JPH0654005A - 自動周波数制御回路 - Google Patents

自動周波数制御回路

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JPH0654005A
JPH0654005A JP4168836A JP16883692A JPH0654005A JP H0654005 A JPH0654005 A JP H0654005A JP 4168836 A JP4168836 A JP 4168836A JP 16883692 A JP16883692 A JP 16883692A JP H0654005 A JPH0654005 A JP H0654005A
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Naoki Adachi
尚季 安達
Masahiro Mimura
政博 三村
Makoto Hasegawa
誠 長谷川
Kazunori Watanabe
和紀 渡辺
Yasumi Imagawa
保美 今川
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  • Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 同位相(I)信号または直交位相(Q)信
号と、復調信号を用いて、局部発振器の周波数のずれの
向きを検出してチャージポンプを駆動し、局部発振器で
ある電圧制御発振器を制御することで、直接変換受信機
のFSK復調器の自動周波数制御回路を集積化に適した
構成で提供する。 【構成】 周波数電圧変換器2によりI信号またはQ信
号を電圧に変換し、電圧比較器4で基準電圧と比較を行
い、電圧比較器4の出力信号と復調信号の位相関係を、
同相逆相判定回路7により比較する。同相の場合はアッ
プ信号を、逆相の場合はダウン信号を、チャージポンプ
9へ送り、チャージポンプ9の出力をローパスフィルタ
10を通して制御電圧として供給することで、電圧制御
発振器11を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、主として直接変換受信
機のFSK(フリケンシー・シフト・キーイング:周波
数偏移変調)復調器における局部発振器の自動周波数制
御回路に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図3に示すような構成が、FSK復調器
等における局部発振器の自動周波数制御回路として従来
より知られている。図3において、11は制御電圧に応
じて発振周波数が変化する電圧制御発振器(VCO),
12はVCO11の出力の位相を90度変移させる90
度移相器、13は入力変調波を入力する入力変調波端
子、14は入力変調波端子13を介して入力される入力
変調波とVCO11の出力とを混合するミキサ、15は
入力変調波端子13を介して入力される入力変調波と9
0度移相器12の出力とを混合するミキサ、16、17
はミキサ14、15から出力されるミキシング信号から
高調波成分を除去するローパスフィルタ、18はローパ
スフィルタ16、17の出力から復調すべき信号を出力
端子18Aから取り出す復調回路、19はローパスフィ
ルタ16、17の双方の出力を混合するミキサである。
20はミキサ19から出力されるミキシング信号から高
調波成分を除去するローパスフィルタで、当該出力によ
りVCO11を制御する。すなわち、入力変調波と、V
CO11の出力にθの位相差がある時、ループフィルタ
302の出力電圧は−sin2θに比例し、θ=0とな
る向きにVCO11は制御される。この結果、VCO1
1の周波数は、搬送波周波数に近づく。なお、このミキ
サ19とローパスフィルタ20とにより、自動周波数制
御回路30を構成する。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図3の
構成では、FSK変調波に対しては、マーク、スペース
に対応する周波数が異なるため、電圧制御発振器の周波
数は搬送波周波数に近づくのではなく、マーク、スペー
ス各々の周波数に追従しようとする。
【0004】直接変換受信機のFSK復調器において、
局部発振器周波数と搬送波周波数の周波数差が大きくな
り、前記周波数差がFSK変調波の周波数偏移に近づく
と、局部発振器周波数のずれの向きによって、マークま
たはスペースに対応するI、Q波形の周波数が低くな
り、復調器の復調精度が低下してしまう。
【0005】本発明は、上記問題点を解決し、局部発振
器周波数を搬送波周波数に近づけることで、復調精度の
向上を図ることを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、直接変換受信
機の周波数偏移変調を行なう際に、同位相信号または直
交位相信号を電圧に変換する周波数電圧変換器と、前記
周波数電圧変換器の出力電圧と基準電圧とを比較する電
圧比較器と、前記電圧比較器の出力信号と復調信号の位
相関係を判定する同相逆相判定回路と、前記同相逆相判
定回路の出力信号により駆動されて充放電を行うチャー
ジポンプと、前記チャージポンプ出力に基づき、局部発
振源である電圧制御発振器の周波数を制御するローパス
フィルタとを設けたものである。
【0007】
【作用】本発明は上記構成により、電圧比較器の出力信
号と復調信号の符号が同じであるか異なるかにより、局
部発振器周波数が搬送波周波数より低いか高いかを同相
逆相判定回路で判定できることを利用して、同相逆相判
定回路の出力信号によりチャージポンプを駆動して、充
電あるいは放電することで、局部発振器である電圧制御
発振器の制御電圧信号を得ることにより、局部発振器周
波数を搬送波周波数に近づけて、復調の精度を向上させ
るという作用を有する。
【0008】
【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。図1は本発明一実施例の自動周波数
制御装置の構成を示すブロック図である。図1におい
て、11は制御電圧に応じて発振周波数が変化する電圧
制御発振器(VCO),12はVCO11の出力の位相
を90度変移させる90度移相器、13は入力変調波を
入力する入力変調波端子、14は入力変調波端子13を
介して入力される入力変調波とVCO11の出力とを混
合するミキサ、15は入力変調波端子13を介して入力
される入力変調波と90度移相器12の出力とを混合す
るミキサ、16、17はミキサ14、15から出力され
るミキシング信号から高調波成分を除去するローパスフ
ィルタ、18はローパスフィルタ16、17の出力から
復調すべき信号を出力端子18Aから取り出す復調回路
で、以上の構成は図3に示した同一の番号が付された構
成要素と同一のものであるので、以下の説明ではその動
作は割愛する。。
【0009】図3の構成と異なる点は、自動周波数制御
回路1である。この自動周波数制御回路1において、2
はローパスフィルタ16から送出されるIまたはQ信号
を電圧に変換する周波数電圧変換器、4は周波数電圧変
換器2の出力と基準電圧端子3に印加される基準電圧と
をレベル比較する電圧比較器、5は電圧比較器4の出力
に対するリミッタアンプ、6は復調回路18の出力であ
る復調信号を一時遅延させる遅延回路である。7は同相
逆相判定回路で、論理積回路8a,8bにより構成され
ている。9は同相逆相判定回路7の出力信号により駆動
されて充放電を行うチャージポンプ、10はチャージポ
ンプ9の出力に基づき、局部発振源である電圧制御発振
器11の周波数を制御するローパスフィルタである。
【0010】以上のような構成において、入力FSK変
調波について、搬送波周波数をfc、周波数偏移をfd
としたとき、マークに対して周波数fc+fd、スペー
スに対して周波数fc−fdが対応していると仮定し
て、局部発振器周波数をfLとおくとき、以下その動作
を説明する。
【0011】周波数偏移fdに対する周波数電圧変換器
2の出力電圧をV0とするとき、電圧V0よりVdだけ
高く基準電圧を設定する。周波数電圧変換器2の出力が
電圧V0+Vdとなる周波数範囲fwに、局部発振器周
波数と搬送波周波数の差の絶対値|fL−fc|が入っ
ているとき、すなわちfW≧|fL−fc|のときは、
リミッタアンプ5の出力信号はLレベルとなり、チャー
ジポンプ9は駆動されずハイインピーダンス状態にな
り、AFC回路1は電圧制御発振器13の制御電圧に寄
与しなくなる。
【0012】周波数範囲fwより高い方に搬送波周波数
fcからずれた場合、すなわちfW<|fL−fc|で
fL>fcのときは、リミッタアンプ5の出力信号と復
調信号の符号が反転するため、リミッタアンプ5の出力
信号がHレベルのとき復調信号はLレベルとなり、チャ
ージポンプ9が充電するよう駆動され、周波数がさがる
よう電圧制御発振器13が制御される。
【0013】周波数幅fwより低い方に搬送波周波数f
cからずれた場合、すなわちfW<|fL−fc|でf
L>fcのときは、チャージポンプ9が放電あるよう駆
動され、電圧制御発振器11の周波数が上がる。
【0014】図2は、図1の同相逆相判定回路7の他の
実施例を示すものである。図2(a)において、71は
遅延回路、72はDフリップフロップである。また、図
2(b)において、73は遅延回路、74はDフリップ
フロップ、75、76は論理積回路である。さらに図2
(c)において、77、78は排他的論理和回路であ
る。
【0015】図2(a)において、リミッタアンプ5の
出力信号の立ち上がりの時の、復調信号により、同相逆
相の判定を行なう。すなわち、復調信号がLレベルであ
ったときは、高い方にずれていると判定でき、チャージ
ポンプ9が放電するよう駆動され、電圧制御発振器11
の周波数が下がる。一方、復調信号がHレベルであった
ときは、低い方にずれていると判定でき、チャージポン
プ9が充電するよう駆動され、電圧制御発振器11の周
波数が上がる。この構成では、電圧制御発振器11の周
波数が周波数fc−fwからfc+fwの範囲で変動す
るが、基準電圧をVdが小さくなるよう設定し、周波数
範囲fwを狭くすることで、変動を抑えられる。
【0016】図2(b)では、Dフリップフロップ74
の出力と、リミッタアンプ5の出力信号との論理積を出
力とすることで、局部発振器周波数と搬送波周波数の差
の絶対値が|fL−fc|に入っているときは、チャー
ジポンプ9は駆動されずハイインピーダンス状態にな
り、AFC回路1は電圧制御発振器11の制御電圧に寄
与しなくなる。
【0017】図2(c)では、排他的論理和回路77、
78により、リミッタアンプ5の出力信号と復調信号の
符号が同じであるか異なるかにより、周波数が低いか高
いかを判定し、チャージポンプ9を充電するか放電する
よう駆動することで、電圧制御発振器13を制御する。
【0018】以上のように、本実施例によれば、リミッ
タアンプ5の出力信号と復調信号の比較により、局部発
振器周波数のずれの向きを検出し、局部発振器周波数を
搬送波周波数に近づくよう制御することで、周波数ズレ
による復調精度の低下を防ぐことができる。
【0019】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、FSK
復調器において、IまたはQ信号を周波数電圧変換し基
準電圧と比較した信号と復調信号を比較することで、局
部発振器周波数のずれの向きを検出し、周波数のズレが
減少するようチャージポンプを駆動し、局部発振器であ
る電圧制御発振器を制御することで、復調器を安定に動
作させる。
【0020】また、基準電圧の設定により、周波数ずれ
に対する制御を行なう範囲を変えられ、チャージポンプ
の出力信号は誤差成分による信号反転が少ないため、ほ
とんど一定電圧の信号が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例における自動周波数制御回路
のブロック結線図
【図2】本発明の他の実施例における自動周波数制御回
路の要部である同相逆相判定回路のブロック結線図
【図3】従来の自動周波数制御回路のブロック結線図
【符号の説明】
1 自動周波数制御回路 2 周波数電圧変換器 3 基準電圧端子 4 電圧比較器 5 リミッタアンプ 6 遅延回路 7 同相逆相判定回路 9 チャージポンプ 10 ローパスフィルタ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 渡辺 和紀 神奈川県横浜市港北区綱島東四丁目3番1 号 松下通信工業株式会社内 (72)発明者 今川 保美 石川県金沢市彦三町二丁目1番45号 株式 会社松下通信金沢研究所内

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 直接変換受信機の周波数偏移変調を行な
    う際に、同位相信号または直交位相信号を電圧に変換す
    る周波数電圧変換器と、前記周波数電圧変換器の出力電
    圧と基準電圧とを比較する電圧比較器と、前記電圧比較
    器の出力信号と復調信号の位相関係を判定する同相逆相
    判定回路と、前記同相逆相判定回路の出力信号により駆
    動されて充放電を行うチャージポンプと、前記チャージ
    ポンプ出力に基づき、局部発振源である電圧制御発振器
    の周波数を制御するローパスフィルタとを備えた自動周
    波数制御回路。
  2. 【請求項2】 同相逆相判定回路が、電圧比較器の出力
    信号と復調信号とを比較する第1の論理積回路と、前記
    電圧比較器の出力信号と復調信号を反転した信号とを比
    較する第2の論理積回路とを有する請求項1記載の自動
    周波数制御回路。
  3. 【請求項3】 同相逆相判定回路が、電圧比較器の出力
    信号の立ち上がり、または下がりをクロックとして、復
    調信号を入力とするDフリップフロップを有する請求項
    1記載の自動周波数制御回路。
  4. 【請求項4】 同相逆相判定回路が、Dフリップフロッ
    プの出力と、電圧比較器の出力信号を比較する論理積回
    路を有する請求項3記載の自動周波数制御回路。
  5. 【請求項5】 同相逆相判定回路が、電圧比較器の出力
    信号と復調信号を比較する第1の排他的論理和回路と、
    前記電圧比較器の出力信号と、復調信号を反転した信号
    を比較する第2の排他的論理和回路とを有する請求項1
    記載の自動周波数制御回路。
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