JPH054348Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、位相変調波受信装置などにおける捕
捉回路つき位相同期回路に関するものである。

従来この種の装置においては、特開昭53−
144242号公報に記載されているようにまず位相同
期回路を開ループにしておいて受信電波の最大点
を検出し、この検出結果にもとずいて掃引電圧を
演算し、この掃引電圧を閉ループ位相同期回路に
用い位相同期をとるものがある。

一方、追尾する移動衛星等の飛翔体からの正弦
波信号あるいはPCM信号の受信位相変調波は、
正規の周波数を中心にしてある時間レートでシフ
トしている場合がある。

したがつて、上述のような従来の装置による
と、最大点を検出した時点と掃引電圧が演算され
この演算値を用いて閉ループ同期回路において同
期が開始される時点との時間差により受信される
周波数が異なる場合がある。すなわち、上述の従
来装置を上述の移動衛星追尾受信のために用いる
と、掃引電圧を算出する基準となる時点の周波数
と算出された掃引電圧を用いて同期開始する時点
の周波数が異なつている場合には、本来受信すべ
き正規の周波数から若干シフトした周波数のサイ
ドバンドにたまたま擬似同期してしまう場合があ
る。

本考案の目的は、この欠点を除去し、正規の周
波数から多少シフトした周波数を受信しても擬似
同期することなく確実に受信すべき周波数に同期
できる捕捉回路つき位相同期回路を提供すること
である。

本考案の捕捉回路付き位相同期回路は、入力信
号と電圧制御発振器の出力信号とを混合器により
混合しこの混合出力と基準信号と位相比較しこの
位相比較出力電圧と制御電圧との加算電圧により
前記電圧制御発振器の発振周波数を制御する位相
同期ループと、この位相同期ループのロツクを判
定する判定回路と、混合器の出力から所定帯域の
信号レベルを検出するレベル検出器と、このレベ
ル検出器の出力をデジタル信号に変換する第１の
Ａ／Ｄ変換器と、指令信号に従つて電圧制御発振
器の周波数掃引範囲の掃引電圧を出力する掃引信
号発生器と、この掃引信号発生器の掃引出力をデ
ジタル信号に変換する第２のＡ／Ｄ変換器と、こ
れら第１および第２のＡ／Ｄ変換器の出力を入力
して入力信号レベルの最大点とこれに対応する掃
引電圧とを記憶する処理装置と、この処理装置か
ら出力される記憶出力のうち最大点に対応する掃
引電圧をアナログ電圧に変換するＤ／Ａ変換器
と、このＤ／Ａ変換器の出力電圧を中心にして掃
引電圧範囲より小さい範囲の三角波電圧を重畳す
る加算器と、この加算器の出力を指令信号があつ
た時掃引信号発生器の出力に切替える第１の切替
手段と、この第１の切替手段の出力を制御電圧と
して電圧制御発振器へ接続すると共に判定回路が
位相同期ループのロツクを判定したときその接続
を断とする第２の切替手段とを含むことを特徴と
する。

第１図は本考案の実施例のブロツク図である。
図中、１は受信信号入力端子、２，５，２６は帯
域濾波器、３はAGC増幅器、４は混合器、６は
リミツタ、７は位相検波器である。８はπ／２移
相器であり、振幅検波器９と位相同期ループの位
相検波器７との動作ポイントの位相差を調整する
機能を有する。（例えば、Floyd M.Gardner，
Phaselock Techniques，Jhon Wiley ＆
Sans Inc.，1966，P.90 100参照）１０，１５，
１８，２１はアナログスイツチ、１１はロツク判
定回路、１２は電圧制御発振器（VCO）、１３，
２４は加算器、１４はループフイルタ、１６は基
準信号入力端子、１７は制御信号入力端子、１９
は単掃引信号発生器、２０はアナログスイツチ制
御器、２２，２９はＡ／Ｄコンバータ、２３は三
角波発生器、２５はＤ／Ａコンバータ、２７はレ
ベル検出器、２８は積分器、３０はマイクロコン
ピユータである。

なお、レベル検出器２７は捕捉時の信号レベル
を包絡線検波器でのBPF２６の信号電力を検出
し、振幅検波器９は捕捉後の信号レベルを同期検
波方式で検出するもので、捕捉時の検波器９の出
力は位相同期状態ではない為ビート信号が出力さ
れる。

第２図ａ〜ｃは第１図の動作を説明する波形図
で、第２図ａは単掃引信号発生器１９の出力波
形、すなわち時間（横軸）に対する掃引電圧（縦
軸）を示し、第２図ｂはこの掃引電圧により変動
する周波数に対する受信信号のスペクトラムを示
し、第２図ｃは単掃引終了後のVCO１２への入
力電力、すなわち、加算器２４の出力電圧を示
す。

最初に、位相同期ループがロツクインするまで
の開ループの動作を説明する。この開ループで
は、VCO１２の掃引範囲内の掃引電圧に対応す
る受信信号スペクトラムを記憶させて、信号スペ
クトラムの中心付近の掃引電圧を検出する。

ここでアナログスイツチ１８は、通常オンとな
つているが、位相同期ループがロツクインした時
オフとなるよう動作する。

まず、制御信号入力端子１７に外部よりトリガ
が入力されると、アナログスイツチ制御器２０に
よつて、アナログスイツチ１０，１５をオフと
し、位相検波器７の出力およびロツク判定回路１
１の入力が断となり、位相同期ループは開ループ
として制御される。この時、単掃引信号発生器１
９の出力がこの位相同期ループに加えられるよう
に、アナログスイツチ２１も単掃引発生器１９側
に切換えられる。従つて、第２図ａの出力波形
が、単掃引信号発生器１９より単掃引信号として
アナログスイツチ２１，１８を介してVCO１２
へ印加され、位相同期ループのプルイン範囲を単
掃引する。この単掃引信号は同時にＡ／Ｄ変換器
２２によりＡ／Ｄ変換されマイクロコンピユータ
３０へ入力される。これらアナログスイツチ１
０，１５は単掃引中のみオフとなり、単掃引完了
後は再びオンとなる。

この単掃引信号により掃引されたVCO１２の
出力信号と混合器４で混合されて中間周波信号に
変換された受信信号は、帯域濾波器２６を経てレ
ベル検出器２７へ入力され振幅検波される（第２
図ｂ）。この振幅検波出力は更に積分器２８で平
滑された後Ａ／Ｄ変換器２９によりＡ／Ｄ変換さ
れてマイクロコンピユータ３０入力される。この
マイクロコンピユータ３０は、単掃引信号情報
（第２図ａ）と、この掃引信号による受信信号の
振幅情報（第２図ｂ）とから受信信号パターンを
合成し、そのパターンより受信信号のエネルギー
分布の中心（第２図ｂの捕捉ポイント）となる単
掃引信号情報を検出してマイクロコンピユータ３
０内のメモリに記憶しておく。

この単掃引が終了し、信号スペクトラムの中心
が検出され時、アナログスイツチ２１は加算器２
４側に切換えられ、同時にアナログスイツチ１
０，１５もオンとなり、位相同期ループが閉ルー
プとなる。メモリに記憶された掃引電圧のうち信
号スペクトラムの中心付近の掃引電圧が、Ｄ／Ａ
コンバータ２５にてアナログ信号へ変換され、こ
のアナログ信号に三角波発生器２３の出力を加算
器２４により重畳して（第２図ｃ）、アナログス
イツチ２１を介し位相同期ループをロツクインさ
せるべくVCO１２に供給する。この位相同期ル
ープは三角波により捕捉点近傍を掃引するので容
易にロツクインできる。この位相同期ループがロ
ツクインした後は、ロツク判定回路１１からの制
御によつてアナログスイツチ１８をオフとする。
このように位相同期ループがロツクインし、アナ
ログスイツチ１８をオフとするための制御信号は
以下のようにして生成する。

すなわちBPF５の出力レベルは、たとえば第
２図ｂに示されるような関係でサイドバンドにロ
ツクしたときと中心周波数にロツクしたときとで
異なる。また位相検出器７の位相誤差がゼロのと
き、すなわち位相検出器７の出力がゼロのときに
は、振幅検波器９の出力はマイナスのピーク値と
なる。従つてこの振幅検波器９の出力を入力と
し、所定の電圧値と比較することにより、ロツク
判定回路１１は正規の中心周波数にロツクしたこ
とを判定でき、上記スイツチ１８に対するオフ制
御信号を生成できる。

また第２図ｃに示される重畳波に関しては、負
の第１サイドバンドから正の第１サイドバンド迄
に相当する負のピークから正のピーク迄の値を１
回重畳すれば基本的にはこの間のいずれかのポイ
ントで正規の中心周波数にロツクできるはずであ
るが、より確実性をあげるため上記ピークからピ
ーク迄の値を連続的にした三角波としている。

なお、閉ループになつた直後、すなわちスイツ
チ１８オフ直後も加算器１３のもつ積分作用によ
り、所定時間、スイツチ１８オフ直前の制御電圧
が保持されこの電圧がVCO１２に供給される。
従つてスイツチ１８オフ直後も、オフ直前の制御
電圧を用いて位相同期ループが追従するので、ス
イツチ１８のオフ直後でロツクオフすることはな
い。

これらの動作において、単掃引信号による
VCO掃引速度は、帯域濾波器２６の帯域幅及び
積分器２８の時定数によつて決定され、この帯域
濾波器２６の帯域幅は受信信号変調周波数及び本
動作限界受信レベルのＣ／Ｎによつて最適な値に
設定され、その確度はＤ／Ａ変換およびＡ／Ｄ変
換のビツト数により決定される。

以上説明したように、本考案によれば、たとえ
本来受信すべき正規周波数から若干シフトした周
波数のサイドバンドに対応した掃引電圧で同期を
開始したとしても、このときの掃引電圧は三角波
重畳によりある範囲内で振られるので、閉同期回
路は直ちにサイドバンドに擬似同期することなく
同期動作をつづける。従つて、閉同期回路は最終
的に正規の受信周波数の中心周波数にロツクする
ことができる。

本考案は、移動衛星追尾時において追尾する衛
星からの受信電波があるレートで正規の周波数を
中心に周波数シフトしている場合に、特に有効で
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の実施例のブロツク図、第２図
ａ〜ｃは第１図の動作波形図である。図におい
て、１……受信信号入力端子、２，５，２６……
帯域波器、３……AGC増幅器、４……混合器、
６……リミツタ、７……位相検波器、８……π／
２移相器、９……振幅検波器、１０，１５，１
８，２１……アナログスイツチ、１１……ロツク
判定回路、１２……VCO、１３，２４……加算
器、１４……ループフイルタ、１６……基準信号
入力端子、１７……制御信号入力端子、１９……
単掃引信号発生器、２０……アナログスイツチ制
御器、２２，２９……Ａ／Ｄコンバータ、２３…
…三角波発生器、２５……Ｄ／Ａコンバータ、２
７……レベル検出器、２８……積分器、３０……
マイクロコンピユータ、である。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 入力信号と電圧制御発振器の出力信号とを混合
   器により混合しこの混合出力を基準信号と位相比
   較しこの位相比較出力電圧と制御電圧との加算電
   圧により前記電圧制御発振器の発振周波数を制御
   する位相同期ループと、この位相同期ループのロ
   ツクを判定する判定回路と、前記混合器の出力か
   ら所定帯域の信号レベルを検出するレベル検出器
   と、このレベル検出器の出力をデジタル信号に変
   換する第１のＡ／Ｄ変換器と、指令信号に従つて
   前記電圧制御発振器の周波数器掃引範囲の掃引電
   圧を出力する掃引信号発生器と、この掃引信号発
   生器の掃引出力をデジタル信号に変換する第２の
   Ａ／Ｄ変換器と、これら第１および第２のＡ／Ｄ
   変換器の出力を入力して前記入力信号レベルの最
   大点とこれに対応する前記掃引電圧とを記憶する
   処理装置と、この処理装置から出力される記憶出
   力のうち前記最大点に対応する前記掃引電圧をア
   ナログ電圧に変換するＤ／Ａ変換器と、このＤ／
   Ａ変換器の出力電圧を中心にして前記掃引電圧範
   囲より小さい範囲の三角波電圧を重畳する加算器
   と、この加算器の出力を前記指令信号があつた時
   前記掃引信号発生器の出力に切替える第１の切替
   手段と、この第１の切替手段の出力を前記制御電
   圧として前記電圧制御発振器へ接続すると共に前
   記判定回路が前記位相同期ロープのロツクを判定
   したときその接続を断とする第２の切替手段とを
   含むことを特徴とする捕捉回路つき位相同期回
   路。