JPH0697821A - 周波数掃引レート適応型フェイズロックループ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】フェイズロックループのＶＣＯの周波数掃引レ
ートを、ＶＣＯと入力信号周波数が近接した場合には低
いレートに切り替えて、捕捉の逸失を無くすとともに、
信号捕捉時間の短縮化を図る。 【構成】掃引信号発生回路８の掃引レートは、高，低切
替可能なものとし、ＶＣＯ３の発生する周波数が入力信
号周波数に接近し、同期状態に入る直前と判定した場合
には掃引信号発生回路８の掃引レートを低いレートに切
り替え、ゆっくりＶＣＯ３の周波数の掃引を行なうこと
により、捕捉の誤動作を防止する。ＶＣＯ３と入力信号
周波数の接近程度の度合は、位相検波器１の出力である
ビート信号周波数によって判定でき、ビート周波数がＬ
ＰＦ９を通過した場合には、両周波数は近接していると
判断し、ＬＰＦ９を通過したビート信号の振幅を振幅検
出回路１０で検出し、掃引信号発生回路８の掃引レート
を低速レートに切り替える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は周波数掃引レート適応型
フェイズロックループに関し、特にＶＣＯ掃引信号の掃
引レートを、ＶＣＯ（Ｖｏｌｔａｇｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ
Ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ）掃引信号の掃引レートを、Ｖ
ＣＯと入力信号周波数との近接状況に対応して適応的に
切り替える周波数掃引レート適応型フェイズロックルー
プに関する。

【０００２】

【従来の技術】フェイズロックループにおいて、そのル
ープ帯域幅に比較して広い範囲の周波数の信号の捕捉が
必要な場合には、フェイズロックループを構成するＶＣ
Ｏの周波数を、フェイズロックループ外もしくは内部か
ら強制的に掃引し、信号を捕捉した後は掃引を停止する
という方法がとられている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来のフェイズロックループにおいては、次のような
問題点があった。

【０００４】すなわち、広い周波数範囲にわたって存在
する信号を、短い時間内で捕捉するためには、ＶＣＯの
周波数の掃引レートを大きくしなければならないが、掃
引レートが大きい場合には、フェイズロックループのＶ
ＣＯの周波数が入力信号の周波数に一致して同期状態に
入っても、同期状態を検出し掃引を停止するまでにはあ
る程度の時間を要する。

【０００５】従って、掃引が停止された時点において
は、ＶＣＯの周波数はフェイズロックループの入力周波
数とは異なる周波数に掃引され、一度同期状態にあった
フェイズロックループは、この掃引停止タイミングの遅
れにより再度非同期状態に入ってしまい、このためフェ
イズロックループのＶＣＯの掃引レートは、ループ帯域
幅で定まる掃引レート以上に大きくできなかったという
問題点があった。

【０００６】本発明の目的は上述した問題点を解決し、
掃引停止タイミングの遅れによる入力信号捕捉の逸失を
排除し、かつ捕捉時間を著しく短縮した周波数掃引レー
ト適応型フェイズロックループを提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の周波数掃引レー
ト適応型フェイズロックループは、フェイズロックルー
プのＶＣＯに対する高速と低速の２つの周波数掃引レー
トの掃引信号を発生する掃引信号発生器を備え、フェイ
ズロックループが非同期状態にあって、前記ＶＣＯの出
力とフェイズロックループの入力信号との位相検波によ
って生ずるビート周波数信号が所定の周波数以下かつ振
幅が所定のレベルを超える設定条件を満たすときは、同
期状態への近接程度が強いとして前記掃引信号発生器か
ら低速の周波数掃引レートの掃引信号を発生させて位相
同期状態を逸失することなく確保し、またフェイズロッ
クループが非同期状態にあって前記ビート周波数信号が
前記設定条件を満たさないときには同期状態への近接程
度が弱いとして前記掃引信号発生器から高速の周波数掃
引レートの掃引信号を発生させ、フェーズロックループ
の同期状態への近接程度に対応して適応的に周波数掃引
レートを低，高速に切り替える構成を有する。

【０００８】また、本発明の周波数掃引レート適応型フ
ェイズロックループは、前記ＶＣＯの出力を９０度移相
してフェイズロックループの入力信号との位相検波出力
を求め、この位相検波出力のレベルにもとづいて同期状
態を判定し、同期状態を確保していると判定したときに
は前記掃引信号発生回路の掃引をオフとするものとした
構成を有する。

【０００９】

【実施例】次に、本発明について図面を参照して説明す
る。

【００１０】図１は、本発明の一実施例のブロック図で
ある。

【００１１】図１において、１は第１の位相検波器であ
り、２はループフィルタ、３はＶＣＯであり、基本的フ
ェイズロックループは、この３つのブロックによって構
成される。

【００１２】本実施例にあっては、フェイズロックルー
プの周波数捕捉範囲を広げるために、ＶＣＯ３の周波数
掃引を、掃引信号発生回路７の発生する掃引信号によっ
て行なう。

【００１３】フェイズロックループが信号の捕捉を行な
い同期状態に入った場合には、この掃引信号発生回路７
の掃引を停止させることが必要であり、同期状態を検出
するために、９０度位相器４，第２の位相検波器５およ
び第１のＬＰＦ（ローパスフィルタ）６を設けている。
これらの動作は次のとおりである。

【００１４】入力信号は、第１の位相検波器１と第２の
位相検波器５に入力され、第２の位相検波器５において
は９０度移相器４の出力信号との位相比較が行われる。

【００１５】フェイズロックループが同期状態にある場
合には、入力信号とＶＣＯ３の発生する信号の位相が直
交しているため、同期状態においては、第２の位相検波
器に入力される入力信号と９０度移相器４を経由したＶ
ＣＯ３の信号の位相は同相となり、第２の位相検波器５
の出力には最大の電圧が発生する。

【００１６】このようにして発生した検波出力電圧は、
第１のＬＰＦ６を通過させることによって雑音が抑圧さ
れ、同期状態の判定が容易になる。

【００１７】同期状態判定回路７は、第１のＬＰＦ６か
ら供給される電圧が所定の値を超えている場合にはフェ
イズロックループが同期状態にあると判定し、掃引信号
を停止するための掃引信号オフ制御信号を発生し、掃引
信号発生回路８の動作を停止させる。

【００１８】フェイズロックループが非同期の状態の場
合には、第１の位相検波器１の出力には、入力信号とＶ
ＣＯ３との周波数差のビート信号が発生する。本実施例
においては、このビート信号を利用してＶＣＯ３の周波
数の送信速度の制御を行なっており、その動作は次のと
おりである。

【００１９】第１の位相検波器１の出力信号を２分配
し、一方を第２のＬＰＦ９に入力し、ビート周波数があ
らかじめ定められた周波数以下となるとビート信号はこ
の第２のＬＰＦ９を通過する。

【００２０】第２のＬＰＦ９を通過したビート信号は、
振幅検出回路１０によって振幅の検出が行なわれる。

【００２１】振幅検出回路１０は、ビート信号の振幅が
所定の電圧に達すると、出力信号として掃引レート制御
信号を発生する。また、掃引信号発生回路８は、その掃
引レートを掃引レート制御信号によって高速掃引から低
速掃引に切り替える。

【００２２】振幅検出回路１０から掃引レート制御信号
が発生された場合には、掃引信号発生器８の掃引レート
が低速となり、ＶＣＯ３の周波数の掃引が緩やかに行な
われるようになる。

【００２３】このようにして、ＶＣＯ３の周波数が入力
信号の周波数に接近すると掃引レート制御信号が発生さ
れ、ＶＣＯ３の周波数の掃引速度が低速となり、緩やか
にＶＣＯ３の周波数が入力信号の周波数に接近し、ある
程度以上接近すると同期状態に入る。このとき、掃引制
御が停止されると、ＶＣＯ３の周波数の掃引は停止し、
フェイズロックループは同期状態で安定する。

【００２４】同期状態を判定し、掃引動作を停止するた
めには、ある程度の時間を要するが、本実施例において
は、同期状態近傍では掃引速度が低速に切り替えられる
ため、同期判定と掃引停止の時間内に、ＶＣＯ３の周波
数が掃引信号によって入力信号の周波数から大きく偏移
してしまうことはなく、同期状態が安定して保持され
る。

【００２５】このように、ＶＣＯ３の周波数の掃引によ
ってフェイズロックループの第１の位相検波器１から出
力されるビート信号の周波数が目的の周波数以下となる
と、このビート信号は第２のＬＰＦ９を通過し、振幅検
出器１０によってビート信号の振幅が検出される。ビー
ト信号の振幅が検出されたことは、フェイズロックルー
プが入力信号の捕捉直前の状態であることを意味する。

【００２６】振幅検出器１０がビート信号を検出すると
掃引レートの変化可能な掃引信号発生回路８の掃引レー
トを低い値に切り替える。こうすることによって、フェ
イズロックループはゆっくり同期状態入るため、同期状
態の判定が容易となる。

【００２７】すなわち、フェイズロックループのＶＣＯ
３の周波数はゆっくりとフェイズロックループの入力信
号の周波数に近接しつつ同期状態に入る。この同期状態
を検出し、掃引を停止するまでに多少の時間を要して
も、掃引のレートが低い値に切り替えられているため、
掃引を停止した時点においても、ＶＣＯ３の周波数はフ
ェイズロックループの入力周波数と大きく異なる周波数
まで掃引されることは避けられ、同期状態が安定に保持
される。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、広い範囲
の捕捉周波数を確保するために、ＶＣＯの周波数掃引機
能を有するフェイズロックループにおいて、フェイズロ
ックループの入力周波数とＶＣＯの発振周波数が大きく
離れている場合には、ＶＣＯの周波数の掃引レートは高
速に設定し、他方ＶＣＯと入力信号周波数が接近すると
掃引レートを低速に切り替えることにより、広い捕捉周
波数範囲をもつフェイズロックループであっても安定し
て同期状態が確保でき、かつ捕捉時間を大幅に短縮でき
るフェイズロックループが実現できるという効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例のブロック図である。

【符号の説明】

１ 第１の位相検波器 ２ ループフィルタ ３ ＶＣＯ ４ ９０度移相器 ５ 第２の位相検波器 ６ 第１のＬＰＦ ７ 同期状態判定回路 ８ 掃引信号発生回路 ９ 第２のＬＰＦ １０ 振幅検出回路

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 フェイズロックループのＶＣＯに対する
   高速と低速の２つの周波数掃引レートの掃引信号を発生
   する掃引信号発生器を備え、フェイズロックループが非
   同期状態にあって、前記ＶＣＯの出力とフェイズロック
   ループの入力信号との位相検波によって生ずるビート周
   波数信号が所定の周波数以下かつ振幅が所定のレベルを
   超える設定条件を満たすときは、同期状態への近接程度
   が強いとして前記掃引信号発生器から低速の周波数掃引
   レートの掃引信号を発生させて位相同期状態を逸失する
   ことなく確保し、またフェイズロックループが非同期状
   態にあって前記ビート周波数信号が前記設定条件を満た
   さないときには同期状態への近接程度が弱いとして前記
   掃引信号発生器から高速の周波数掃引レートの掃引信号
   を発生させ、フェーズロックループの同期状態への近接
   程度に対応して適応的に周波数掃引レートを低，高速に
   切り替えることを特徴とする周波数掃引レート適応型フ
   ェイズロックループ。
2. 【請求項２】 前記ＶＣＯの出力を９０度移相してフェ
   イズロックループの入力信号との位相検波出力を求め、
   この位相検波出力のレベルにもとづいて同期状態を判定
   し、同期状態を確保していると判定したときには前記掃
   引信号発生回路の掃引をオフとすることを特徴とする請
   求項１記載の周波数掃引レート適応型フェイズロックル
   ープ。