JPH10224211A - シンセサイザ型発振回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 振動吸収材を使用せずに、共振コイルが振動
を受けても発振周波数が変化しないシンセサイザ型発振
回路を提供する。 【解決手段】 従来のＰＬＬを用いたシンセサイザ型発
振回路のＬＰＦ１３と電圧制御発振器１５との間に電圧
加算器１４を挿入するとともに、電圧制御発振器の共振
コイルに加えられた機械的な振動を検出する振動センサ
２１を設ける。そして、カップリングコンデンサ２２を
介して抽出した低域通過フィルタの出力の中の交流成分
を整流手段２３，２４が整流し、その直流成分によって
可変利得増幅器２５の利得を決定し、その利得で振動セ
ンサの検出信号を増幅し、電圧加算器において、低域通
過フィルタの出力の中の共振コイルの振動に起因する成
分を打ち消し、打ち消しによって補正された制御信号に
よって電圧制御発振器の発振周波数を制御することによ
り、振動の影響は除去される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、基準信号発振器
の基準信号と発振出力を指定された分周比で分周した信
号とを位相比較器で比較した出力を低域通過フィルタで
濾波し、濾波した出力で電圧制御発振器の発振出力の周
波数を制御するＰＬＬ（ Phase Locked Loop: 入力信号
の位相に追随する位相同期回路) を用いたシンセサイザ
型発振回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、無線機においては、受信信号を局
発信号と混合して中間周波数に変換するスーパヘテロダ
イン方式が一般的に使用されている。また、送信時に
は、変調信号を搬送波である局発信号と混合することに
より送信信号を得ている。このとき、受信周波数あるい
は送信周波数が固定でない場合には、局発信号は、所望
の受信周波数あるいは送信周波数に応じて変化させなけ
ればならない。このような局発信号の生成に用いられる
のが、シンセサイザ型発振回路であり、図２にその一般
的な例が示されている。

【０００３】すなわち、このシンセサイザ型発振回路
は、基準信号ｆ１を出力する基準信号発振器５１と、周
波数データによって指定された分周比（１／Ｎ）で発振
出力ｆｃを分周し信号ｆ２を出力するプログラムカウン
タ５５と、信号ｆ１，ｆ２を位相比較する位相比較器５
２と、その比較した出力を濾波して制御信号ＶＣとして
出力するＬＰＦ（低域通過フィルタ）５３と、制御信号
ＶＣに基づいて発振する周波数を決定し発振出力ｆｃを
出力する電圧制御発振器５４とから構成されている。

【０００４】上述の電圧制御発振器５４は、図３にさら
に詳細に示されている。この電圧制御発振器５４は、ト
ランジスタＴｒを能動素子として、主としてバリキャッ
プＣ７および共振コイルＬ１からなる共振回路で決まる
共振周波数に基づいて発信し発振出力ｆｃを出力してい
る。バリキャップＣ７は、制御信号ＶＣの直流電圧の電
位に応じてその容量値を変化させる。この場合、共振コ
イルＬ１のインダクタンスは、変化しないものとされて
いるので、電圧制御発振器５４の発振出力は、バリキャ
ップＣ７の容量の変化にのみ応じて発振周波数を安定に
変化させる。

【０００５】

【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ＰＬＬを用いたシンセサイザ型発振回路におい
ては、電圧制御発振器５４に外部から機械的な振動が加
えられると、その振動により共振コイルＬ１のインダク
タンスやストレ容量などが変化し、発振周波数が変化し
てしまう。ＰＬＬでは、発振周波数が変化してから制御
信号が変化するため、振動が加えられている間は、発振
周波数は、常に振動の影響を受け続ける。この振動の影
響を避けるために、シンセサイザ型発振回路が用いられ
ている電子機器そのものを振動吸収材を用いて保護した
り、共振コイルを強固に固定したりすることが試みられ
ている。しかし、振動吸収材を用いると、実装スペース
が大きくなってしまう問題があり、共振コイルを固定し
ても、振動レベルによっては防止できない場合が発生す
る。

【０００６】この発明はこのような課題を解決するため
になされたもので、振動吸収材を使用せずに、共振コイ
ルが振動を受けても発振周波数が変化しないシンセサイ
ザ型発振回路を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前述の課題を解決するた
めに、第１の発明は、基準信号発振器の出力の基準信号
と、指定された分周比で電圧制御発振器の発振出力を分
周した信号とを位相比較器で比較し、その比較出力を低
域通過フィルタで濾波し、濾波した出力で前記電圧制御
発振器の発振出力の周波数を制御するＰＬＬを用いたシ
ンセサイザ型発振回路において、前記電圧制御発振器の
共振コイルに加えられる機械的な振動を検出し、検出信
号を出力する振動センサと、前記低域通過フィルタの出
力の中から交流成分を抽出するカップリングコンデンサ
と、前記カップリングコンデンサが抽出した交流成分を
整流して直流成分を抽出する整流手段と、前記整流手段
が抽出した直流成分に基づいて利得を決定し、その利得
で前記振動センサの検出信号を増幅する可変利得増幅器
と、前記低域通過フィルタの出力中の前記振動による成
分を補正するように、前記低域通過フィルタの出力に前
記可変利得増幅器の出力を加算し、加算した出力で前記
電圧制御発振回路の発振周波数を制御する電圧加算器と
を有する。

【０００８】また、第２の発明は、前記振動センサが、
前記電圧制御発振器の共振コイルに加えられた振動の強
さおよび方向に対応した振幅および極性をもった検出信
号を出力し、前記整流手段は、前記カップリングコンデ
ンサが抽出した交流成分を増幅する増幅器と、前記増幅
器の出力を整流する整流器とから構成されている。

【０００９】このような構成によれば、前記整流手段が
前記低域通過フィルタの出力の中の交流成分から抽出し
た直流成分に対応して前記可変利得増幅器の利得を決定
し、その利得で前記振動センサの検出信号を増幅し、前
記電圧加算器において、前記低域通過フィルタの出力の
中の前記共振コイルの振動に起因する成分を打ち消し、
打ち消しによって補正された制御信号によって前記電圧
制御発振器の発振周波数を制御する。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
いて添付図面に基づいて説明する。図１は、この発明に
係わるシンセサイザ型発振回路を示すブロック図であ
る。このシンセサイザ型発振回路は、一般に局発信号発
生用に用いられものであって、各部分１１，１２，１
３，１５，１６は、実質的に図２および図３で示された
従来のシンセサイザ型発振器のものと同様な回路であっ
て、本発明のシンセサイザ型発振回路は、それらに、各
部分１４および２１〜２５を新たに追加して構成したも
のである。

【００１１】図１において、基準信号発振器１１は、一
般的に水晶振動子を用い、高安定な基準信号ｆ１を生成
する。位相比較器１２は、基準信号発振器１１からの基
準信号ｆ１と、分周器として働くプログラムカウンタ１
６からの信号ｆ２とを入力し、両信号の位相差に応じた
誤差電圧を出力する。ＬＰＦ（低域通過フィルタ）１３
は、位相比較器１２から出力される誤差電圧を入力し、
誤差電圧の中に含まれる高域周波数成分を除去し平滑化
して制御電圧ＣＶ１として出力する。

【００１２】電圧加算器１４は、ＬＰＦ１３からの制御
電圧ＣＶ１と、可変利得増幅器２５からの制御電圧ＣＶ
２を加算して制御電圧ＣＶとして出力する。電圧制御発
振器１５は、バリキャップＣ７（図３参照のこと）に印
加される制御電圧ＣＶの電圧値に制御された周波数で発
振し、例えば局発信号ｆｃとして出力する。プログラム
カウンタ１６は、与えられる周波数データによって設定
された分周比（例えば、１／Ｎ）で電圧制御発振器１５
の発振出力を分周（カウント）し、信号ｆ２として位相
比較器１２に出力する。

【００１３】振動センサ２１は、加えられた機械的な振
動を検出し、その振動の方向に対応して正または負の検
出電圧を発生させる。また、その検出電圧のレベルは加
えられた機械的な振動の大きさに比例する。カップリン
グコンデンサ２２は、ＬＰＦ１３の出力の中の揺れた成
分、すなわち交流成分のみを通過させる。増幅器２３
は、カップリングコンデンサ２２を通過してきた交流成
分を増幅する。整流器２４は、増幅器２３が増幅したカ
ップリングコンデンサ２２からの交流成分を整流し、整
流した直流成分を利得制御電圧ＧＶとして出力する。可
変利得増幅器２５は、整流器２４からの利得制御電圧Ｇ
Ｖに基づいて調節した利得で、振動センサ２１からの検
出電圧を増幅し制御電圧ＣＶ２として電圧加算器１４に
出力する。

【００１４】すなわち、電圧制御発振器１５の共振コイ
ルＬ１に加えられた振動を振動センサ２１を介して検出
し、利得制御電圧ＧＶに基づいて利得が調節された可変
利得増幅器２５によって増幅し、制御電圧ＣＶ２として
電圧加算器１４によって制御電圧ＣＶ１に加えることに
より、共振コイルＬ１に加えられた機械的な振動による
インダクタンスの変化が原因で制御電圧ＣＶ１に現れた
変化成分は打ち消された制御電圧ＣＶとして電圧制御発
振器１５に与えられる。このように通常の部品で構成し
た増幅器２３や整流器２４等によりタイミング良く振動
の影響を打ち消すので、電圧制御発振器１５は、共振コ
イルＬ１が機械的な振動を受けても本来の発振周波数を
維持することができる。

【００１５】

【発明の効果】以上詳述したように第１の発明に係わる
シンセサイザ型発振回路は、基準信号発振器の出力の基
準信号と、指定された分周比で電圧制御発振器の発振出
力を分周した信号とを位相比較器で比較し、その比較出
力を低域通過フィルタで濾波し、濾波した出力で前記電
圧制御発振器の発振出力の周波数を制御するＰＬＬを用
いたシンセサイザ型発振回路において、前記電圧制御発
振器の共振コイルに加えられる機械的な振動を検出し、
検出信号を出力する振動センサと、前記低域通過フィル
タの出力の中から交流成分を抽出するカップリングコン
デンサと、前記カップリングコンデンサが抽出した交流
成分を整流して直流成分を抽出する整流手段と、前記整
流手段が抽出した直流成分に基づいて利得を決定し、そ
の利得で前記振動センサの検出信号を増幅する可変利得
増幅器と、前記低域通過フィルタの出力中の前記振動に
よる成分を補正するように、前記低域通過フィルタの出
力に前記可変利得増幅器の出力を加算し、加算した出力
で前記電圧制御発振回路の発振周波数を制御する電圧加
算器とを有することにより、前記整流手段が前記低域通
過フィルタの出力の中の交流成分から抽出した直流成分
に対応して前記可変利得増幅器の利得を決定し、その利
得で前記振動センサの検出信号を増幅し、前記電圧加算
器において、前記低域通過フィルタの出力の中の前記共
振コイルの振動に起因する成分を打ち消し、打ち消しに
よって補正された制御信号によって前記電圧制御発振器
の発振周波数を制御するので、前記電圧制御発振器の共
振コイルに機械的な振動が加えられても発振周波数を変
動させずに発振出力を出力することができるという効果
を奏する。

【００１６】また、第２の発明に係わるシンセサイザ型
発振回路は、前記振動センサが、前記電圧制御発振器の
共振コイルに加えられた振動の強さおよび方向に対応し
た振幅および極性をもった検出信号を出力し、前記整流
手段は、前記カップリングコンデンサが抽出した交流成
分を増幅する増幅器と、前記増幅器の出力を整流する整
流器とから構成されていることにより、前記電圧制御発
振器の共振コイルに加えられた機械的な振動にタイミン
グと大きさとを合致させて制御でき、正確な発振を実行
できるとともに、従来型の部品で容易に回路を構成でき
るという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係わるＰＬＬを用いたシンセサイザ
型発振回路を示すブロック図である。

【図２】従来のシンセサイザ型発振回路を示すブロック
図である。

【図３】図２のシンセサイザ型発振回路の電圧制御発振
器を詳細に示す回路図である。

【符号の説明】

１１ 基準信号発振器 １２ 位相比較器 １３ 低域通過フィルタ（ＬＰＦ） １４ 電圧加算器 １５ 電圧制御発振器（ＶＣＯ） １６ プログラムカウンタ ２１ 振動センサ ２２ カップリングコンデンサ ２３ 増幅器 ２４ 整流器 ２５ 可変利得増幅器

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基準信号発振器の出力の基準信号と、指
   定された分周比で電圧制御発振器の発振出力を分周した
   信号とを位相比較器で比較し、その比較出力を低域通過
   フィルタで濾波し、濾波した出力で前記電圧制御発振器
   の発振出力の周波数を制御するＰＬＬを用いたシンセサ
   イザ型発振回路において、 前記電圧制御発振器の共振コイルに加えられる機械的な
   振動を検出し、検出信号を出力する振動センサと、 前記低域通過フィルタの出力の中から交流成分を抽出す
   るカップリングコンデンサと、 前記カップリングコンデンサが抽出した交流成分を整流
   して直流成分を抽出する整流手段と、 前記整流手段が抽出した直流成分に基づいて利得を決定
   し、その利得で前記振動センサの検出信号を増幅する可
   変利得増幅器と、 前記低域通過フィルタの出力中の前記振動による成分を
   補正するように、前記低域通過フィルタの出力に前記可
   変利得増幅器の出力を加算し、加算した出力で前記電圧
   制御発振回路の発振周波数を制御する電圧加算器とを有
   することを特徴とするシンセサイザ型発振回路。
2. 【請求項２】 前記振動センサは、前記電圧制御発振器
   の共振コイルに加えられた振動の強さおよび方向に対応
   した振幅および極性をもった検出信号を出力し、 前記整流手段は、前記カップリングコンデンサが抽出し
   た交流成分を増幅する増幅器と、前記増幅器の出力を整
   流する整流器とから構成されている請求項１記載のシン
   セサイザ型発振回路。