JPH0715481A - 自動周波数制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 準同期検波型復調器の固定発振器をＡＦＣ制
御の基準周波数とすることにより、通常のディジタル復
調器で要求されるような、中間周波信号の搬送波周波数
への厳しい周波数安定度や高い周波数精度を緩和する。 【構成】 周波数変換器１１と、その中間周波信号を、
直交位相検波器１０と該直交位相検波器１０に入力され
る固定発振器１４とでベースバンド信号に変換した後、
ディジタル復調する準同期検波型復調器１３と、中間周
波信号の周波数をＭ逓倍するＭ逓倍器１５と、固定発振
器１４の周波数をＭ逓倍するＭ逓倍器１６と、Ｍ逓倍器
１５の出力信号とＭ逓倍器１６の出力信号との周波数差
を検出する位相検波器１７と、位相検波器１７の出力信
号を平均化するループフィルタ１８と、周波数変換器１
１に入力され、位相検波器１７からの出力電圧に基づい
て発振周波数が制御される電圧制御発振器１９とで構成
される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、多値ＱＡＭ変調信号や
多相位相変調信号などのディジタル変調信号を復調する
ディジタル復調回路に入力されるディジタル変調された
中間周波信号の搬送波周波数を安定化するための自動周
波数制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】現在、テレビ放送の変調方式にはＡＭ変
調方式やＦＭ変調方式が一般的に用いられている。しか
し、最近では多値ＱＡＭ変調方式や多相位相変調方式に
よる地上ディジタル放送や衛星ディジタル放送も考えら
れている。

【０００３】一般にディジタル変調されたＲＦ信号を受
信し、ディジタル復調器でデータを復調するには、ディ
ジタル復調器に入力されるディジタル変調信号の搬送波
周波数を安定化することが必要とされる。

【０００４】例えば、衛星放送受信機ではＢＳコンバー
タの局発周波数は±数ＭＨｚ程度ドリフトする可能性が
あるので、ディジタル変調信号を中間周波信号に周波数
変換してディジタル復調器に入力する時に、このドリフ
トを吸収して中間周波信号の搬送波周波数を安定化する
ためにはＡＦＣ装置が必要である。図５に従来の自動周
波数制御装置（例えば、特開昭６３−２９９５２６号公
報参照）を示す。

【０００５】図５において、ディジタル変調された高周
波信号は周波数変換器５１により中間周波信号に変換さ
れ、中間周波帯域通過フィルタ５２を介して、ディジタ
ル復調器５３に入力される。ディジタル復調器５３では
搬送波再生回路５４により中間周波信号の搬送波が再生
され、データが復調される。一方、搬送波抽出回路５５
では中間周波帯域通過フィルタ５２から出力された中間
周波信号の搬送波が抽出され、位相検波器５６に入力さ
れる。位相検波器５６では発振周波数が中間周波信号の
搬送波周波数の公称周波数に等しい中間周波発振器５７
の出力信号と、搬送波抽出回路５５の出力信号との周波
数差が検出される。そして、位相検波器５６の出力信号
により周波数変換器５１に入力される電圧制御発振器５
８の発振周波数が制御される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記従来例の構成で
は、ディジタル復調器５３の搬送波再生回路５４で中間
周波信号の搬送波が再生されるためには、ディジタル復
調器５３に入力される中間周波信号の搬送波周波数と搬
送波再生回路５４の動作周波数との周波数差を少なく抑
える必要がある。そのためには中間周波発振器５７の温
度安定度と共に、搬送波再生回路５４の動作周波数の安
定度を高める必要があり、中間周波発振器５７とともに
搬送波再生回路５４にも安定度の高い発振器が必要にな
る。しかも、中間周波信号の搬送波周波数を高くする
と、それだけ中間周波発振器５７とともに搬送波再生回
路５４にも温度安定度と共に、厳しい周波数精度が要求
されるという問題点を有していた。

【０００７】更に、ディジタル復調器５３内にある搬送
波再生回路５４の発振器以外にも、中間周波発振器５７
を用いているので、発振器が２個必要である。

【０００８】本発明はかかる点に鑑みてなされたもの
で、上記従来例のもつ欠点を除去し、ディジタル復調器
に必要な中間周波信号の周波数安定度の問題を解決する
とともに、中間周波発振器を不要にする自動周波数制御
装置を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の自動周波数制御装置では、Ｍ相位相変調され
た高周波信号を中間周波信号に変換する周波数変換器
と、前記中間周波信号を、直交位相検波器と該直交位相
検波器に入力される固定発振器とでベースバンド信号に
変換した後、ディジタル復調する準同期検波型復調器
と、前記中間周波信号の周波数をＭ逓倍する第１のＭ逓
倍器と、前記固定発振器の周波数をＭ逓倍する第２のＭ
逓倍器と、前記第１のＭ逓倍器の出力信号と前記第２の
Ｍ逓倍器の出力信号との周波数差を検出する位相検波器
と、前記周波数変換器に入力され、前記位相検波器から
の出力電圧に基づいて発振周波数が制御される電圧制御
発振器とで構成される。

【００１０】

【作用】Ｍ相位相変調された高周波信号は周波数変換器
で中間周波信号に変換される。そして、中間周波信号を
第１のＭ逓倍器に入力することにより、周波数が中間周
波信号の搬送波周波数のＭ倍で、Ｍ相位相変調成分が除
去された無変調信号が得られる。一方、中間周波信号と
公称周波数が等しい準同期検波型復調器の固定発振器の
出力信号を第２のＭ逓倍器に入力することにより、周波
数が固定発振器のＭ倍の信号が得られる。そして、Ｍ相
位相変調成分が除去された無変調信号と、周波数が固定
発振器の発振周波数のＭ倍の信号との周波数差が位相検
波器で検出される。位相検波器で検出された出力信号は
ループフィルタで平均化された後、電圧制御発振器に入
力されて電圧制御発振器の発振周波数が制御される。し
かも、中間周波信号の搬送波周波数と準同期検波型復調
器の固定発振器の周波数との周波数差が零となるように
電圧制御発振器の発振周波数が制御される。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面をもとに説明す
る。

【００１２】図１は本発明の第１の実施例に係る自動周
波数制御装置（以下、ＡＦＣ装置と記す）のブロック構
成図である。１１はＭ相位相変調された高周波信号を中
間周波信号に変換する周波数変換器、１２は中間周波帯
域通過フィルタ、１３は準同期検波型復調器、１４は発
振周波数が中間周波信号の公称周波数にほぼ等しい固定
発振器、１０は準同期検波型復調器１３の直交位相検波
器、１５は中間周波信号の周波数をＭ逓倍するＭ逓倍
器、１６は固定発振器１４の周波数をＭ逓倍するＭ逓倍
器、１７はＭ逓倍器１５の出力信号とＭ逓倍器１６の出
力信号との周波数差を検出する位相検波器、１８は位相
検波器１７からの出力信号を平均化するループフィル
タ、１９は周波数変換器１１に入力され、ループフィル
タ１８の出力電圧により発振周波数が制御される電圧制
御発振器である。

【００１３】以上のように構成されたＡＦＣ装置につい
て、その動作を説明する。まず、Ｍ相位相変調された高
周波信号は周波数変換器１１により中間周波信号に変換
され、中間周波帯域通過フィルタ１２で中間周波信号以
外の余分なスプリアス信号が除かれた後、準同期検波型
復調器１３に入力される。準同期検波型復調器１３で
は、入力された中間周波信号を直交位相検波器１０と該
直交位相検波器１０に入力される固定発振器１４とでベ
ースバンド信号に変換された後、データが復調される。
しかし、中間周波信号の搬送波周波数が固定発振器１４
の周波数と大きくずれていると、準同期検波型復調器１
３では搬送波に対する位相同期がとれなくなり、正しく
データが復調されない。

【００１４】一方、中間周波帯域通過フィルタ１２を通
過した中間周波信号は、Ｍ逓倍器１５に入力され、中間
周波信号の周波数をＭ逓倍することにより、周波数が中
間周波信号の搬送波周波数のＭ倍で、Ｍ相位相変調成分
が除去された無変調信号が得られる。固定発振器１４の
周波数もＭ逓倍器１６により周波数がＭ逓倍される。位
相検波器１７では固定発振器１４の発振周波数のＭ倍の
周波数と、中間周波信号の搬送波周波数のＭ倍の周波数
との周波数差が検出される。ループフィルタ１８では位
相検波器１７の出力信号が平均化され、電圧制御発振器
１９に入力されて電圧制御発振器１９の発振周波数が制
御される。

【００１５】ここで、Ｍ逓倍器１５の出力信号の周波数
とＭ逓倍器１６の出力信号の周波数とが等しくなるよう
に、すなわち、中間周波信号の搬送波周波数と固定発振
器１４の発振周波数とが等しくなるように電圧制御発振
器１９の発振周波数はループフィルタ１８を介して制御
されるので、中間周波信号の搬送波周波数がＡＦＣ制御
ループの周波数引き込み範囲内では、準同期検波型復調
器１３に入力される中間周波信号の搬送波周波数と固定
発振器１４の発振周波数とは一致する。

【００１６】以上のように、第１の実施例によれば、Ｍ
相位相変調された高周波信号の搬送波周波数が公称周波
数からドリフトしているとしても準同期検波型復調器１
３の固定発振器１４の発振周波数を基準にしてＭ相位相
変調された中間周波信号の搬送波周波数が安定化される
ため、準同期検波型復調器１３に入力される中間周波信
号の搬送波周波数と固定発振器１４の発振周波数とは一
致し、準同期検波型復調器１３の復調動作は極めて安定
化される。

【００１７】更に、準同期検波型復調器１３に入力され
る中間周波信号の搬送波周波数は、常に固定発振器１４
の発振周波数と一致するようにＡＦＣ制御されるので、
固定発振器１４の発振周波数の精度および安定度を厳し
くする必要がなくなると同時に、中間周波信号の搬送波
周波数を高くしたとしても、それに比例して固定発振器
１４の発振周波数の精度および安定度を厳しくする必要
がない。

【００１８】しかも、一つの固定発振器１４でＡＦＣ制
御の基準周波数としての機能と直交位相検波器１０に入
力される局部発振器としての機能を兼ねているので、従
来例のような中間周波発振器を省略できる効果がある。

【００１９】図２は本発明の第２の実施例に係るＡＦＣ
装置のブロック構成図である。２１はＭ相位相変調され
た高周波信号を中間周波信号に変換する周波数変換器、
２２は中間周波帯域通過フィルタ、２３は準同期検波型
復調器、２４は発振周波数が中間周波信号の公称周波数
にほぼ等しい固定発振器、２０は準同期検波型復調器２
３の直交位相検波器、２５は中間周波信号の周波数をＭ
逓倍するＭ逓倍器、２６は固定発振器２５の周波数をＭ
逓倍するＭ逓倍器、２７はＭ逓倍器２５の出力信号とＭ
逓倍器２６の出力信号との周波数差を検出する位相検波
器、２８は位相検波器２７からの出力信号を平均化する
ループフィルタ、２９は周波数変換器２１に入力され、
ループフィルタ２８の出力電圧により発振周波数が制御
される電圧制御発振器、２０１は準同期検波型復調器２
３が正しくデータを復調しているか否かを判定する同期
判定器、２０２は電圧制御発振器２９の発振周波数を強
制スイープさせる掃引信号発生器、２０３はループフィ
ルタ２８の出力電圧と掃引信号発生器２０２の出力電圧
を加算し、電圧制御発振器２９に入力する加算器であ
る。

【００２０】以上のように構成されたＡＦＣ装置につい
て、その動作を説明する。まず、Ｍ相位相変調された高
周波信号は周波数変換器２１により中間周波信号に変換
され、中間周波帯域通過フィルタ２２では中間周波信号
以外の余分なスプリアス信号が除かれた後、準同期検波
型復調器２３に入力される。準同期検波型復調器２３で
は、入力された中間周波信号を直交位相検波器２０と該
直交位相検波器２０に入力される固定発振器２４とでベ
ースバンド信号に変換した後、データが復調される。し
かし、中間周波信号の搬送波周波数が固定発振器２４の
周波数と大きくずれていると、準同期検波型復調器２３
では搬送波に対する位相同期がとれなくなり、正しくデ
ータが復調されない。

【００２１】一方、中間周波帯域通過フィルタ２２を通
過した中間周波信号は、Ｍ逓倍器２５に入力され、中間
周波信号の周波数をＭ逓倍することにより、周波数が中
間周波信号の搬送波周波数のＭ倍で、Ｍ相位相変調成分
が除去された無変調信号が得られる。固定発振器２４の
周波数もＭ逓倍器２６により周波数がＭ逓倍される。位
相検波器２７では固定発振器２４の発振周波数のＭ倍の
周波数と、中間周波信号の搬送波周波数のＭ倍の周波数
との周波数差が検出される。ループフィルタ２８では位
相検波器２７の出力信号が平均化され、電圧制御発振器
２９に入力されて電圧制御発振器２９の発振周波数が制
御される。

【００２２】ここで、Ｍ逓倍器２５の出力信号の周波数
とＭ逓倍器２６の出力信号の周波数とが等しくなるよう
に、すなわち、中間周波信号の搬送波周波数と固定発振
器２４の発振周波数とが等しくなるように電圧制御発振
器２９の発振周波数はループフィルタ２８を介して制御
されるので、中間周波信号の搬送波周波数がＡＦＣ制御
ループの周波数引き込み範囲内では、準同期検波型復調
器２３に入力される中間周波信号の搬送波周波数と固定
発振器２４の発振周波数とは一致する。

【００２３】同期判定器２０１は準同期検波型復調器２
３が正しくデータを復調しているか否かを判定し、正し
くデータを復調していないときには同期判定器２０１か
ら掃引制御信号を掃引信号発生器２０２に送出し、掃引
信号発生器２０２では上記掃引制御信号に基づいて掃引
信号を発生し、加算器２０３を介して電圧制御発振器２
９の発振周波数を強制スイープさせる。

【００２４】もしも、初期状態で、中間周波信号の搬送
波周波数がＡＦＣ制御ループの周波数引き込み範囲外に
あり、かつ、中間周波信号の搬送波周波数が固定発振器
２４の周波数と大きくずれていると、準同期検波型復調
器２３では搬送波に対する位相同期がとれなくなり、正
しくデータが復調されない。この時には同期判定器２０
１から掃引制御信号が掃引信号発生器２０２に送出さ
れ、掃引信号発生器２０２では上記掃引制御信号に基づ
いて掃引信号を発生し、加算器２０３を介して電圧制御
発振器２９の発振周波数を強制スイープさせ、準同期検
波型復調器２３内で中間周波信号の搬送波に対する位相
同期がとれて、正しくデータが復調されるまで電圧制御
発振器２９の発振周波数を強制スイープさせる。

【００２５】以上のように、第２の実施例によれば、Ｍ
相位相変調された高周波信号の中心周波数が公称周波数
からドリフトしているとしても準同期検波型復調器２３
の固定発振器２４の発振周波数を基準にしてＭ相位相変
調された中間周波信号の搬送波周波数が安定化されるた
め、準同期検波型復調器２３に入力される中間周波信号
の搬送波周波数と固定発振器２４の発振周波数とは一致
し、準同期検波型復調器２３の復調動作は極めて安定化
される。

【００２６】更に、準同期検波型復調器２３に入力され
る中間周波信号の搬送波周波数は、常に固定発振器２４
の発振周波数と一致するようにＡＦＣ制御されるので、
固定発振器２４の発振周波数の精度および安定度を厳し
くする必要がなくなると同時に、中間周波信号の搬送波
周波数を高くしたとしても、それに比例して固定発振器
２４の発振周波数の精度および安定度を厳しくする必要
がない。

【００２７】しかも、一つの固定発振器２４でＡＦＣ制
御の基準周波数としての機能と直交位相検波器２０に入
力される局部発振器としての機能を兼ねているので、従
来例のような中間周波発振器を省略できる効果がある。
また、同期判定により掃印信号を出力する掃引信号発生
器２０２を設けることにより、ＡＦＣの引き込み範囲を
拡大することができる。

【００２８】図３は本発明の第３の実施例に係るＡＦＣ
装置の説明図であり、特に、図２に示した準同期検波型
復調器２３の同期判定器２０１による同期判定の方法を
示す図である。３３は準同期検波型復調器、３４は準同
期検波型復調器３３の固定発振器、３０は準同期検波型
復調器３３の直交位相検波器、３００は復調されたデー
タの誤り率を検出する誤り率検出器、３０１は準同期検
波型復調器３３が正しくデータを復調しているか否かを
判定する同期判定器である。

【００２９】以上のように構成されたＡＦＣ装置の同期
判定方法について説明する。準同期検波型復調器３３に
入力された中間周波信号は固定発振器３４と直交位相検
波器３０でベースバンド信号に変換された後、データ復
調される。復調データの誤りは公知の誤り訂正復号器
（図示せず）で訂正されるが、この誤り訂正過程で復調
データの誤り率が誤り率検出器３００で検出され、この
検出された誤り率は誤り率情報として同期判定器３０１
に送られる。同期判定器３０１では誤り率情報を所定の
基準値と比較し、誤り率がこの基準値を越えている場合
には準同期検波型復調器３３が正しくデータを復調して
いないと判定し、掃引信号発生器２０２に掃引制御信号
を送出する。

【００３０】図４は本発明の第４の実施例に係るＡＦＣ
装置の説明図であり、特に、図２に示した準同期検波型
復調器２３の同期判定器２０１による同期判定の方法を
示す図である。４３は準同期検波型復調器、４４は準同
期検波型復調器４３の固定発振器、４０は準同期検波型
復調器４３の直交位相検波器、４００は準同期検波型復
調器４３の位相同期ループ回路、４０１は位相同期ルー
プ回路４００から出力される位相誤差信号に基づいて、
準同期検波型復調器４３が正しくデータを復調している
か否かを判定する同期判定器である。

【００３１】以上のように構成されたＡＦＣ装置の同期
判定方法について説明する。準同期検波型復調器４３に
入力された中間周波信号は直交位相検波器４０と固定発
振器４４とでベースバンド信号に変換される。このベー
スバンド信号には、中間周波信号の搬送波の周波数・位
相と固定発振器４４の周波数・位相との誤差（周波数誤
差および位相誤差）が含まれており、これらの誤差をベ
ースバンド信号から除去する回路が準同期検波型復調器
４３には一般的に含まれている。そして、位相誤差を除
去する回路が位相同期ループ回路４００である。

【００３２】従って、位相同期ループ回路４００には位
相検波器（図示せず）が含まれており、この位相検波器
で位相誤差が検出され、この位相誤差はループフィルタ
（図示せず）で平均化されて位相誤差信号として同期判
定器４０１に提供される。同期判定器４０１では、提供
された位相誤差信号に基づいて位相同期ループ回路４０
０でベースバンド信号から位相誤差が除去されているか
どうか、すなわち位相同期ループ回路４００が同期して
いるか否かを判定し、位相誤差信号が所定の基準レベル
を越えている場合には位相同期ループ回路４００が同期
していないものと判断されるので、準同期検波型復調器
４３も正しくデータを復調していないと判定し、掃引信
号発生器２０２に掃引制御信号を送出する。

【００３３】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば次の効果
を発揮する。

【００３４】（１）準同期検波型復調器の固定発振器の
発振周波数を基準として、Ｍ相位相変調された中間周波
信号の搬送波周波数が安定化されるので、準同期検波型
復調器の復調動作が極めて安定化される。

【００３５】（２）中間周波信号の搬送波周波数と準同
期検波型復調器の固定発振器の発振周波数とが一致する
ようにＡＦＣ制御されるので、固定発振器に要求される
周波数精度や周波数安定度は厳しくなくてもよい。

【００３６】（３）準同期検波型復調器の固定発振器が
基準発振器となっているので中間周波発振器を省略する
ことができる。

【００３７】（４）同期判定器から掃引制御信号を送出
し、電圧制御発振器の中心周波数を掃引する掃引信号発
生器を設けることにより、ＡＦＣの引き込み範囲を拡大
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例におけるＡＦＣ装置のブ
ロック図

【図２】本発明の第２の実施例におけるＡＦＣ装置のブ
ロック図

【図３】本発明の第３の実施例におけるＡＦＣ装置を示
し、特に図２の実施例での同期判定器の同期判定の方法
を示す図

【図４】本発明の第４の実施例におけるＡＦＣ装置を示
し、特に図２の実施例での同期判定器の同期判定の方法
を示す図

【図５】従来例におけるＡＦＣ装置のブロック図

【符号の説明】

１０、２０、３０、４０ 直交位相検波器 １１、２１ 周波数変換器 １２、２２ 中間周波帯域通過フィルタ １３、２３、３３、４３ 準同期検波型復調器 １４、２４、３４、４４ 固定発振器 １５、１６、２５、２６ Ｍ逓倍器 １７、２７ 位相検波器 １８、２８ ループフィルタ １９、２９ 電圧制御発振器 ２０１、３０１、４０１ 同期判定器 ２０２ 掃引信号発生器 ２０３ 加算器 ３００ 誤り率検出器 ４００ 位相同期ループ回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 加藤 久也 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】Ｍ相位相変調された高周波信号を中間周波
   信号に変換する周波数変換器と、前記中間周波信号を、
   直交位相検波器と該直交位相検波器に入力される固定発
   振器とでベースバンド信号に変換した後、ディジタル復
   調する準同期検波型復調器と、前記中間周波信号の周波
   数をＭ逓倍する第１のＭ逓倍器と、前記固定発振器の周
   波数をＭ逓倍する第２のＭ逓倍器と、前記第１のＭ逓倍
   器の出力信号と前記第２のＭ逓倍器の出力信号との周波
   数差を検出する位相検波器と、前記周波数変換器に入力
   され、前記位相検波器からの出力電圧に基づいて発振周
   波数が制御される電圧制御発振器とからなることを特徴
   とした自動周波数制御装置。
2. 【請求項２】Ｍ相位相変調された高周波信号を中間周波
   信号に変換する周波数変換器と、前記中間周波信号を、
   直交位相検波器と該直交位相検波器に入力される固定発
   振器とでベースバンド信号に変換した後、ディジタル復
   調する準同期検波型復調器と、前記中間周波信号の周波
   数をＭ逓倍する第１のＭ逓倍器と、前記固定発振器の周
   波数をＭ逓倍する第２のＭ逓倍器と、前記第１のＭ逓倍
   器の出力信号と前記第２のＭ逓倍器の出力信号との周波
   数差を検出する位相検波器と、前記周波数変換器に入力
   され、前記位相検波器からの出力電圧に基づいて発振周
   波数が制御される電圧制御発振器と、前記準同期検波型
   復調器が正しくデータを復調しているか否かを判定し、
   この判定結果に対応して掃引制御信号を送出する同期判
   定器と、該掃引制御信号に基づいて前記電圧制御発振器
   の中心周波数を掃引させる掃引信号を前記電圧制御発振
   器へ出力する掃引信号発生器とからなることを特徴とし
   た自動周波数制御装置。
3. 【請求項３】同期判定器は、前記準同期検波型復調器で
   復調されたデータの誤り率情報に基づいて同期判定する
   ことを特徴とする請求項２記載の自動周波数制御装置。
4. 【請求項４】同期判定器は、前記準同期検波型復調器を
   構成する位相同期ループ回路から出力される位相誤差信
   号に基づいて、前記位相同期ループ回路が位相同期して
   いるか否かを判定し同期判定することを特徴とする請求
   項２記載の自動周波数制御装置。