JPH09284352A - キャリア再生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電波のキャリア周波数を正確に測定可能で、
かつ集積化可能なキャリア再生装置を提供する。 【解決手段】 復調及び再生キャリア信号の変化点を検
出するエッジ検出器１，２からのパルス信号の位相差の
分だけアクティブ信号を出力するＪＫフリップフロップ
３，４と、復調キャリア信号の立ち下がりを検出するエ
ッジ検出器５と、ＪＫフリップフロップ３，４からの出
力信号に応じてカウント値をアップまたはダウンする一
方エッジ検出器５からのパルス信号がアクティブのとき
にある初期値をロードするアップダウンカウンタ６と、
エッジ検出器５からのパルス信号がアクティブのときに
アップダウンカウンタのカウント値を保持するラッチ回
路７と、ラッチしたカウント値をＤ／Ａコンバータ８で
変換したアナログ信号に応じて発振周波数を変化させる
電圧制御発振器９と、電圧制御発振器９の出力信号を分
周して再生キャリア信号として出力する分周器１０とを
設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、測位のために受信
電波の搬送波（キャリア）の周波数変化を正確に測定す
るキャリア再生装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】衛星からの電波を受信してデータを復調
する一方、端末の位置を正確に測定する測位のために電
波の搬送波の周波数変化を正確に測定しなければならな
いといった課題がある。従来は、衛星からの電波を受信
してデータを復調する復調器にコスタスループ方式の復
調器を用いることで、コスタスループの一部から電波の
搬送波成分が取り出せるために、主に搬送波抽出手段と
してコスタスループによるキャリア再生方式が使用され
てきた。

【０００３】図７は、従来の衛星通信装置で使用されて
いるコスタスループによるキャリア再生装置のブロック
図である。

【０００４】図７に示すように、このキャリア再生装置
は、衛星からの電波をコスタスループに入力可能なレベ
ルまで周波数を落とし、且つ信号レベルを増幅した変調
波と後記分周器からの再生キャリアとを入力し、両信号
を掛け算することで変調波のキャリア成分を除去してベ
ースバンド信号のみを出力する第１の乗算器１４と、同
じく変調波と９０°移相器からの９０°位相をずらした
再生キャリアとを入力し、両信号を掛け算することで変
調波のキャリア成分を除去してベースバンド信号のみを
出力する第２の乗算器１５と、これらの乗算器１４，１
５からのベースバンド信号をそれぞれ入力し、ベースバ
ンド信号に含まれる高調波成分を除去して出力する第
１、第２のローパスフィルタ１６，１７と、これらの第
１、第２のローパスフィルタ１６，１７からのベースバ
ンド信号を入力し、両信号を掛け算した結果を出力する
第３の乗算器１８と、第３の乗算器１８からの信号を入
力し積分することでＶＣＯ電圧を生成する第３のローパ
スフィルタ１９と、ＶＣＯ電圧に比例した周波数を出力
する電圧制御発振器２０と、電圧制御発振器２０からの
周波数を変調波と同じ周波数まで分周し再生キャリア信
号として出力する分周器２１と、分周器２１からの再生
キャリア信号の位相を９０°ずらして出力する９０°移
相器２２とからなる。

【０００５】以上のように構成されたキャリア再生装置
について以下にその動作を説明する。

【０００６】図８は、従来のキャリア再生装置において
変調波に再生キャリアが同期している場合の各部のタイ
ミングチャートである。衛星から出力される変調波は、
位相変調が施されており、送信データによって搬送波の
位相を切り替えて作られている。

【０００７】まず、シリアルの送信データは１ビット毎
に２列のパラレルデータに変換される。次に、２列のパ
ラレルデータの４通りの組み合わせ（１、１）、（０、
１）、（０、０）、（１、０）に対応して搬送波の位相
をそれぞれ０°、９０°、１８０°、２７０°ずらした
ものを割り当てる。

【０００８】図８では、（１、１）、（０、１）、
（０、０）、（１、０）の送信データを送ったときの変
調波を示している。今、コスタスループ内の分周器２１
の出力すなわち再生キャリアが、変調波の０°位相に同
期しているとすると、第１の乗算器１４で変調波と再生
キャリアが掛け算され、第１のローパスフィルタ１６で
高調波成分が除去された後の第１のローパスフィルタ１
６の出力波形は、変調波と再生キャリアの位相差が０°
であれば”Ｈ”レベルとなり、位相差が１８０°であれ
ば”Ｌ”レベルとなる。また、位相差が９０°と１８０
°の場合は図８のようなノコギリ波となる。

【０００９】同じく、第２の乗算器１５では、９０°移
相器で９０°位相をずらした再生キャリアと変調波が掛
け算されるため、変調波と再生キャリアの位相差が９０
°のとき、第２のローパスフィルタ１７の出力波形は”
Ｈ”レベルとなり、位相差が２７０°のとき”Ｌ”レベ
ルとなる。また、位相差が０°と１８０°の場合には図
８のようにノコギリ波となる。

【００１０】第３の乗算器１８で第１、第２のローパス
フィルタ１６，１７の出力信号をさらに掛け合わせるた
め、第３の乗算器１８の出力波形は、図８のようにな
る。第３のローパスフィルタ１９は、第３の乗算器１８
の出力信号を積分して出力する。具体的には、第３の乗
算器１８の出力波形において、”Ｈ”レベルと”Ｌ”レ
ベルの中間のレベルより上の部分（図８中の縦縞）と中
間のレベルより下の部分（図８中の横縞）の面積を足し
合わせた結果を出力する。

【００１１】図８では、変調波と再生キャリアが同期し
ているため、縦縞の部分の面積と横縞の部分の面積が同
じとなり、第３のローパスフィルタ１９の出力波形は”
Ｈ”と”Ｌ”の中間電位すなわち２．５Ｖとなる。電圧
制御発振器２０は、第３のローパスフィルタ１９の出力
信号であるＶＣＯ電圧が２．５Ｖより高くなれば、発振
周波数を上げる方向に動作し、逆に、ＶＣＯ電圧が２．
５Ｖより低くなれば、発振周波数を下げる方向に動作す
る。

【００１２】図９は、従来のキャリア再生装置において
再生キャリアの位相が変調波の位相よりも遅れている場
合のタイミングチャートである。前述のように考える
と、第３の乗算器１８の出力波形において、縦縞の部分
の面積が横縞の部分の面積よりも大きいため、第３のロ
ーパスフィルタ１９の出力波形は２．５Ｖより高くな
る。電圧制御発振器２０に入力される第３のローパスフ
ィルタ１９の出力信号であるＶＣＯ電圧が２．５Ｖより
高くなれば、発振周波数を上げる方向に動き、発振周波
数を分周した後の再生キャリアの周波数が上がる。これ
により、変調波と再生キャリアの位相差が縮まる方向に
動く。

【００１３】図１０は、従来のキャリア再生装置におい
て再生キャリアの位相が変調波の位相よりも進んでいる
場合のタイミングチャートである。前述のように考える
と、第３の乗算器１８の出力波形において、縦縞の部分
の面積が横縞の部分の面積よりも小さいため、第３のロ
ーパスフィルタ１９の出力波形は２．５Ｖより低くな
る。電圧制御発振器２０に入力される第３のローパスフ
ィルタ１９の出力信号であるＶＣＯ電圧が２．５Ｖより
低くなれば、発振周波数を下げる方向に動き、発振周波
数を分周した後の再生キャリアの周波数が下がる。これ
により、変調波と再生キャリアの位相差が縮まる方向に
動く。

【００１４】このようにして、コスタスループは、ＶＣ
Ｏ電圧を変化させることで、常に再生キャリアの位相を
変調波の位相に同期させるように動く。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、衛星からの
電波の受信レベルが低くなってくると、相対的にコスタ
スループに入ってくる変調波のＣ／Ｎ（信号対雑音比）
が悪化することになる。このため、コスタスループで再
生したキャリアのジッタ（ゆらぎ）が増大し、キャリア
の周波数測定精度を悪化させる要因となっている。

【００１６】そこで本発明は、電波のキャリア周波数を
正確に測定可能で、かつ集積化可能なキャリア再生装置
を提供することを目的とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明のキャリア再生装
置は、キャリア抽出手段から出力される復調キャリアを
入力しキャリア信号の変化点を検出して第１のパルス信
号を出力する第１のエッジ検出器と、再生キャリア信号
を入力してキャリア信号の変化点を検出して第２のパル
ス信号を出力する第２のエッジ検出器と、第１のパルス
信号と第２のパルス信号とを入力し第１のパルス信号の
位相が第２のパルス信号の位相よりも進んでいるときに
進み位相差の分だけアクティブになるアップ信号を出力
する第１のＪＫフリップフロップと、逆に第１のパルス
信号の位相が第２のパルス信号の位相よりも遅れている
ときに遅れ位相差の分だけアクティブになるダウン信号
を出力する第２のＪＫフリップフロップと、復調キャリ
ア信号の立ち下がりを検出して第３のパルス信号を出力
する第３のエッジ検出器と、アップ信号と、ダウン信号
と第３のパルス信号とを入力しアップ信号がアクティブ
のときにはカウント値をアップしダウン信号がアクティ
ブのときにはカウント値をダウンする一方第３のパルス
信号がアクティブのときには最大カウント値の半分であ
る初期値をロードする第１のアップダウンカウンタと、
第１のアップダウンカウンタのカウント値と第３のパル
ス信号とを入力し第３のパルス信号がアクティブのとき
に第１のアップダウンカウンタのカウント値を保持する
ラッチ回路と、ラッチしたカウント値をアナログ信号に
変換するＤ／Ａコンバータと、Ｄ／Ａコンバータのアナ
ログ信号に応じて発振周波数を変化させる電圧制御発振
器と、電圧制御発振器の出力信号をキャリア抽出手段か
らの復調キャリア信号と同じ周波数まで分周して再生キ
ャリア信号として出力する分周器とを備える。

【００１８】これにより、電波の受信入力レベルが低く
なって再生キャリアのジッタが増え、ジッタにより瞬間
的に位相差が変化しても、復調キャリアの１周期内であ
れば位相差は平均化され、ＶＣＯ電圧の変化には現れな
いため、ジッタを取り除くことができる。

【００１９】さらに、第１のＪＫフリップフロップが出
力するアップ信号を入力しアップ信号がアクティブのと
きにカウントアップしカウント値が最大になったときに
第１のキャリーアップ信号を出力する第１のカウンタ
と、第２のＪＫフリップフロップが出力するダウン信号
を入力しダウン信号がアクティブのときにカウントアッ
プしカウント値が最大になったときに第２のキャリーア
ップ信号を出力する第２のカウンタと、第１のキャリー
アップ信号と第２のキャリーアップ信号とを入力し第１
のキャリーアップ信号が第２のキャリーアップ信号より
も先に入力されたときにはカウント値をアップし、逆に
第２のキャリーアップ信号が第１のキャリーアップ信号
よりも先に入力されたときにはカウント値をダウンする
一方、キャリーアップ信号が入力される度に第１のカウ
ンタと第２のカウンタのカウント値を共にゼロにする一
方、カウント値を第１のアップダウンカウンタの初期値
として出力する第２のアップダウンカウンタとを設けた
ものである。

【００２０】これにより、各種擾乱によりコスタスルー
プがロックはずれを起こし、復調キャリアが得られない
ときにも、このロックはずれをコスタスループのＶＣＯ
電圧変化等で直前に検出し、ＣＰＵでＨＯＬＤ信号を制
御することによりロックはずれが起こる直前の再生キャ
リア周波数を保持できる。また、平均化回路において、
一定時間毎の周波数変化を平均化し、その値をアップダ
ウンカウンタ１の初期値とすることで再生キャリア周波
数を保持したときにも、本来の復調キャリアの周波数と
ずれることがなくなる。

【００２１】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、キャリア抽出手段から出力される復調キャリアを入
力しキャリア信号の変化点を検出して第１のパルス信号
を出力する第１のエッジ検出器と、再生キャリア信号を
入力してキャリア信号の変化点を検出して第２のパルス
信号を出力する第２のエッジ検出器と、第１のパルス信
号と第２のパルス信号とを入力し第１のパルス信号の位
相が第２のパルス信号の位相よりも進んでいるときに進
み位相差の分だけアクティブになるアップ信号を出力す
る第１のＪＫフリップフロップと、逆に第１のパルス信
号の位相が第２のパルス信号の位相よりも遅れていると
きに遅れ位相差の分だけアクティブになるダウン信号を
出力する第２のＪＫフリップフロップと、復調キャリア
信号の立ち下がりを検出して第３のパルス信号を出力す
る第３のエッジ検出器と、アップ信号と、ダウン信号と
第３のパルス信号とを入力しアップ信号がアクティブの
ときにはカウント値をアップしダウン信号がアクティブ
のときにはカウント値をダウンする一方第３のパルス信
号がアクティブのときには最大カウント値の半分である
初期値をロードする第１のアップダウンカウンタと、第
１のアップダウンカウンタのカウント値と第３のパルス
信号とを入力し第３のパルス信号がアクティブのときに
第１のアップダウンカウンタのカウント値を保持するラ
ッチ回路と、ラッチしたカウント値をアナログ信号に変
換するＤ／Ａコンバータと、Ｄ／Ａコンバータのアナロ
グ信号に応じて発振周波数を変化させる電圧制御発振器
と、電圧制御発振器の出力信号をキャリア抽出手段から
の復調キャリア信号と同じ周波数まで分周して再生キャ
リア信号として出力する分周器とを備えるので、電波の
受信入力レベルが低くなって復調キャリアのジッタが増
え、ジッタにより瞬間的に位相差が変化しても、再生キ
ャリアの１周期内であれば位相差は平均化され、ＶＣＯ
電圧の変化には現れないため、ジッタを取り除くことが
できる。

【００２２】請求項２に記載の発明は、第１のＪＫフリ
ップフロップが出力するアップ信号を入力しアップ信号
がアクティブのときにカウントアップしカウント値が最
大になったときに第１のキャリーアップ信号を出力する
第１のカウンタと、第２のＪＫフリップフロップが出力
するダウン信号を入力しダウン信号がアクティブのとき
にカウントアップしカウント値が最大になったときに第
２のキャリーアップ信号を出力する第２のカウンタと、
第１のキャリーアップ信号と第２のキャリーアップ信号
とを入力し第１のキャリーアップ信号が第２のキャリー
アップ信号よりも先に入力されたときにはカウント値を
アップし、逆に第２のキャリーアップ信号が第１のキャ
リーアップ信号よりも先に入力されたときにはカウント
値をダウンする一方、キャリーアップ信号が入力される
度に第１のカウンタと第２のカウンタのカウント値を共
にゼロにする一方、カウント値を第１のアップダウンカ
ウンタの初期値として出力する第２のアップダウンカウ
ンタとを設けたから、各種擾乱によりコスタスループが
ロックはずれを起こし、復調キャリアが得られないとき
にも、このロックはずれをコスタスループのＶＣＯ電圧
変化等で直前に検出し、ＣＰＵでＨＯＬＤ信号を制御す
ることによりロックはずれが起こる直前の再生キャリア
周波数を保持できる。また、平均化回路において、一定
時間毎の周波数変化を平均化し、その値をアップダウン
カウンタ１の初期値とすることで再生キャリア周波数を
保持したときにも、本来の復調キャリアの周波数とずれ
ることがなくなる。

【００２３】以下、本発明の実施の形態について、図１
から図２を用いて説明する。 （実施の形態１）図１は、本発明の実施の形態１におけ
るキャリア再生装置のブロック図である。図１におい
て、１はキャリア抽出手段から出力される復調キャリア
を入力しキャリア信号の変化点を検出してパルス信号を
出力する第１のエッジ検出器、２は再生キャリア信号を
入力してキャリア信号の変化点を検出してパルス信号を
出力する第２のエッジ検出器、３は第１のエッジ検出器
１からの第１のパルス信号と第２のエッジ検出器２から
の第２のパルス信号とを入力し、第１のパルス信号の位
相が第２のパルス信号の位相よりも進んでいるときに進
み位相差の分だけアクティブになるアップ信号を出力す
る第１のＪＫフリップフロップである。

【００２４】４は逆に第１のパルス信号の位相が第２の
パルス信号の位相よりも遅れているときに遅れ位相差の
分だけアクティブになるダウン信号を出力する第２のＪ
Ｋフリップフロップ、５は復調キャリア信号の立ち下が
りを検出して第３のパルス信号を出力する第３のエッジ
検出器、６は第１のＪＫフリップフロップ３からのアッ
プ信号と第２のＪＫフリップフロップ４からのダウン信
号と第３のエッジ検出器５からの第３のパルス信号とを
入力し、アップ信号がアクティブのときにはカウント値
をアップし、ダウン信号がアクティブのときにはカウン
ト値をダウンする一方、第３のエッジ検出器５からの第
３のパルス信号がアクティブのときには最大カウント値
の半分である初期値をロードする第１のアップダウンカ
ウンタである。

【００２５】７は第１のアップダウンカウンタ６のカウ
ント値と第３のエッジ検出器５からの第３のパルス信号
とを入力し、第３のパルス信号がアクティブのときに第
１のアップダウンカウンタ６のカウント値を保持するラ
ッチ回路、８はラッチしたカウント値をアナログ信号に
変換するＤ／Ａコンバータ、９はＤ／Ａコンバータ８の
アナログ信号に応じて発振周波数を変化させる電圧制御
発振器、１０は電圧制御発振器９の出力信号をキャリア
抽出手段からの復調キャリア信号と同じ周波数まで分周
して再生キャリア信号として出力する分周器である。

【００２６】次に、本発明の実施の形態１におけるキャ
リア再生装置について以下にその動作を説明する。本発
明のキャリア再生装置は、一種のＰＬＬ回路を構成して
おり、第１のエッジ検出器１からＤ／Ａコンバータ８ま
ではＰＬＬの位相比較器を対応している。

【００２７】図３は、本発明の実施の形態１における復
調キャリアの位相が再生キャリアの位相よりも進んでい
る場合を示すタイムチャート、図４は、本発明の実施の
形態１における復調キャリアの位相が再生キャリアの位
相よりも遅れている場合を示すタイムチャートである。

【００２８】図３から分かるように、第１のエッジ検出
器１と第２のエッジ検出器２は、それぞれ復調キャリア
と再生キャリアの立ち上がりでパルスを出力する。ま
た、第３のエッジ検出器５は、復調キャリアの立ち下が
りでパルスを出力する。

【００２９】第１のＪＫフリップフロップ３の出力であ
るアップ信号は、復調キャリアの位相が再生キャリアの
位相よりも進んでいる場合に進み位相差の分だけアクテ
ィブになる。第１のアップダウンカウンタ６は、第３の
エッジ検出器５の出力パルスが入力される毎に、アップ
ダウンカウンタの最大カウント値が５１２であればその
半分の２５６を初期値としてロードし、第１のＪＫフリ
ップフロップ３のアップ信号がアクティブの間、システ
ムキャリアの立ち上がりでカウント値がアップする。

【００３０】第１のアップダウンカウンタ６のカウント
値は、第３のエッジ検出器５の出力パルスによってラッ
チされるために、復調キャリアの１周期の間、ラッチ回
路によってカウント値は保持される。この保持されるカ
ウント値は、再生キャリアに対する復調キャリアの進み
位相差が大きければ大きい程カウント値は大きくなり、
逆に進み位相差が小さければカウンタ値は初期値の２５
６から増加しない。

【００３１】同様に、図４から分かるように、再生キャ
リアに対する復調キャリアの遅れ位相差が大きければ大
きい程カウント値は小さくなり、逆に遅れ位相差が小さ
ければカウンタ値は初期値の２５６から減少しない。こ
のカウンタ値をＤ／Ａコンバータ８でアナログ信号であ
るＶＣＯ電圧に変換すると、カウンタ値が大きい程ＶＣ
Ｏ電圧は高く、カウンタ値が小さい程ＶＣＯ電圧は低く
なる。

【００３２】電圧制御発振器９は、ＶＣＯ電圧が高くな
れば発振周波数を上げ、逆にＶＣＯ電圧が低くなれば発
振周波数を下げるように動く。分周器１０は、電圧制御
発振器９の発振周波数を復調キャリアと同じ周波数まで
分周して再生キャリアとして出力する。

【００３３】したがって、復調キャリアの位相が再生キ
ャリアの位相よりも進んでいるときには、第１のアップ
ダウンカウンタ６のカウント値が増加し、ＶＣＯ電圧が
高くなる。それで、電圧制御発振器の発振周波数が高く
なり、再生キャリアの周波数も高くなるため、キャリア
１周期当りの位相を考えると、再生キャリアの位相が進
むことになり、復調キャリアと再生キャリアの位相差が
縮まる。

【００３４】逆に、復調キャリアの位相が再生キャリア
の位相よりも遅れているときには、第１のアップダウン
カウンタ６のカウント値が減少し、ＶＣＯ電圧が低くな
る。それで、電圧制御発振器９の発振周波数が低くなり
再生キャリアの周波数も低くなるため、キャリア１周期
当りの位相を考えると再生キャリアの位相が遅れること
になり、復調キャリアと再生キャリアの位相差が縮ま
る。

【００３５】したがって、図３、図４に示すように、本
形態のキャリア再生装置では、復調キャリアの１周期毎
に復調キャリアと再生キャリアの位相差を検出し、その
位相差を縮める方向にＶＣＯ電圧を変化させることによ
って、復調キャリアに同期した再生キャリアを作り出し
ている。

【００３６】次に、復調キャリアは、受信データに含ま
れているキャリア成分を抽出したものであるから、受信
データが１、０、１、０、と交互に変化していれば、抽
出したキャリア信号もジッタ（ゆらぎ）を持たないきれ
いな正弦波として得られる。しかし一般的に、受信デー
タは１、０の値がランダムに変化するので、受信データ
から抽出したキャリア信号には本来のキャリア信号の周
波数成分の１／ｎ倍（ｎは２以上の整数）の周波数成分
も含まれる。また、受信データの波形はデータの内容に
よって必ずしも同じ軌跡をたどらないために時間的に見
れば波形にゆらぎがある。

【００３７】したがって、受信データから抽出したキャ
リア信号は、ジッタを持った信号となるが、受信データ
のＣ／Ｎが悪くなったときにはキャリア信号のジッタが
増え、キャリア信号で受信データをサンプリングすると
きに受信データを誤ってサンプリングする頻度が増え
る。

【００３８】そのため、キャリア再生においてはキャリ
ア信号のジッタを取り除く必要がある。これに対し、本
形態のキャリア再生装置では、復調キャリアの立ち下が
り毎に同キャリアの１キャリアの間の位相差を積分して
ＶＣＯ電圧としている。

【００３９】よって、ジッタにより瞬間的に位相差が変
化しても、復調キャリアの１キャリア以内であれば位相
差は平均化されＶＣＯ電圧の変化には現われないため、
ジッタを取り除くことが出来る。一方、本装置が復調キ
ャリアにロックするまでは、同キャリアの１キャリアの
間の位相差を積分しても、位相差は常に存在し、ＶＣＯ
電圧の変化として現われるため、ロックするまでの引込
時間が過大になることはない。

【００４０】（実施の形態２）図２は、本発明の実施の
形態２におけるキャリア再生装置のブロック図である。
図２において、１１は第１のＪＫフリップフロップ３が
出力するアップ信号を入力しアップ信号がアクティブの
ときにカウントアップしカウント値が最大になったとき
に第１のキャリーアップ信号を出力する第１のカウン
タ、１２は第２のＪＫフリップフロップ４が出力するダ
ウン信号を入力しダウン信号がアクティブのときにカウ
ントアップしカウント値が最大になったときに第２のキ
ャリーアップ信号を出力する第２のカウンタである。

【００４１】１３は第１のキャリーアップ信号と第２の
キャリーアップ信号とを入力し、第１のキャリーアップ
信号が第２のキャリーアップ信号よりも先に入力された
ときにはカウント値をアップし、逆に第２のキャリーア
ップ信号が第１のキャリーアップ信号よりも先に入力さ
れたときにはカウント値をダウンする一方、カウント値
を第１のアップダウンカウンタ６の初期値として出力す
る第２のアップダウンカウンタである。

【００４２】次に、本発明の実施の形態２におけるキャ
リア再生装置について以下にその動作を説明する。図５
は、本発明の実施の形態１におけるキャリア再生装置の
うち位相比較部の動作を表わすタイムチャートであり、
図５において、ＶＣＯ電圧が２．５Ｖのときに再生キャ
リアの周波数と位相が復調キャリアのそれに一致すると
仮定すると、理想的には点線で示すようにＶＣＯ電圧は
２．５Ｖで一定のままとなるはずが、復調キャリア自体
がジッタを持っているのと装置自体がＰＬＬというフィ
ードバックループでもって復調キャリアに追随している
ために、実線で示すようなＶＣＯ電圧の変化となる。

【００４３】ＣＰＵからのＨＯＬＤ信号により、図５中
のＡ点で第１のアップダウンカウンタ６のカウント値を
保持したとすると、ＶＣＯ電圧は２．５Ｖであるから、
再生キャリア信号の周波数と位相は復調キャリア信号の
それに一致する。しかし、図５中のＢ点でカウント値を
保持したとすると、ＶＣＯ電圧は２．５Ｖではないの
で、再生キャリア信号の周波数と位相は復調キャリア信
号のそれに一致しないために次第にずれてくる。

【００４４】この問題を解決するためには、第１のアッ
プダウンカウンタ６のカウント値を単に保持するのでは
なく、常に変動しているＶＣＯ電圧を平均化しておき、
この平均化したＶＣＯ電圧をＣＰＵからのＨＯＬＤ信号
により保持すればよい。本発明の実施の形態２における
キャリア再生装置で追加した構成要素は上記のＶＣＯ電
圧を平均化するための回路である。以下にその平均化回
路の動作を説明する。

【００４５】図６（ａ）において、ＶＣＯ電圧を平均化
するためには２．５Ｖより上の縦縞の部分の面積と２．
５Ｖより下の横縞の部分の面積を全て積算すればよい。

【００４６】具体的には、縦縞の部分の面積は第１のＪ
Ｋフリップフロップ３の出力であるアップ信号がアクテ
ィブになっている時間である。アップ信号は、復調キャ
リアの位相が再生キャリアの位相よりも進んでいる場合
に進み位相差の分だけアクティブになる。

【００４７】逆に、横縞の部分の面積は第２のＪＫフリ
ップフロップ４の出力であるダウン信号がアクティブに
なっている時間である。ダウン信号は、復調キャリアの
位相が再生キャリアの位相よりも遅れている場合に遅れ
位相差の分だけアクティブになる。

【００４８】したがって、第１のＪＫフリップフロップ
３のアップ信号がアクティブのときに追加した第１のカ
ウンタ１１がカウントアップし、縦縞の部分の面積を積
算する。同じく、第２のＪＫフリップフロップ４のダウ
ン信号がアクティブのときに追加した第２のカウンタ１
２がカウントアップし横縞の部分の面積を積算する。そ
して、第１のカウンタ１１が第２のカウンタ１２よりも
先にＦＵＬＬになれば、追加した第２のアップダウンカ
ウンタ１３のカウント値を１つアップし、逆に、第２の
カウンタ１２が第１のカウンタ１１よりも先にＦＵＬＬ
になれば、第２のアップダウンカウンタ１３のカウント
値を１つダウンする。

【００４９】これにより、第２のアップダウンカウンタ
１３のカウント値は常に縦縞の部分の面積と横縞の部分
の面積が等しくなるような方向に変化する。また、第
１、第２のカウンタ１１，１２は第２のアップダウンカ
ウンタ１３のカウント値が変化する度にリセットされ
る。

【００５０】さらに、第２のアップダウンカウンタ１３
のカウント値を第１のアップダウンカウンタ６の初期値
として復調キャリア信号の立ち下がりでロードする。こ
れにより、第１のアップダウンカウンタ６は、毎回それ
以前の平均したＶＣＯ電圧値からスタートするため、最
小限の変化しかしない。

【００５１】このため、本発明の実施の形態２における
キャリア再生装置のＶＣＯ電圧の変化は、図６（ｂ）に
示すように小さくなる。そして、第２のアップダウンカ
ウンタ１３のカウント値は、それ以前の平均したＶＣＯ
電圧値を意味するので、ＣＰＵからのＨＯＬＤ信号によ
りこのカウント値を保持すれば再生キャリア信号の位相
ずれをさらに小さくすることが出来る。

【００５２】

【発明の効果】本発明によれば、電波の受信入力レベル
が低くなっても再生キャリアのジッタを極力押え、か
つ、各種擾乱により復調キャリアが得られないときに
も、直前の再生キャリア周波数を保持できるようにな
り、これにより、高精度のキャリア周波数測定が可能な
キャリア再生装置を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１におけるキャリア再生装
置のブロック図

【図２】本発明の実施の形態２におけるキャリア再生装
置のブロック図

【図３】本発明の実施の形態１における復調キャリアの
位相が再生キャリアの位相よりも進んでいる場合を示す
タイムチャート

【図４】本発明の実施の形態１における復調キャリアの
位相が再生キャリアの位相よりも遅れている場合を示す
タイムチャート

【図５】本発明の実施の形態１におけるキャリア再生装
置のうち位相比較部の動作を表わすタイムチャート

【図６】（ａ）本発明の実施の形態１におけるキャリア
再生装置のうち位相比較部の動作を表わすタイムチャー
ト （ｂ）本発明の実施の形態１におけるキャリア再生装置
のうち位相比較部の動作を表わすタイムチャート

【図７】従来の衛星通信装置で使用されているコスタス
ループによるキャリア再生装置のブロック図

【図８】従来のキャリア再生装置において変調波に再生
キャリアが同期している場合の各部のタイミングチャー
ト

【図９】従来のキャリア再生装置において再生キャリア
の位相が変調波の位相よりも遅れている場合のタイミン
グチャート

【図１０】従来のキャリア再生装置において再生キャリ
アの位相が変調波の位相よりも進んでいる場合のタイミ
ングチャート

【符号の説明】

１ 第１のエッジ検出器 ２ 第２のエッジ検出器 ３ 第１のＪＫフリップフロップ ４ 第２のＪＫフリップフロップ ５ 第３のエッジ検出器 ６ 第１のアップダウンカウンタ ７ ラッチ回路 ８ Ｄ／Ａコンバータ ９ 電圧制御発振器 １０ 分周器 １１ 第１のカウンタ １２ 第２のカウンタ １３ 第２のアップダウンカウンタ １４ 第１の乗算器 １５ 第２の乗算器 １６ 第１のローパスフィルタ １７ 第２のローパスフィルタ １８ 第３の乗算器 １９ 第３のローパスフィルタ ２０ 電圧制御発振器 ２１ 分周器 ２２ ９０°移送器

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】キャリア抽出手段から出力される復調キャ
   リアを入力しキャリア信号の変化点を検出して第１のパ
   ルス信号を出力する第１のエッジ検出器と、再生キャリ
   ア信号を入力してキャリア信号の変化点を検出して第２
   のパルス信号を出力する第２のエッジ検出器と、前記第
   １のパルス信号と前記第２のパルス信号とを入力し前記
   第１のパルス信号の位相が前記第２のパルス信号の位相
   よりも進んでいるときに進み位相差の分だけアクティブ
   になるアップ信号を出力する第１のＪＫフリップフロッ
   プと、逆に前記第１のパルス信号の位相が前記第２のパ
   ルス信号の位相よりも遅れているときに遅れ位相差の分
   だけアクティブになるダウン信号を出力する第２のＪＫ
   フリップフロップと、前記復調キャリア信号の立ち下が
   りを検出して第３のパルス信号を出力する第３のエッジ
   検出器と、前記アップ信号と、前記ダウン信号と前記第
   ３のパルス信号とを入力しアップ信号がアクティブのと
   きにはカウント値をアップしダウン信号がアクティブの
   ときにはカウント値をダウンする一方第３のパルス信号
   がアクティブのときには最大カウント値の半分である初
   期値をロードする第１のアップダウンカウンタと、前記
   第１のアップダウンカウンタのカウント値と前記第３の
   パルス信号とを入力し前記第３のパルス信号がアクティ
   ブのときに第１のアップダウンカウンタのカウント値を
   保持するラッチ回路と、ラッチしたカウント値をアナロ
   グ信号に変換するＤ／Ａコンバータと、前記Ｄ／Ａコン
   バータのアナログ信号に応じて発振周波数を変化させる
   電圧制御発振器と、前記電圧制御発振器の出力信号を前
   記キャリア抽出手段からの復調キャリア信号と同じ周波
   数まで分周して再生キャリア信号として出力する分周器
   とを備えることを特徴とするキャリア再生装置。
2. 【請求項２】第１のＪＫフリップフロップが出力するア
   ップ信号を入力しアップ信号がアクティブのときにカウ
   ントアップしカウント値が最大になったときに第１のキ
   ャリーアップ信号を出力する第１のカウンタと、第２の
   ＪＫフリップフロップが出力するダウン信号を入力しダ
   ウン信号がアクティブのときにカウントアップしカウン
   ト値が最大になったときに第２のキャリーアップ信号を
   出力する第２のカウンタと、前記第１のキャリーアップ
   信号と前記第２のキャリーアップ信号とを入力し前記第
   １のキャリーアップ信号が前記第２のキャリーアップ信
   号よりも先に入力されたときにはカウント値をアップ
   し、逆に前記第２のキャリーアップ信号が前記第１のキ
   ャリーアップ信号よりも先に入力されたときにはカウン
   ト値をダウンする一方、キャリーアップ信号が入力され
   る度に第１のカウンタと第２のカウンタのカウント値を
   共にゼロにする一方、カウント値を第１のアップダウン
   カウンタの初期値として出力する第２のアップダウンカ
   ウンタとを設けたことを特徴とする請求項１記載のキャ
   リア再生装置。