JPH0522036A - 周波数逓倍装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】周波数逓倍装置に関し、その目的は、ダブラー
で逓倍された所望の周波数の信号のみを抽出してゲイン
を落とすことなく出力できる周波数逓倍装置を実現する
ことにある。 【構成】入力信号の周波数を２倍して出力するダブラー
と、インダクタンスと可変容量ダイオードが並列接続さ
れダブラーの出力側に接続されたＬＣ並列共振器と、該
ＬＣ並列共振器を通過した信号のピーク値を検出するピ
ーク検波器と、該ピーク検波器の出力信号をデジタル信
号に変換するＡ／Ｄ変換器と、該Ａ／Ｄ変換器の出力デ
ータに基づいて電圧変化による周波数変化分とゲイン変
化分の比が小さくなるように前記可変容量ダイオードに
与える逆バイアス電圧データを演算するＣＰＵと、該Ｃ
ＰＵで演算された逆バイアス電圧データをアナログ信号
に変換して前記可変容量ダイオードに与えるＤ／Ａ変換
器とで構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は周波数逓倍装置に関し、
更に詳しくは、逓倍された所望の周波数の信号のみをゲ
インを落とすことなく出力できる装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図９は従来の周波数逓倍装置の一例を示
す回路図であり、波形発生器のクロック信号発生部の例
である。図において、１は可変周波数ｆを持つ入力信号
の入力端子であり、ダブラー２に接続されている。ダブ
ラー２はバッファアンプ３と抵抗４の直列回路を介して
ＬＣ並列共振器５の一端に接続されている。該ＬＣ並列
共振器５はインダクタンス６と可変容量ダイオード７が
並列接続されたものであり、可変容量ダイオード７のア
ノードは可変電源８に接続されるとともにコンデンサ９
を介してアースに接続され、カソードは抵抗４とバッフ
ァアンプ１０の接続点に接続されている。バッファアン
プ１０は出力端子１１に接続されている。

【０００３】このような構成において、入力端子１に加
えられる入力信号の周波数ｆはダブラー２で２倍された
のちバッファアンプ３に入力される。ところで、ダブラ
ー２の出力信号の各周波数成分に着目すると、入力信号
の周波数ｆの基本波成分及び奇数次高調波成分はかなり
抑圧されてはいるものの、そのままでは比較的大きなレ
ベルで出力されてしまう。そこで、インダクタンス６と
可変容量ダイオード７が並列接続されたＬＣ並列共振器
５を用い、可変容量ダイオード７のＰＮ接合容量の逆バ
イアス電圧による変化を利用して共振点を移動させてい
る。

【０００４】これにより、共振点ではＬＣ並列インピー
ダンスは理論上無限大になり、その周波数信号を出力と
して取り出すことができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、可変容
量ダイオード７の逆バイアス電圧を所望の共振周波数に
対応した値に設定しても、素子のバラツキや温度特性等
によって必ずしも所望の共振周波数に設定されるとは限
らない。

【０００６】その結果、図１０に示すように、２倍の周
波数２ｆにおいてゲインをロスしてしまうという問題点
が発生する。

【０００７】本発明は、このような問題点に鑑みてなさ
れたものであり、その目的は、ダブラーで逓倍された所
望の周波数の信号のみを抽出してゲインを落とすことな
く出力できる周波数逓倍装置を実現することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の周波数逓倍装置
は、入力信号の周波数を２倍して出力するダブラーと、
インダクタンスと可変容量ダイオードが並列接続されダ
ブラーの出力側に接続されたＬＣ並列共振器と、該ＬＣ
並列共振器を通過した信号のピーク値を検出するピーク
検波器と、該ピーク検波器の出力信号をデジタル信号に
変換するＡ／Ｄ変換器と、該Ａ／Ｄ変換器の出力データ
に基づいて電圧変化による周波数変化分とゲイン変化分
の比が小さくなるように前記可変容量ダイオードに与え
る逆バイアス電圧データを演算するＣＰＵと、該ＣＰＵ
で演算された逆バイアス電圧データをアナログ信号に変
換して前記可変容量ダイオードに与えるＤ／Ａ変換器と
を設けたことを特徴とする。

【０００９】

【作用】ＬＣ並列共振器を構成する可変容量ダイオード
にはＬＣ並列共振器を通過した信号のピーク値の検波信
号に基づいて電圧変化による周波数変化分とゲイン変化
分の比が小さくなるように演算された逆バイアス電圧が
与えられ、ＬＣ並列共振器の共振周波数はゲインロスが
小さくように設定される。

【００１０】これにより、ＬＣ並列共振器を構成する素
子のバラツキや温度特性等による共振周波数に対する影
響を改善できる。

【００１１】

【実施例】以下、図面を参照して、本発明の実施例を詳
細に説明する。

【００１２】図１は本発明の一実施例を示す回路図であ
り、図９と同一のものには同一の符号を付けている。図
において、１２はダイオードを用いたピーク検波器であ
り、アノードはバッファアンプ１０と抵抗１３の接続点
に接続され、カソードはコンデンサ１４と抵抗１５の並
列回路を介してアースに接続されるとともにＡ／Ｄ変換
器１６の入力端子に接続されている。該Ａ／Ｄ変換器１
６の出力端子はＣＰＵ１７の入力端子に接続されてい
る。１８はＤ／Ａ変換器であり、入力端子はＣＰＵ１７
の出力端子に接続され、出力端子はＬＣ並列共振器５を
構成する可変容量ダイオード７のアノードに接続されて
いる。

【００１３】図１の各部の動作を説明する。ダブラー２
は図２の（Ａ）に示す入力信号の周波数ｆを（Ｂ）に示
すように２倍する。このとき、入力信号の基本波成分及
び奇数次高調波成分は抑圧されるもののそれらのレベル
はかなり高い。そこでこれらの不必要な周波数の信号成
分を取り除くために上述のようにインダクタンス６と可
変容量ダイオード７が並列接続されたＬＣ並列共振器５
を利用する。

【００１４】ＬＣ並列共振器５の共振点におけるインピ
ーダンスは理論上無限になり、図３に示すように共振周
波数と同じ周波数の信号は次段のバッファアンプ１０に
入力される。そこで、ＬＣ並列共振器５のＬを固定とし
てＤ／Ａ変換器１８を介して可変容量ダイオード７に与
えられる逆バイアス電圧を可変にすることによりＣを可
変にし、図４に示すように共振周波数を可変にする。こ
れにより、任意の周波数に対応できる。ところが、通過
信号の周波数がＬＣ並列共振器５で作られるバンドパス
フィルタの通過帯域に入っていれば出力されるが、共振
周波数と必要な周波数が一致していないと上述のように
ゲインロスになってしまう。

【００１５】そのため、ピーク検波器１２で出力信号を
検波して最大ゲインを得るようにする。すなわち、ピー
ク検波器１２で検波される出力信号のピーク値に等しい
直流信号により出力信号のゲインが分かる。図５に示す
ピーク検波器１２のカソード側Ａ点の出力信号は図６の
ようになり、該出力信号のピーク値ｘはＡ／Ｄ変換器１
６でデジタル信号に変換されてＣＰＵ１７に入力され
る。

【００１６】ＣＰＵ１７は、ピーク値ｘに対して可変容
量ダイオード７に与える逆バイアス電圧を上下させるよ
うに演算制御する。すなわち、上述のように、可変容量
ダイオード７に与える逆バイアス電圧を変化させること
によりＬＣ並列共振器５の共振周波数が変化し、出力信
号のゲインも変化する。そして、ある周波数範囲に入る
と出力信号のゲインはほとんど変化しなくなる。そこ
で、図７に示すように逆バイアス電圧を変化させたとき
の共振周波数ｆと出力信号のゲインＧの変化分の微分値
ΔＧ／Δｆが小さくなるようにＤ／Ａ変換器１８から可
変容量ダイオード７に変換出力される逆バイアス電圧を
調整する。なお、（Ａ）は逆バイアス電圧を下げる場合
であり、（Ｂ）は逆バイアス電圧を上げる場合である。
図８は微分曲線であり、（Ａ）は出力信号の周波数が共
振周波数より小さくて逆バイアス電圧を下げた場合の微
分値の軌跡を示し、（Ｂ）は出力信号の周波数が共振周
波数より大きくて逆バイアス電圧を上げた場合の微分値
の軌跡を示している。ＣＰＵ１７による逆バイアス電圧
の制御動作は微分値の絶対値が図８に円で示した零近傍
の所定の範囲に入った時点で停止する。

【００１７】これにより、ダブラーで２倍にされた信号
の中から必要な信号成分をゲインを落とすことなく抽出
できる。

【００１８】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明の周
波数逓倍装置は、ＬＣ並列共振器を構成する可変容量ダ
イオードにＬＣ並列共振器を通過した信号のピーク値の
検波信号に基づいて電圧変化による周波数変化分とゲイ
ン変化分の比が小さくなるように演算された逆バイアス
電圧を与えるように構成しているので、ＬＣ並列共振器
を構成する素子のバラツキや温度特性等による共振周波
数に対する影響を改善でき、ゲインロスの少ない出力信
号が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す回路図である。

【図２】図１のダブラーの動作説明図である。

【図３】図１のＬＣ並列共振器の動作説明図である。

【図４】図１のＬＣ並列共振器の共振周波数の変化説明
図である。

【図５】図１のピーク検波器の動作説明図である。

【図６】図１のピーク検波器の出力信号の波形図であ
る。

【図７】図１のＣＰＵによる微分値制御の動作説明図で
ある。

【図８】微分曲線の説明図である。

【図９】従来の装置の一例を示す回路図である。

【図１０】ゲインの説明図である。

【符号の説明】

１ 入力端子 ２ ダブラー ３，１０ バッファアンプ ４，１３，１５ 抵抗 ５ ＬＣ並列共振器 ６ インダクタンス ７ 可変容量ダイオード ９，１４ コンデンサ １１ 出力端子 １２ ピーク検波器 １６ Ａ／Ｄ変換器 １７ ＣＰＵ １８ Ｄ／Ａ変換器

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 入力信号の周波数を２倍して出力するダ
   ブラーと、 インダクタンスと可変容量ダイオードが並列接続されダ
   ブラーの出力側に接続されたＬＣ並列共振器と、 該ＬＣ並列共振器を通過した信号のピーク値を検出する
   ピーク検波器と、該ピーク検波器の出力信号をデジタル
   信号に変換するＡ／Ｄ変換器と、 該Ａ／Ｄ変換器の出力データに基づいて電圧変化による
   周波数変化分とゲイン変化分の比が小さくなるように前
   記可変容量ダイオードに与える逆バイアス電圧データを
   演算するＣＰＵと、 該ＣＰＵで演算された逆バイアス電圧データをアナログ
   信号に変換して前記可変容量ダイオードに与えるＤ／Ａ
   変換器、 とを設けたことを特徴とする周波数逓倍装置。