JPH0342806B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は衛星放送用受信機等に使用できる
AFC（自動周波数制御）回路に関するものであ
る。

従来の技術 周波数シンセサイザ方式選局回路を有する受信
機においては、局部発振器の周波数精度は周波数
シンセサイザ回路の基準発振器の精度と同等であ
り、基準発振器には通常水晶発振器が使用される
ので、受信信号の周波数精度が良い場合には中間
周波信号の周波数精度は充分高くなりAFC回路
は不要である。しかし衛星放送受信システムにお
いては、マイクロ波帯の受信信号を屋外のダウン
コンバータで第１中間周波信号に周波数変換した
後、ケーブルにて屋内に導びき、その第１中間周
波信号を屋内の受信機において２回目の周波数変
換をし第２中間周波信号を得るのが一般的であ
る。第２中間周波信号への周波数変換は通常選局
のために行なわれ、希望チヤンネルの信号のみが
選択される。こうした選局システム構成では屋内
の受信機の選局用局部発振器の周波数精度が周波
数シンセサイザ方式等によりいかに高くできて
も、屋外のダウンコンバータの局部発振器の周波
数精度があまり良くなければ第２中間周波の周波
数精度は良くならない。実際に、屋外のダウンコ
ンバータの局部発振器の発振周波数は数ＭHzの温
度ドリフトを持つのが一般的である。一方、第２
中間周波の周波数精度は悪くとも数百ＫHz以内で
あるべきであり、受信機の選局回路が周波数シン
セサイザ方式を有する場合でも第２中間周波の周
波数精度を高く保つためにAFC回路が不可欠で
ある。

上記した様な周波数シンセサイザ方式選局回路
にAFC回路を備えた従来例としては特開昭55−
23674号公報に示されているものがある。第５図
はこの従来例の構成を示すブロツク図である。以
下図面を参照しながら従来例に関して説明する。

第５図において、１は受信信号入力端子、２は
高周波増幅器、３は周波数混合器、４は電圧制御
型の局部発振器、２０はPLLシンセサイザ部、
６は中間周波増幅器、７はFM復調器、８はFM
復調器７の復調信号出力端子、２２は低域通過フ
イルタ、２１は中間周波数ずれ検出器である。第
６図は周波数ずれ検出器２１の構成図であり、
FM復調器７の復調出力を低域通過フイルタ（以
下LPFという）２２で平滑して、復調信号から
直流電圧成分を取出した後、電圧比較器１０ａ，
１０ｂによつて一定のしきい値電圧V_r1，V_r2と
比較している。FM信号の復調出力をLPF２２を
介して直流電圧成分を取出すと復調信号の平均電
圧値をが得られ、これはFM信号の平均周波数に
対応する。そこで第６図に示すごとく構成し、あ
らかじめ設定されたしきい値電圧V_r1，V_r2と復
調出力の平均電圧値とを比較することにより、中
間周波信号の中心周波数よりのずれが所定の範囲
内であるか、またずれが所定の範囲外であれば中
心周波数と比べて高いか低いかのいずれであるか
を検出できる。これらは第６図の出力端子１０
ｅ，１０ｆを調べることにより判る。それらの出
力をPLLシンセサイザ部２０に入力し、局部発
振器４の発振周波数を微調することにより中間周
波数がその中心周波数よりずれていればこれを小
さくするように制御すればAFC回路が構成でき
る。

しかしながら、上記のような構成では、AFC
回路の周波数基準はFM復調器７そのものであ
り、衛星放送用受信機等に使用されるFM復調器
は通常高周波、広帯域な信号を取扱うためその入
力周波数対出力電圧の温度安定度はあまり良好で
はない。このため高い周波数精度を有するAFC
回路を実現することは困難である。特に復調すべ
き信号が高い直線性を要求される映像信号等の場
合では中間周波数のずれに伴なつて中間周波バン
ドパスフイルタを通過する時に振幅及び位相歪が
生じないようにすることが重要である。

上記したような問題点を解決するために、第７
図に示すような構成のAFC回路が提案されてい
る。以下図面を参照しながら、本提案における
AFC回路について説明する。

第７図において、入力端子１に受信信号が入力
され、高周波増幅器２、周波数混合器３、中間周
波増幅器６を経て、FM復調器７に入力され、出
力端子８にその復調出力が得られる。電圧制御型
の局部発振器４はその制御電圧のシンセサイザ回
路３５により制御される。制御電圧のシンセサイ
ザ回路３５はPLL周波数シンセサイザ方式に依
ることも可能であるし、Ｄ／Ａコンバータ等を用
いる電圧シンセサイザ方式も可能である。

さて、中間周波信号は分周比がそれぞれN_H、
N_Lである分周器３９，４０を介してそれぞれ周
波数比較器４２，４３に入力される。周波数比較
器４２，４３の他方の入力端子には周波数が_Sで
ある基準信号発振器１１の出力信号が入力されて
いる。基準信号としては周波数精度の高い水晶発
振器出力を分周して用いれば良い。周波数比較器
４２，４３としては、第２図に示すような入出力
特性を有し第３図の回路図のような構成のデジタ
ル型式の位相・周波数検波器を用いている。第２
図から判るように基準周波数よりも分周された中
間周波信号の中心周波数が高ければ位相・周波数
検波器の出力はハイレベル（以下“Ｈ”と記す）
となり、逆に低ければその出力はローレベル（以
下“Ｌ”と記す）となる。しかしその出力は基準
周波数成分をも含んでいるので、これを取除くた
めにLPF４４，４５を介してそれぞれの周波数
比較信号を取出している。ここで正規の中間周波
数を_Oとすれば、次式が成立する様に_S、N_H、
N_Lを定める。

_S×N_L＜_O＜_S×N_H 即ち、中間周波数が_S×N_Hの時、分周器３９
に出力される信号の周波数は_Sと等しくなり、こ
の周波数において周波数比較器４２が周波数弁別
できるので周波数比較出力は論理値が変化する。
同様なことは中間周波数が_S×N_Lでも生ずる。
故に中間周波数とそれぞれの周波数比較信号との
関係は第８図に示すようになる。第８図から判る
ようにそれぞれの周波数比較信号は正規の中間周
波数_Oからのずれの上限値_S×N_H及び下限値_S×
N_Lで出力論理値を変えるので、これらの上下限
値を_O±300KHz程度に設定し周波数比較信号を
用いて選局電圧のシンセサイザ回路３５において
局部発振器４の制御電圧を微調する必要があるか
どうか、あるいは微調するとすればその方向を判
別できるので周波数精度の高いAFC回路が実現
できる。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら、上記の構成によるAFC回路は
周波数精度は高く、経時ドリフトもほとんどなく
高性能であるが、中間周波数を基準周波数と比較
してAFC動作を得るためにそれぞれ２組の分周
器と周波数比較器およびLPFとを必要とするた
め全体としては高価な装置となつてしまうという
欠点があつた。

本発明は上記問題点に鑑み、より安価でかつ従
来例と同等の高い周波数精度を有するAFC回路
を提供することを目的としている。

問題点を解決するための手段 この目的を達成するために本発明のAFC回路
は、周波数基準として周波数精度が高い基準信号
を用い、中間周波信号と基準信号とを分周比の可
変できる可変分周器を各々介して各々周波数比較
器に入力し、その出力を積分器を介して取り出し
中間周波信号の基準信号に対する周波数比較信号
を得て、その周波数比較信号の論理値を記憶する
ための２つのラツチメモリと、各々の可変分周器
の分周比とラツチメモリのラツチイネーブル入力
とを制御するコントローラを備え、基準信号周波
数と各々の可変分周器の分周比とは中間周波信号
の中心周波数が正規の中間周波数と比べて若干高
い時にはそれぞれ一方の分周比に設定された各々
の可変分周器出力周波数が一致し、かつ若干低い
時にはそれぞれ他方の分周比に設定された可変分
周器出力周波数が一致するように定め、それぞれ
の可変分周器に一方の分周比を与えた時の周波数
比較信号を一方のラツチメモリに記憶し、他方の
分周比を与えた時には他方のラツチメモリに記憶
することにより、中間周波信号の正規の中間周波
数に対する周波数誤差が所定以上であるかどう
か、また所定以上であれば周波数が高くずれてい
るのか、あるいは低くずれているのかを検出し、
これらのラツチメモリ出力信号を用いて選局電圧
のシンセサイザ回路において電圧制御発振器の周
波制御電圧を微調するよう構成してAFC機能を
得るものである。

作 用 本発明は上記した構成により、中間周波信号と
基準信号とをそれぞれ可変分周器にて分周した後
に周波数比較する。正規中間周波数を_O、基準信
号周波数を_S、中間周波信号の中心周波数の周波
数ずれの高い方と低い方の検知限をそれぞれ_H、
_Lとし、中間周波信号を分周する可変分周器の分
周比をそれぞれN_IH、N_IL（N_IHN_IL）とし、基準
信号を分周する可変分周器の分周比をそれぞれ
N_SH、N_SL（N_SH≧N_SL）とすると、次の関係がある
ようにこれらの値を設定する。

_H／N_IH＝_S／N_SH ……(1) _L／N_IL＝_S／N_SL ……(2) _L＜_O＜_H ……(3) 即ち、中間周波信号の中心周波数が検知限_Hよ
りも高い時はコントーラの制御により分周比を
N_IHに設定された中間周波信号分周用の可変分周
器の出力周波数は_H／N_IHよりも高くなるので(1)
式より分周比がN_SHに設定された基準信号分周用
の可変分周器の出力周波数_S／N_SHよりも高くな
り、これらを入力する周波数比較器により中間周
波信号の中心周波数が検知限_Hよりも高いことが
検出できる。それを積分器を介して得られる周波
数比較信号はコントローラの制御により一方のラ
ツチメモリに記憶される。

同様にして中間周波信号の中心周波数が検知限
_Lよりも低い時はコントローラの制御により分周
比をN_ILに設定された中間周波信号分周用の可変
分周器の出力周波数は_L／N_ILより低くなるので
(2)式より分周比がN_SLに設定された基準信号分周
用の可変分周器の出力周波数_S／N_SLよりも低く
なり、これらを入力する周波数比較器により中間
周波信号の中心周波数が検知限_Lよりも低いこと
が検出できる。それを積分器を介して得られる周
波数比較信号はコントローラの制御により他方の
ラツチメモリに記憶される。

周波数比較器としてはデジタル回路による位
相・周波数比較器を用いることができるが、衛星
放送信号等のように取扱う中間周波信号が広帯域
FM信号である場合にはそのFM変調指数がかな
り大きいので分周比N_IH、N_ILを充分大きくして
FM変調指数を下げ、周波数比較器が誤動作しな
いようにする必要がある。

コントローラの制御により分周比をそれぞれ切
替えて各々のラツチメモリに得られる周波数比較
信号の一方は中間周波数の中心周波数が周波数ず
れの高い方の検知限_Hの時、他方はそれが下い方
の検知限_Lの時、その論理値を変えるので、これ
らを組合せて用いることにより中間周波信号の中
心周波数が＜_Lの場合、_L＜＜_Hの場合お
よび_H＜の場合とに判別できる。このためこれ
らの周波数比較信号を用いて選局電圧のシンセサ
イザ回路において電圧制御型局部発振器の周波数
制御電圧を微調するべきかどうか、微調するとす
ればその方向を判別できる。

実施例 以下本発明の一実施例について、図面を参照し
ながら説明する。第１図は本発明の一実施例にお
けるAFC回路のブロツク図である。第１図にお
いて、入力端子１に受信信号が入力され、高周波
増幅器、周波数混合器３、中間周波増幅器６を経
て、FM復調器７に入力され、出力端子８に復調
出力が得られる。電圧制御型局部発振器４はその
制御電圧のシンセサイザ回路５により発振周波数
を制御される。制御電圧のシンセサイザ回路５は
従来例の第５図と同様にPLL周波数シンセサイ
ザ方式に依ることも可能であるし、Ｄ／Ａコンバ
ータ等を用いる電圧シンセサイザ方式も可能であ
る。

周波数精度が高い基準信号は水晶振動子１４を
用いた基準信号発振器１１（発振周波数は_S）に
より得られ、これと中間周波信号とはそれぞれ可
変分周器１０，９とを介して周波数比較器１２に
入力される。図中の点線で囲まれた部分は一般的
なPLL周波数シンセサイザ用LSIに含まれる部分
でPLL−LSI部であり、可変分周器９，１０の分
周比はLSIの外部からコントローラ１８により制
御でき、それらの分周比をそれぞれN_IH、N_IL及
びN_SH、N_SLとする。周波数比較器１２としては、
第３図に示すようなデジタル型式の位相・周波数
比較器が使用できる。その入力間位相差（周波数
差）と出力との関係は第２図に示したようにな
る。分周された基準周波数よりも分周された中間
周波信号の中心周波数が高ければ位相・周波数検
波器の出力はハイレベル（以下“Ｈ”と記す）と
なり、吸に低くければローレベル（以下“Ｌ”と
記す）となるので、LPF１５により基準周波数
成分等を取り除いて周波数比較信号が得られる。

正規の中間周波数を_O、周波数ずれの検知限を
それぞれ_H、_Lとすれば _H＝_S・N_IH／N_SH ……(4) _L＝_S・N_IL／N_SL ……(5) _L＜_O＜_H ……(6) の関係があり、周波数比較信号はコントローラ１
８によつてラツチメモリ１６，１７にそれぞれ記
憶されるので、ラツチメモリ出力と中間周波数と
の関係は第４図のように表わせる。

第４図から判るように可変分周器９，１０の分
周比がそれぞれN_IH、N_ILの時のラツチメモリ１
６の出力が“Ｈ”であれば中間周波信号の中心周
波数は所定の誤差以上に正規の中間周波数_Oより
も高いので、シンセサイザ回路５においてこれを
補なうよう局部発振器４の制御電圧を微調する。

同様にして、ラツチメモリ１７の出力が“Ｌ”
であれば中間周波信号の中間周波数は所定の誤差
以上に正規の中間周波数_Oよりも低いので、シン
セサイザ回路５においてこれを補う。またラツチ
メモリ１６の出力が“Ｌ”でラツチメモリ１７の
出力が“Ｈ”であれば中間周波信号の中心周波数
の周波数ずれは所定以下であるので、局部発振器
４の発振周波数を微調する必要はない。衛星放送
用受信機においてはAFCの周波数精度は±300K
Hz程度以下にするのが望ましいので、_S・N_IH／
N_SH−_O及び_O−_S・N_IL／N_SLをそのように選べ
ば良い。ただし、FM変調指数の低減のため分周
比N_IH及びN_ILは50000程度以上に選ぶべきであ
る。例えば_O＝510MHzで_S＝4MHzとすれば、
N_IH＝51030、N_IL＝50970、N_SH＝N_SL＝400と選べ
ば上記の条件を満足する。

なお、本実施例では中間周波信号を直接PLL
−LSI部１３に含まれる可変分周器９に入力した
が、必要であるならより高速分周が可能なプリス
ケーラを介して中間周波信号をPLL−LSI部１３
に入力してもよい。その場合の分周比は両者の積
となる。

また、本実施例ではN_SH＝N_SLとしたが、プリ
スケーラの分周比をN_Pとすれば、実質的に分周
比はN_P・N_IH及びN_P・N_ILとなるのでその設定の
自由度が減つてくる。そのため周波数ずれの検知
限をより精度よく決めるために、N_SHとN_SLが任
意に選べることも大切である。

また、近年PLL−LSI部１３の分周比設定はマ
イクロコンピータを用いて行なうのが一般的であ
り、コントローラ１８として、そのようなマイク
ロコンピータを使用し、ラツチメモリ１６，１７
等もこの中に取り込むことは容易である。同様に
シンセサイザ回路５もPLL周波数シンセサイザ
方式にしろＤ／Ａコンバータ等を用いる電圧シン
セサイザ方式にしろマイクロコンピータの制御を
用いれば、その具体化は容易である。

発明の効果 以上のように本発明は、コントローラの制御に
より中間周波信号及び周波数精度の高い基準信号
を分周する可変分周器の分周比を変えて、正規の
中間周波数に対する中間周波数のずれの高い側及
び低い側の検知限を設定し、これらの検知限信号
をそれぞれラツチメモリに記憶することにより、
従来例に比べて周波数精度が高く、安定であり、
かつ提案されているAFC回路と比べて分周器、
周波数比較器等を１組減らすことができるので、
より安価に高い周波数精度を有するAFC回路を
実現でき、その実用的効果は大なるものがある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例におけるAFC回路
のブロツク図、第２図は同位相・周波数検波器の
入出力特性図、第３図は本発明の一実施例におけ
るデジタル型式の位相・周波数比較器の構成を示
す回路ブロツク図、第４図は本発明の一実施例に
おける各々のラツチメモリの出力対中間周波数の
特性図、第５図に従来例におけるAFC回路のブ
ロツク図、第６図は従来例における周波数ずれ検
出器の構成を示す回路ブロツク図、第７図は提案
されているAFC回路のブロツク図、第８図は提
案されているAFC回における周波数比較信号出
力対中間周波数の特性図である。 ４……局部発振器、５……シンセサイザ回路、
９，１０……可変分周器、１１……基準信号発生
器、１２……周波数比較器、１５……LPF、１
６，１７……ラツチメモリ、１８……コントロー
ラ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 中間周波信号を第１の可変分周器で分周した
   信号と基準信号を第２の可変分周器で分周した信
   号とを入力する周波数比較器と、前記周波数比較
   器の出力信号を積分して中間周波信号の基準信号
   に対する周波数比較信号を得る積分器と、前記積
   分器の出力信号をラツチする第１及び第２のラツ
   チメモリと、第１及び第２の可変分周器の分周比
   を制御するとともに第１及び第２のラツチメモリ
   のデータ入力イネーブル制御するコントローラを
   備え、前記コントローラの制御により第１及び第
   ２の可変分周器の分周比をそれぞれ第１の分周比
   に設定し、その時の周波数比較信号を第１のラツ
   チメモリにラツチし、前記コントローラの制御に
   より第１及び第２の可変分周器の分周比をそれぞ
   れ第２の分周比に設定し、その時の周波数比較信
   号を第２のラツチメモリにラツチし、基準信号周
   波数と第１及び第２の可変分周器の第１及び第２
   の分周比とを中間周波信号の中心周波数が正規の
   中間周波数と比べて所定幅より高い時には第１の
   分周比に設定された各々の可変分周器出力周波数
   が一致し、かつ所定幅より低い時には第２の分周
   比に設定された各々の可変分周器出力周波数が一
   致するように設定し、電圧制御型局部発振器の周
   波数制御を行なう選局電圧のシンセサイザ回路に
   おいて周波数制御電圧を少なくとも前記第１及び
   第２のラツチメモリ出力信号を用いて微調するよ
   う構成したことを特徴とするAFC回路。