やかな周波数変動を示す図、第７図は従
来のＡＦＣ回路におけるパイロット信号の変調深さと出
力周波数の変動との関係を示す図である．１・・・周波
数混合器、２・・・局部発振器、３・・・帯域ろ波器、
４・・・基準信号発生器、５・・・周波数位相比較器、
６・・・アナログ・ディジタル変換器、７・・・論理回
路、８・・・保持回路、９・・・デイジタル・アナログ
変換器。 第 ｌ 図 ７′ 第２ 図 （ａ） 第３ 図 第４ 図 （ｂ） （Ｃ） 第５ 図 （ａ） （ｂ） 第６ 図 第７ 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、発振周波数の可変な局部発振器と、入力信号と前記
   局部発振器の出力信号とを混合して周波数変換する周波
   数混合器と、この周波数混合器の出力信号に帯域制限を
   加える帯域ろ波器と、この帯域ろ波器の出力信号と基準
   信号発生器からの基準信号との間で周波数位相比較を行
   って誤差信号を出力する周波数位相比較器と、得られた
   誤差信号をディジタル信号に変換するアナログ・ディジ
   タル変換器と、この変換されたディジタル信号の時間的
   変化の割合に応じて制御信号を出力する論理回路と、前
   記論理回路からの制御信号によって前記ディジタル信号
   を一定時間保持する保持回路と、前記保持回路から出力
   されるディジタル信号をアナログ信号に変換し、前記局
   部発振器の発振周波数制御端子に負帰還するディジタル
   ・アナログ変換器とを備えることを特徴とする自動周波
   数制御回路。 ２、論理回路はディジタル信号の急激な変化を検知し、
   このときに保持回路がディジタル信号を一定時間保持さ
   せる制御信号を出力するように構成してなる特許請求の
   範囲第１項記載の自動周波数制御回路。 ３、保持回路は、ディジタル信号の保持時間を、入力信
   号の変調の深い状態が続く最長時間よりも長い時間に設
   定してなる特許請求の範囲第１項記載の自動周波数制御
   回路。