JPH0323717A - 信号発生装置 - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明は、例えばＦＭ変調器のように、電圧制御発振
器を音声信号等の入力信号にて制御して発振周波数が変
調されたＦＭ信号を発生する信号発生装置に関する。

（従来の技術〉 電圧制御発振器の発振出力を信号として利用する例とし
てＦＭ変調器がある。このようなＦＭ変調器では無変調
時の周波数の安定性が求められ、電圧制御発振器はフエ
ーズ・ロツクド・ループで制御されるようになっている
。

第３図はフエーズ・ロツクド・ループによって周波数を
安定化した従来のＦＭ変調器の構成を示す。この図にお
いて　１０１は音声信号等の入力信号導入端子、１０２
はＦＭ変調出力の出力端子、１０３は入力信号とフィー
ドバック信号とを加算する加算器、１０４は電圧制御発
振器、１０９は周波数基準信号発生器、１０６は電圧制
御発振器の出力を分周する分周器、１０８は基準信号発
生器の出力を分周する分周器、１０７は位相比較器、１
０５は位相比較器１０７の出力を平滑してフィードバッ
ク信号を形成するローバスフィルタ、１１０は基準信号
の周波数を決める水晶振動子である。

上記において、電圧制御発振器１０４は入力端子１０１
からの信号によって制御され、出力端子１乃２よりＦＭ
変調信号を得る。また出力の中心周波数を安定化するた
め、電圧制御発振器１０４、分周器１０６　，　１０８
　、基準信号発生器１０９、位相比較器１０７及びロー
パスフィルタ１０５でフエーズ・ロツクド・ループを構
成し、ＦＭ変調出力の中心周波数を安定化している。

このようにフエーズ・ロツクド・ループで電圧制御発振
器１０４を制御することによって、同発振器１０４の回
路定数ばらつきによる中心周波数のずれが自動的に補正
されるため、中心周波数設定を無調整化することができ
る。

しかし、上記従来のＦＭ変調器を音声信号のような周波
数帯域の信号をＦＭ変調するシステムに使用する場合、
次のような欠点がある。

本来フエーズ・ロックド・ループは周波数を安定化する
働きをするのに対して、ＦＭ変調をかけるということは
周波数を動かすことである。そのため変調信号が電圧制
御発振器１０４の出力周波数を変化させようとすると、
フエーズ・ロツクド●ループによりそれを変化させまい
とする帰還がかかることになる。この帰還がかかると「
Ｍ変調出力の周波数及び位相に影響を及ぼしてしまう。

そこで、この構成によるＦＭ変調器では電圧制御発振器
１０４の発振出力を分周器１０６で分周し、位相比較器
１０７での比較周波数を十分下げることによって、フエ
ーズ・ロツクド・ループのロックレンジをある程度保っ
たまま、ループゲインを入力信号に応答しない程度に下
げている。

音声信号のように入力信号の周波数が低い場合、比較周
波数は数ＫＨＺから低い場合は数百ＨＺに設定する必要
があった。このように比較周波数を下げると、位相比較
器の出力からその直流成分を取出すローパスフィルタ１
０５のカットオフ周波数を、それ以上にさらに下げなけ
ればならない。このように、カットオフ周波数の低いフ
ィルターは集積回路化が困難な大容量のコンデンサが必
要なため、ＦＭ変調器を集積回路で実現，する場合の大
きな妨げになっていた。

（発明が解決しようとする課題〉 以上のように、フエーズ・ロックド・ループで電圧制御
発振器を制御する方式は、中心周波数を安定化させるた
めにローバスフィルタ中に大容量のコンデンサが必要な
ため、集積回路での実現が困難であり、上記コンデンサ
を外付けすれば、回路基板面積の増大と共に構成が煩雑
になるという問題があった。

この発明は上記課題を解決し、大容量のコンデンサを必
要とせず集積化に適し、かつ、中心周波数が極めて安定
な信号発生装置の提供を目的とする。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） この発明は電圧制御発振器を入力信号にて駆動してＦＭ
信号を発生する場合に、上記発振器及び周波数基準信号
発生器からの出力信号パルスをアップ・ダウンカウント
して、これらの信号の周波数及び位相差に応じたデジタ
ル信号を出力する可逆カウンタと、このカウンタの出力
をアナログ信号に変換し、この変換出力にて上記電圧制
御発振器を制御するデジタル／アナログ変換回路とを設
け、発振中心周波数を安定化したものである。

（作用） このような構或によれば、可逆カウンタとデジタル／ア
ナログ変換回路は位相比較器としての働きを行い、その
入力ダイナミックレンジは、可逆カウンタがカウントで
きる最大カウント値の周期で表わされる。このため、比
較周波数を極端に下げなくとも、一定のロックレンジを
保ち、かつ、入力信号に応答しないループゲインを持つ
フエーズ・ロックド・ループを実現する。従って、従来
のようにカットオフ周波数の低いフィルタを挿入する必
要がないので、中心周波数が安定すると共にコンデンサ
を用いず集積回路化に適する。

（実施例） 以下、この発明を図示の実施例によって詳細に説明する
。

゜第１図はこの発明に係る信号発生装置の一実施例を示
ず構或図である。同図中１１は音声信号等の′入力信号
導入端子、１２は出力信号導出端子、１３は電圧制御発
振器、１４は水晶振動子１５によって定波数の基準信号
を発生ずる基準信号発生器、１６は上記電圧制御発振器
１３からの出力と基準信号発生器１４からの出力とを入
力し、これらによって可逆カウント動作する可逆カウン
タ、１７は上記可逆カウンタ１６からのデジタル信号を
アナログ信号に変換するデジタル／アナログ・コンパー
タ、１８は上記デジタル／アナログ・コンバータからの
出力と端子１１からの入力信号とを加算し、その出力を
上記電圧制御発振器１３に制御電圧として印加する加算
器である。

本件装置は以上のように構成される。

上記構成において、可逆カウンタ１６はアップカウント
入力端子及びダウンカウント入力端子に、電圧制御発振
器１３及び基準信号発生器１４からの信号パルスが入力
されるたびにカウンタの値を１増したり、１減じたりす
る。そのため、可逆カウンタ１６の値は、電圧制御発振
器１３からの信号と基準信号発生器１４からの信号のパ
ルス数の差つまり、２つの入力の周期差を示すことにな
る。そして、ぞの出力は、アップパルス（この場合電圧
制御発振器１３の出力）とダウンパルス（この場合基準
信号発生器の出力）によって、可逆カウンタ１６の出力
中、ＬＳＢが比較周波数に応じた周期で上下を繰り返し
、アップパルスとダウンパルスの位相差に応じてＬＳＢ
Ｉビット分上った状態と下がった状態になる期間が１周
期の中で変化するデジタル信号となる。従って、このデ
ジタル信号をデジタル／アナログ・コンバータ１７によ
ってＤ／Ａ変換したあとの平均レベルは、やはりアップ
パルスとダウンパルスの位相差に比例したアナログ信号
となる。即ち、可逆カウンタ１６とＤ／Ａコンバータ１
７を組み合せた回路は、電圧制制御発振器１３の出力と
基準信号発生器１４の出力とを位相比較する位相比較器
として動作する。この位相比較器は、可逆カウンタ１６
がカウントできる最大数をｎとすると、ｎ周期の入力ダ
イナミックレンジを持ち、しかもこの場合、ｎを大きく
設定すれば、それに応じて原理的にいくらでも大きくで
きる。このため、この位相比較器を用いたフエーズ・ロ
ツクド・ル−ブは比較周波数を極端に下げなくとも、あ
る程度必要なロックレンジを保ったまま入力信号に応答
しない程度にループゲインを下げたフエーズ・ロツクド
・ループを実現できる。その際フエーズ・ロツクド・ル
ープ内にカットオフ周波数の低いフィルタをいれる必要
がない。従ってこのフエーズ・ロツクド・ループで電圧
制御発振器１３の中心周波数を安定化することにより、
人容母コンデンサを必要とせず、かつ中心周波数の安定
な集積回路で構成するのに適したＦＭ変調器を実現する
ことができる。

具体例で説明１る。音声信号のＦＭ変調器を考え、その
最大周波数変化を５０ＫＨｚとし、フエーズ・口ックド
・ループのループゲインはループが音声信号に応答しな
い、例えば１０１１ｚに設定したとすると、フエーズ・
ロツクド・ループとしては、ロックレンジしは最低でも
５０ＫＨＺ　，ループゲインＧは１０ＨＺが要求される
。フェーズ・ロツクド・ループにおける位相比較器の人
力ダイナミックレンジＫとループゲインＧ、ロックレン
ジ１−との間には、Ｌ−−Ｇ ２ ・・・■ という関係があるので、■式より り となる。

これは周期になおすと１５９１５周期となる。

従って可逆カウンタ１６がカウントできる最大数ｎを１
５９１５以上に設定しておけばよいことになる。

第２図は他の実施例を示す構成図である。この実施例で
は、電圧制御発振器１３の出力及び基準信号発生器１４
の出力をそれぞれ分周器１９，　２０を通してから可逆
カウンタ１６に供給している。この方法は、ＦＭ変調器
の中心周波数と基準信号発生器１４の周波数が異なる場
合、分周器１９．　２０をプログラマブルに構成して周
波数シンセサイザーとするのに対応するためのものであ
る。従って、第１図の実施例と同様に、比較周波数を極
端に下げる必要はないので、フエーズ・ロツクド・ルー
プ内に力ットオフ周波数の非常に低いフィルタを入れる
必要はなく、これにより大容量のコンデンサも不要で中
心周波数が安定化し、かつ集積回路化に適したＦＭ変調
器が実現できる。

［発明の効果］ 以上説明したように、この発明によれば、大容量のコン
デンサを用いず集積回路化に適し中心周波数が極めて安
定したＦＭ変調器が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係る信号発生装置の一実施例を示す
構成図、第２図はこの発明に係る他の実施例を示す構成
図、第３図は従来の信号発生装置の例を示す構成図であ
る。 １・・・入力端子、　　　　　１２・・・出力端子、３
・・・電圧制御発振器、　　１４・・・基準信号発生器
６・・・可逆カウンタ、 ７・・・アナログ／デジタル・コンバータ、８・・・加
算器。 第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 電圧制御発振器及び周波数基準信号発生器と、これら各
   回路からの信号パルスのうち一方はアップカウントし他
   方はダウンカウントするようにして上記各信号の周波数
   及び位相差に応じたデジタル信号を出力する可逆カウン
   タと、 上記可逆カウンタの出力をアナログ化し、このアナログ
   出力にて上記電圧制御発振器を制御するデジタル／アナ
   ログ変換器とを具備したことを特徴とする信号発生装置
   。