JPH04346518A

JPH04346518A - 基準信号発生回路

Info

Publication number: JPH04346518A
Application number: JP3120016A
Authority: JP
Inventors: Yoichi Endo; 洋一遠藤; Eiji Itaya; 英治板谷
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1991-05-24
Filing date: 1991-05-24
Publication date: 1992-12-02

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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、現用と予備の２系統の
基準信号発振器を有し、現用の基準信号発振器に異常が
発生した時に予備の基準信号発振器に系を切替える機能
を備えた基準信号発生回路に関する。近年の高度情報化
に伴い、通信回線用の装置については非常に高い信頼性
が要求されている。

【０００２】このため、基準信号発振器では２重化構成
とし、必要により切替えを行うことにより信頼性を向上
する方法が採用されている。ところが、平常時において
基準信号を２系統用意することは、現用系にとって不用
波である予備系の信号が同一装置内に存在することにな
るので、これらの相互干渉を低く抑えることが必要とな
る。

【０００３】

【従来の技術】従来の基準信号切替え装置の構成例を図
８に示す。基準信号発振器３０および３２の出力はそれ
ぞれ分周器３４および３６で分周され、スイッチ３８で
それらのいずれかが選択され、位相比較器４０、ループ
フィルタ４２、電圧制御発振器（ＶＣＯ）４４、および
分周器４６で構成される位相同期ループ（ＰＬＬ）４８
へ入力される。　ＰＬＬ４８はスイッチ３８の切り換え
時の出力波形の乱れを吸収するために設けられる。

【０００４】ここで現用系として選択されている基準発
振器３０に何らかの異常が発生すると、スイッチ３８を
切替えることにより予備系の基準発振器３２が選択され
、基準信号が停止することを防いでいた。特に大容量の
通信装置においては基準信号に高いＣ／Ｎと周波数安定
度を要求していることから、基準信号発振器には恒温槽
付の水晶発振器が用いられ、予備系であっても動作状態
としておくホットスタンバイの必要がある。

【０００５】ところが、平常時においては現用系は基準
発振器３０に同期しており、これとは非同期に動作して
いる予備系の基準発振器３２および分周器３６の信号は
基準発振器３０、分周器３４および位相同期ループ（Ｐ
ＬＬ）４８にとって不要波であり、この不要波が同一装
置内に存在することとなる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】前述の不要波が存在し
た場合、装置中の非線形性により必要波と不要波のビー
トによる周波数成分が発生する。現用系分周器の出力の
周波数をｆｍ　、予備系をｆｓ　とするとビート成分Δ
ｆは、 Δｆ＝｜ｆｍ　−ｆｓ　｜で表わされる。

【０００７】このΔｆの成分は基準信号の出力において
基準信号の周波数からΔｆの位置のスプリアスとなって
現われるため、スイッチ３８とループフィルタ４２によ
り抑圧する必要がある。しかし、スイッチ３８の分離度
は当然有限であり、ループフィルタ４２はローパス特性
であるためΔｆが小さくなると抑圧量が十分に得られず
装置のＣ／Ｎを劣化させるといった問題を生じていた。

【０００８】特に高Ｃ／Ｎを得るために、高安定の基準
信号源を用いたとすると、Δｆは非常に小さくなり、こ
れを抑圧するのは困難である。説明を簡略化するために
、図に具体的な数値を入れた例を用いてこの問題を具体
的に説明する。高Ｃ／Ｎ化を考えた場合に選択される基
準発振器の周波数は数ＭＨｚ　〜百ＭＨｚ　程度である
ので、ここでは仮に５５ＭＨＺ　とする。

【０００９】安定度としては恒温槽付の水晶発振器とし
ての一般的な値である１×１０−６と仮定する。ＰＬＬ
４８のループフィルタ４２のカットオフ周波数ｆｃ　は
、この種の装置では０．数Ｈｚ〜数１０Ｈｚ程度にとら
れることが多いため、ここではｆｃ　＝１Ｈｚとする。どの様な基準発振器を用いても非同期の信号源の間には
周波数差が存在する。説明のためここではｆｍ　に対し
てｆｓ　が周波数差を持つとするとｆｓ　＝ｆｍ　＋Δｆ安定度の仮定より Δｆ＝（５５×１０６）×（１×１０−６）÷８＝６．
８７５Ｈｚ不要波の抑圧量Ｌｄｆはスイッチ３８の分離度をＬｓｗ
、ループフィルタ４２の減衰量をＬＬＦとするとＬｄｆ
＝ＬＳＷ＋ＬＬＦここでループフィルタ４２による抑圧はＬＬＦ＝２０ｌ
ｏｇ　Δｆ／ｆｃ　＝１６．７ｄＢ通常のスイッチで得られる分離度はＬＳＷ＝６０ｄＢ程
度であるので、結局Ｌｄｆ＝６０＋１６．７＝７６．７ｄＢとなる。つまり本構成例での不要波の抑圧量は７６．７
ｄＢとなる。

【００１０】本発明は、高安定であっても不要波による
ビートを十分に抑圧可能な基準信号の発生回路を提供す
ることを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】図１は本発明の第１の原
理構成図である。図において、本発明の第１の基準信号
発生回路は、第１の基準信号を発振出力する第１の基準
信号発振手段１０と、該第１の基準信号発振手段１０の
出力を分周する第１の分周手段１２と、第２の基準信号
を発振出力する第２の基準信号発振手段１４と、該第２
の基準信号発振手段１４の出力を分周する第２の分周手
段１６と、該第１または第２の分周手段１２，１６の出
力のいずれかを選択して出力するスイッチ手段１８と、
該スイッチ手段１８を制御するとともに該スイッチ手段
１８が選択する側の分周手段に第１の分周数を与え、選
択しない側の分周手段に該第１の分周数と異なる値の第
２の分周数を与える制御手段２０とを具備することを特
徴とするものである。

【００１２】図２は本発明の第２の原理構成図である。図において、本発明の第２の基準信号発生回路は、第１
の基準信号を発振出力する第１の基準信号発振手段１０
と、該第１の基準信号発振手段１０の出力を分周する第
１の分周手段１２と、第２の基準信号を発振出力する第
２の基準信号発振手段１４と、該第２の基準信号発振手
段１４の出力を、該第１の分周器手段１２の分周数と異
なる分周数で分周する第２の分周手段１６と、該第１ま
たは第２の分周手段１２，１６の出力のいずれかを選択
して出力するスイッチ手段１８と、分周器２２を有する
ＰＬＬ回路２４であって、該スイッチ手段１８が選択し
た信号が入力され、入力信号の周波数に分周器２２に与
えられた分周数を乗じた周波数の信号を出力するＰＬＬ
回路２４と、該スイッチ手段１８を制御するとともに該
スイッチ手段１８が選択する側の分周手段の分周数に応
じた分周数を該ＰＬＬ回路２４が有する分周器２２に与
える制御手段２６とを具備することを特徴とするもので
ある。

【００１３】

【作用】図１の基準信号発生回路において、スイッチ手
段１８の選択が切り替えられると同時に、分周手段１２
，１６の分周数の入れ替えも行なわれる。したがって、
選択された側の分周数は常に同じ値であるとともに、選
択されない側の分周数はそれと異なる値をとるので、ス
イッチ手段１８に供給される信号は選択側と非選択側と
で充分に大きな周波数差を有しており、後段に接続され
るべきＰＬＬのループフィルタにおいて充分な抑圧量を
得ることができる。

【００１４】図２の基準信号発生回路においては、現用
側と予備側とで異なる分周数が設定されているのでルー
プフィルタの抑圧量は充分である。また、スイッチ手段
１８の切り換えによりＰＬＬ回路２４へ接続される信号
の周波数が変化するが、それに応じて分周器２２の分周
数を変更すればＰＬＬ回路２４の出力信号の周波数は変
わらない。

【００１５】

【実施例】図３は本発明の第１の実施例の構成を表わす
ブロック図である。図中、図８で示したものと同一のも
のは同一の記号で示してある。３０，３２はそれぞれ現
用、予備の基準信号発振器で、例えば恒温槽付の水晶発
振器が使われる。５０，５２は分周数を変えることので
きる分周器で、例えばバイナリカウンタが使われる。３
８はスイッチで、例えば図に示すような構成のＮＡＮＤ
ゲートが使われる。

【００１６】通常時、現用系が選ばれている時は分周器
５０の分周数は８、すなわち分周比は１／８になってお
り、基準発振器の周波数を例えば５５ＭＨｚ　とすると
出力は６．８７５ＭＨｚ。この時予備系の分周器５２の
分周比は１／４になっており出力は１３．７５ＭＨｚ。したがってΔｆ＝６．８７５ＭＨｚとなる。従来例と同
様にループフィルタのカットオフをＦＣ　＝１Ｈｚとす
ると、その減衰量ＬＬＦはＬＬＦ＝２０ｌｏｇ　Δｆ／
ＦＣ　＝１３６．７ｄＢとなる。ここでスイッチの分離度ＬＳＷが等しいとする
とＬｄｆ＝ＬＳＷ＋ＬＬＦ＝６０＋１３６．７＝１９６．７ｄＢとなり、図４に示すように従来例との比較で１２０ｄＢ
　の抑圧効果が得られる。

【００１７】図３の回路において、現用系に異状があっ
た場合は、スイッチ３８により予備系の基準発振器３０
と分周器５２が選択される。同時に分周器５０の分周比
は１／４に、分周器５２の分周比は１／８に変わるため
　ＰＬＬ４８に対しては何ら条件が変化することはない
。図５に第２の実施例を示す。前述の実施例では選択時
と非選択時の分周数すなわち分周比を任意に設定（１／
８および１／４）しているが、本実施例ではそれぞれの
分周数を互いに素となる値に選んでいる。

【００１８】説明のためにここでは分周数を１／８と１
／５に選んだ場合を例にとる。図３の例では選択側と非
選択側の基本波どうしの干渉は防げるが、その高調波成
分（例えば２×ｆｍ　とｆｃ　）については効果が小さ
い。（一般に高調波成分は基本波に比べてレベルダウンする
ので、従来例よりは改善される。）これに対し本実施例
の様に分周数を選べば高調波成分に対してもΔｆを大き
くとることができ、干渉を抑圧することが可能となる。この関係を３ｆｍ　−４ｆｃ　の場合について図６に示
す。

【００１９】図７に第３の実施例を示す。前述の第１お
よび第２の実施例では選択時と非選択時で基準発振器側
の分周器５０，５２の分周数を変化させているが、本実
施例ではＰＬＬ４８側の分周器５４の分周数を変化させ
ている。説明のためにここでは分周数を１／１０と１／
１１に選んだ場合を例にとる。例えば分周器３４を１／
１０に、同３６を１／１１に固定し、スイッチ３８によ
り基準発振器３０が選択された時は分周器５４を１／１
０に、同３２が選択された時は１／１１に変化させる。

【００２０】分周器５４の分周数を変化させると　ＰＬ
Ｌ４８の応答特性であるループ帯域Ｗｎ　とダンピング
ファクタとに影響を与えるが、これらは分周数の平方根
に反比例するため、本実施例の様に２種類の分周数を互
いに近い値にとればほぼその影響を無視し得る。本実施
例において１／１０の場合でループ定数を設計すると、
１／１１に分周数を変化させた時の定数変化は

【００２１】

【数１】

【００２２】となり、約５％程度であり問題とはならな
い。

【００２３】

【発明の効果】以上説明した様に、本発明によれば選択
されている系と、選択されていない系で分周数を異なる
値に設定することにより相互の周波数差を大きくとるこ
とが可能となり、選択されていない系が不用波として干
渉することを低く抑圧することができる効果を奏し、係
る基準信号の発生回路の性能向上に寄与するところが大
きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の原理構成図である。

【図２】本発明の第２の原理構成図である。

【図３】本発明の第１の実施例を表わす図である。

【図４】図３の回路の効果を説明するための図である。

【図５】本発明の第２の実施例を表わす図である。

【図６】図５の回路の効果を説明するための図である。

【図７】本発明の第３の実施例を表わす図である。

【図８】従来の基準信号発生回路の構成を表わす図であ
る。

【符号の説明】

１０，１２…基準信号発振手段１８…スイッチ手段

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】　　第１の基準信号を発振出力する第１の
基準信号発振手段（１０）と、該第１の基準信号発振手
段（１０）の出力を分周する第１の分周手段（１２）と
、第２の基準信号を発振出力する第２の基準信号発振手
段（１４）と、該第２の基準信号発振手段（１４）の出
力を分周する第２の分周手段（１６）と、該第１または
第２の分周手段（１２，１６）の出力のいずれかを選択
して出力するスイッチ手段（１８）と、該スイッチ手段
（１８）を制御するとともに該スイッチ手段（１８）が
選択する側の分周手段に第１の分周数を与え、選択しな
い側の分周手段に該第１の分周数と異なる値の第２の分
周数を与える制御手段（２０）とを具備することを特徴
とする基準信号発生回路。
【請求項２】　　前記第１の分周数と第２の分周数とは
互いに素である請求項１記載の基準信号発生回路。
【請求項３】　　第１の基準信号を発振出力する第１の
基準信号発振手段（１０）と、該第１の基準信号発振手
段（１０）の出力を分周する第１の分周手段（１２）と
、第２の基準信号を発振出力する第２の基準信号発振手
段（１４）と、該第２の基準信号発振手段（１４）の出
力を、該第１の分周器手段（１２）の分周数と異なる分
周数で分周する第２の分周手段（１６）と、該第１また
は第２の分周手段（１２，１６）の出力のいずれかを選
択して出力するスイッチ手段（１８）と、分周器（２２
）を有するＰＬＬ回路（２４）であって、該スイッチ手
段（１８）が選択した信号が入力され、入力信号の周波
数に分周器（２２）に与えられた分周数を乗じた周波数
の信号を出力するＰＬＬ回路（２４）と、該スイッチ手
段（１８）を制御するとともに該スイッチ手段（１８）
が選択する側の分周手段の分周数に応じた分周数を該Ｐ
ＬＬ回路（２４）が有する分周器（２２）に与える制御
手段（２６）とを具備することを特徴とする基準信号発
生回路。