JPH0338113A - 位相同期回路 - 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 本発明は位相同期回路に関するものであり、より特定的
には電圧制御発振器の出力信号の位相を所定の位置に同
期させる位相同期回路に関する。

藍来□□□狡査 コンバータやチューナなどの周波数変換回路に使用され
る電圧制御発振器（以下ｒｖｃｏＪという）の発振周波
数を制御する方式として位相同期回路が使用される。

ところで、データ通信に使用されるＶＣ○はその周波数
変動が位相ノイズとなり、誤り率劣化の原因となるため
高安定が図られている。従って■ＣＯを制御する位相同
期回路は非常に長い時定数（数秒以上）が設定されてお
り、同期引込み時間は長くなる。このため従来より同期
引込み時間が短く、同期時には時定数の長い位相同期回
路が望まれていた。従来、同期引込み時間の短縮を図る
ため第７図に示す位相同期回路が使用されていた。

同図において、ＶＣＯＩＯＩの発振周波数ｆＬは分周３
１０２でｎ分周されｆｓ（＝ｆｔ／ｎ）となる。

位相比較器１０３ではｆ、と基準発振器１０４の出力周
波数ｆ、の位相比較が行なわれ、位相比較器ｌＯ３の出
力にはｆ、とｆ、の位相差が出力される。

位相差は抵抗とコンデンサで構成されるループフィルタ
１０５で平滑され、制御電圧となりｖｃｏｔ。

１を制御する。ループフィルタ１０５は抵抗１０６．１
０７、１０８とコンデンサ１０９で構成されるラグリー
ドフィルタ１１０と抵抗１１１とコンデンサ１１２で構
成されるラグフィルタ１１３で構成され、時定数を切替
えるためにラグリードフィルタ１１０のリード抵抗１０
７と１０８の間にスイッチ１１４が設けられている。ｆ
、とｆａの信号は同期判定回路１１５にも入力され、ｆ
、とｆ、の位相が一致したかどうか判定し、その判定信
号でスイッチ１１４をオン・オフする。初期状態ではス
イッチ１１４をオン状態にしリード抵抗を抵抗１０７の
みとすることでラグリードフィルタ１１０の時定数を短
くし、ひとたび位相が同期するとスイッチ１１４をオフ
状態にし、リード抵抗を抵抗１０７．１０８とすること
で時定数を長くする。

日が”しよ゛と　るｉ ところで、上記従来例の時定数比は高々数倍程度である
ため時定数を長ぐすると同期引込み時間の短縮が十分で
ないという問題があった。

本発明は時定数比を任意に設定することにより、同期引
込み時間を十分短縮し、同期時には時定数を長くするこ
とができる位相同期回路を提供することを目的とする。

量　を　゛するための 本発明は上記目的を達成するため、高周波信号をｎ分周
（ｎ≧２）した入力信号と基準発振器の出力信号との位
相差を検出する位相比較器と、前記位相差より入力信号
と出力信号が同期したことを判定する同期判定回路と、
前記位相差を平滑して制御電圧を出力する手段と、前記
制御電圧に応じた発振周波数を出力する電圧制御発振器
を具備する位相同期回路において、前記制御電圧を出力
する手段として抵抗とコンデンサで構成された時定数の
短い第１ループフィルタと、時定数の長い第２ループフ
ィルタと、前記同期判定回路の出力に基づいて前記第１
．第２ループフィルタを切替えるスイッチと、前記同期
判定回路の出力に基づいて初期状態では前記第１ループ
フィルタを動作させるとともに該第１ループフィルタの
コンデンサの両端電圧と第２ループフィルタのコンデン
サの両端電圧が同電圧となるように充電回路により第２
ループフィルタのコンデンサを充電し同期引込み時には
ループフィルタの動作を第１ループフィルタから第２ル
ープフィルタに切替えるとともに前記充電回路による前
記第２ループフィルタのコンデンサの充電を停止するよ
うに働く手段を設けた構成としている。

止−里 このような構成によると、位相同期回路は初期状態では
時定数の短い第１ループフィルタで動作し、その間、充
電回路により時定数の長い第２ループフィルタのコンデ
ンサを充電し、ひとたび時定数の短い第１ループフィル
タで同期が取れると同期判定回路の判定信号により時定
数の短い第１ループフィルタから時定数の長い第２ルー
プフィルタに切替わるため、同期引込み時間を十分短縮
でき、同期時には時定数を長くすることが可能となる。

また、第２ループフィルタへ切替えた際に第２ループフ
ィルタのコンデンサが第１ループフィルタのコンデンサ
と同一の電圧となっているので、改めて第２ループフィ
ルタのコンデンサを充電する必要がなく、従って切替え
直後に位相ロックが外れない。

大１Ｌ班 以下、本発明の実施例について図面を参照して詳細に説
明する。

第１図は本発明による位相同期回路の一実施例を示す図
である。従来例と同一機能を有するものについては同一
の符号を付して説明を省略する。

本実施例において、ループフィルタ１．２には第２図（
ａ）に示すような抵抗とコンデンサで構成されたラグリ
ードフィルタ２０．　　ラグフィルタ２１．又は第２図
（ｂ）に示すラグリードフィルタ２２．ラグフィルタ２
３を組合わせたループフィルタを使用している。初期状
態ではスイッチ３，４は短い時定数τ、のループフィル
タＩの方に倒れており、位相比較器１０３から出力され
るｆ、とｆＲの位相差はループフィルタ１で平滑され、
ＶＣＯＩＯＩの制御電圧となる。また、この間スイッチ
５はオン状態にされ充電回路６はループフィルタｌの入
力側のラグフィルタ又はラグフィルタのコンデンサ（第
２図で示す２６または３０のコンデンサに相当）の両端
電圧を検出し、ループフィルタＩのコンデンサと同電圧
となるように長い時定数τ２のループフィルタ２のコン
デンサ（第２図で示す２６または３０のコンデンサに相
当）を充電する。今、ｆ、とｒｌｌが同期し同期判定回
路１１５の判定信号が出力されると直ちにスイッチ３．
４はループフィルタ２の方へ倒れ、スイ・フチ５はオフ
状態となる。このため、位相比較器１０３の位相差出力
はループフィルタ２で平滑されｖ　ｃ　ｏ　ｔｏｔに制
御電圧を供給する。

上記したように本実施例では異なるループフィルタを独
立に設定することができるため、時定数を任意に選べる
ことができ、例えばτ１を数１０ミリ秒、τ２を数秒と
すると時定数比は約１００倍となり、従来例に比べると
非常に大きな時定数比となる。これによって同期引込み
時間を十分短縮できるとともにループフィルタ２に切替
わった後は極めて長い時定数で安定に制御電圧をＶＣＯ
ＩＯＩに供給することができる。

第３図はループフィルタ１．２及び充電回路６の具体例
である。ループフィルタ１．２にはいずれも第２図（ａ
）で示したラグリードフィルタ２０とラグフィルタ２１
の組合せを使用している。充電回路６は抵抗４５〜４８
と演算増幅器４９．５０で構成される増幅度１の電圧増
幅器である。ここで抵抗４５．４６はループフィルタｌ
に影響を及ぼさないように十分大きな抵抗値としく例え
ば１００ＫΩ以上）、抵抗のバラツキにより増幅度が１
にならないときは抵抗４７または４８を可変抵抗とし調
整すればよい。抵抗５１はコンデンサ５４に充電すると
き初期の瞬時突入電流によって演算増幅器５０の破損を
防ぐための制限抵抗である。この抵抗５１は演算増幅器
５０の電流容量が大きければ必要なく、また挿入する位
置は充電回路６とスイッチ５の間にあってもよい。

ところで電流制限用抵抗５１があると充電に要する時間
が必要となるため、同期判定回路１１５では判定信号を
出力するタイミングを遅延させる必要があるが、本発明
の特徴を損う程度のものではない。

第４図はループフィルタｌ、２及び充電回路６を示す他
の実施例の構成図である。充電回路６にＡ／Ｄコンバー
タ６０とＤ／Ａコンバータ６１を組合せている。ここで
は、ループフィルタ１におけるコンデンサ４２（第３図
参照〉の電圧値を−たんＡ／Ｄコンバータ６０でディジ
タル値に変換してディジタル処理し、しかる後Ｄ／Ａコ
ンバータ６１でアナログ値に戻してループフィルタ２に
おけるコンデンサ５４（第３図）を充電している。

第５図は本発明の更に他の実施例を示す構成図である。

この実施例は第１図で示した実施例のループフィルタ１
．　２で両者に共通の出力側のラグフィルタをローパス
フィルタ７２としてループフィルタＴ０．７１から分離
し且つ統一したもので、ループフィルタ７０．７１には
ラグリードフィルタまたはラグフィルタを使用し、ロー
パスフィルタ７２にはラグフィルタを使用するものであ
り、第１図に比ベループフィルタの構成が簡単になるだ
けでなくローパスフィルタ７２に充電されている電圧に
よってスイッチ３．４が切替わる間も制御電圧が保持さ
れるため、ループフィルタ７０からループフィルタ７１
に切替わったとき周波数変動が小さくなる。

第６図はＲＦアンプ８０．バンドパスフィルタ８１゜ξ
キサ８２．ＩＦ用バンドパスフィルタ８３．ＩＦアンプ
８４及びＶＣＯ８５で構成されるチューナ８６に本発明
の位相同期回路を適用した例を示している。

チューナ８６に入力されるＲＦ信号をミキサによりＩＦ
信号に変換する場合、ＩＦ信号の中心周波数を一定に保
つためＶＣＯ８５を制御する位相同期回路である。

発皿坐簸果 以上説明したように本発明によれば異なる２つのループ
フィルタを独立に設定することで、その時定数比を任意
に設定することができ、ループフィルタの切替えを円滑
に行なうための充電回路を設けるため、同期引込み時間
を十分短縮できるとともに、同期時には時定数を非常に
長くし、より安定な発振周波数を出力する電圧制御発振
器の制御電圧を供給できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す構成図、第２図はその
ループフィルタの例を示す図、第３図はループフィルタ
と充電回路の具体例を示す図、第４図はループフィルタ
と充電回路の他の実施例を示す図、第５図は本発明の他
の実施例を示す構成図、第６図は本発明の適用例を示す
構成図、第７図は従来例を示す図である。 １、　２．　ＴＯ，７１，１０５−・・ループフィルタ
。 ３．４，５，１１４−・・スイッチ、６・・−充電回路
。 ２０、１１０−・・ラグリードフィルタ。 ２１、２２．２３．０３・・・ラグフィルタ。 ４９、５０・−・演算増幅器、６０・・・Ａ／Ｄコンバ
ータ。 ６１−・・Ｄ／Ａコンバータ、７２・・−ローパスフィ
ルタ。 ８０−・−ＲＦアンプ、８１・−バンドパスフィルタ。 ８２・・・ξキサ、８３・・・ＩＦ用バンドパスフィル
タ。 ８４・−・ＩＦアンプ、　８５．１０１・〜・電圧制御
発振器。 ８６−　チューナ、１０２・・−分周器。 １０３・−・位相比較器、１０４・・−基準発振器。 ｔＯＳ・・−同期判定回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）高周波信号をｎ分周（ｎ≧２）した入力信号と基
   準発振器の出力信号との位相差を検出する位相比較器と
   、前記位相差より入力信号と出力信号が同期したことを
   判定する同期判定回路と、前記位相差を平滑して制御電
   圧を出力する手段と、前記制御電圧に応じた発振周波数
   を出力する電圧制御発振器を具備する位相同期回路にお
   いて、前記制御電圧を出力する手段として抵抗とコンデ
   ンサで構成された時定数の短い第１ループフィルタと、
   時定数の長い第２ループフィルタと、前記同期判定回路
   の出力に基づいて前記第１、第２ループフィルタを切替
   えるスイッチと、前記同期判定回路の出力に基づいて初
   期状態では前記第１ループフィルタを動作させるととも
   に該第１ループフィルタのコンデンサの両端電圧と第２
   ループフィルタのコンデンサの１両端電圧が同電圧とな
   るように充電回路により第２ループフィルタのコンデン
   サを充電し同期引込み時にはループフィルタの動作を第
   １ループフィルタから第２ループフィルタに切替えると
   ともに前記充電回路による前記第２ループフィルタのコ
   ンデンサの充電を停止するように働く手段を設けたこと
   を特徴とする位相同期回路。