JPH11271476A - Reference frequency generating device - Google Patents

Reference frequency generating device

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JPH11271476A
JPH11271476A JP10075148A JP7514898A JPH11271476A JP H11271476 A JPH11271476 A JP H11271476A JP 10075148 A JP10075148 A JP 10075148A JP 7514898 A JP7514898 A JP 7514898A JP H11271476 A JPH11271476 A JP H11271476A
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JP
Japan
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frequency
data
voltage
crystal oscillator
controlled crystal
Prior art date
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Pending
Application number
JP10075148A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hitoshi Ujiie
仁 氏家
Kazuyuki Maruo
和幸 丸尾
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Advantest Corp
Original Assignee
Advantest Corp
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Filing date
Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent frequency accuracy in an automatic running from being deteriorated when reception cannot be made, by accumulating phase difference data where an external reference signal is synchronously compared with an internal voltage controlled crystal oscillator(VCXO) in a normal reception state. SOLUTION: A reference frequency generating device for receiving a time signal with high accuracy from a satellite or the like is provided with, for example, an operation means 40 for calculating a steady frequency deviation, a part 45 for generating automatic run frequency correction data, and the like. Then, the part 45 for generating correction data stores frequency deviation D (n) data from the operation means 40 into a memory with time information in a normal reception state. On the other hand, when no signals can be received, the part 45 calculates the amount of transition regarding the aging of oscillation frequency focs of a VCXO 10 at each specific time based on the stored data. Automatic traveling correction data C (h) being calculated according to the operation are added to frequency control data C (n) being outputted by an operation means 23 for controlling steady frequency, and the fluctuation of the oscillation frequency focs of the VCXO 10 in an automatic traveling state is corrected.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、原子周波数標準
器を内蔵する人工衛星からの電波あるいはこれに類する
高精度の時刻信号を受信して、高精度な基準周波数を発
生する基準周波数発生装置に関する。特に前記超高精度
な時刻信号が一定時間得られない場合における内部発振
器が発生する基準周波数の高精度維持に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a reference frequency generator which receives a radio wave from an artificial satellite having a built-in atomic frequency standard or a high-precision time signal similar to the radio signal and generates a high-precision reference frequency. . In particular, it relates to maintaining the reference frequency generated by the internal oscillator with high accuracy when the ultra-high-precision time signal cannot be obtained for a certain period of time.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来技術としては特開平08−1461
66号公報の「基準周波数発生装置」がある。この基準
周波数発生装置の構成例は、図5に示すように、衛星電
波受信機11と、時間間隔測定部12と、周波数制御用
演算手段13と、加算器50と、D/A変換器14と、
分周器15と、電圧制御型水晶発振器(VCXO)10
と、周波数変換器A17と、周波数変換器B16と、温
度センサー29とでなる。
2. Description of the Related Art The prior art is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 08-1461.
No. 66, there is a “reference frequency generator”. As shown in FIG. 5, a configuration example of the reference frequency generator includes a satellite radio receiver 11, a time interval measuring unit 12, a frequency control operation unit 13, an adder 50, and a D / A converter 14 When,
Frequency divider 15 and voltage controlled crystal oscillator (VCXO) 10
, A frequency converter A17, a frequency converter B16, and a temperature sensor 29.

【0003】上述従来技術の構成によれば、基準となる
衛星電波を受信した状態においては、周波数制御用演算
手段13内の推定演算部による長大な時定数のデジタル
フィルタによる周波数制御アルゴリズムによって、高確
度な周波数が常時出力される。しかしながら、何らかの
理由により衛星電波を受信できない状態においては、直
前に出力されていた制御データをそのまま加算器50を
介してD/A変換器14へ与えるようにしていた。但
し、周囲温度の変動に対しては、温度センサー29で検
出して適切に温度補正しているので、周囲温度に係る周
波数変動については相殺されている。
According to the configuration of the prior art described above, in a state where a reference satellite wave is received, a high frequency control algorithm using a digital filter having a long time constant by an estimating operation unit in the frequency control operation means 13 is used. Accurate frequency is always output. However, when satellite radio waves cannot be received for some reason, the control data output immediately before is directly supplied to the D / A converter 14 via the adder 50. However, the fluctuation of the ambient temperature is detected by the temperature sensor 29 and the temperature is appropriately corrected, so that the frequency fluctuation relating to the ambient temperature is canceled.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】上述従来構成において
は、何らかの理由により衛星電波を受信できない状態が
短時間の場合においては出力周波数確度は維持され支障
とはならないが、もし衛星電波を受信できない状態が一
定以上長い時間続いた場合においては、出力周波数確度
は電圧制御型水晶発振器10のエージングレート的な変
動要因に伴って出力周波数確度が時間の経過とともに徐
々に悪化してくる為、支障となってくる。これを図6の
例を示して説明する。
In the above-mentioned conventional configuration, if the state in which satellite radio waves cannot be received for some reason is short, the output frequency accuracy is maintained without any problem, but if the satellite radio waves cannot be received. Is longer than a certain length of time, the output frequency accuracy gradually deteriorates with the passage of time due to the aging rate fluctuation factor of the voltage-controlled crystal oscillator 10. Come. This will be described with reference to the example of FIG.

【0005】VCXO10は極わずかではあるが発振周
波数の経時変化を示す。図6は、周囲温度が一定状態と
仮定したときに、受信不能が長時間発生した場合の発振
周波数の変動推移を示す説明図である。図6Bの正常受
信期間では帰還制御状態にある為、VCXO10の経時
変化も含んで図6Aの一定した発振周波数foscを維持
している。ところが何らかの原因で受信不能となるとV
CXO10自身による自走状態に移行する。このときV
CXO10には経時変化を有している為に、数時間に及
ぶ時間の経過につれて徐々に周波数ずれ105を生じて
くる。やがて受信回復すると、当初の発振周波数fosc
へ戻す為の同期移行期間があり、この期間も周波数ずれ
106を有している。この後正常な発振周波数foscに
回復する。このように従来装置構成においては、長い受
信不能の期間があると周波数変動が大きくなり、周波数
確度の劣化をもたらす難点がある。
[0005] The VCXO 10 shows a very slight change in the oscillation frequency with time. FIG. 6 is an explanatory diagram showing a change in the oscillation frequency when the reception failure occurs for a long time when the ambient temperature is assumed to be constant. In the normal reception period of FIG. 6B, the feedback control state is maintained, so that the constant oscillation frequency fosc of FIG. 6A is maintained including the change with time of the VCXO 10. However, if reception becomes impossible for some reason, V
The state shifts to the self-running state by the CXO 10 itself. At this time, V
Since the CXO 10 has a change with time, a frequency shift 105 gradually occurs as time elapses over several hours. Eventually, when reception is restored, the initial oscillation frequency fosc
There is a synchronous transition period for returning to the above, and this period also has the frequency shift 106. Thereafter, the oscillation frequency is restored to the normal oscillation frequency fosc. As described above, in the conventional device configuration, if there is a long non-reception period, the frequency fluctuation becomes large, and there is a problem that the frequency accuracy is deteriorated.

【0006】ところで、現在運用されている移動体通信
基地局等では、衛星電波が受信できない状態における出
力タイミングのずれが、たとえば8時間で10μ秒の発
振器や、24時間で7μ秒の発振器がある。ここで、前
者と後者の発振器の違いは、使用している電圧制御型水
晶発振器のエージングレートの違いによるもので、後者
の装置で用いられている電圧制御水晶発振器の方が前者
のものよりエージングレートが10倍ほど良いが、価格
は2〜3倍高価である。通信基地局等では基準となる装
置の出力タイミングのずれが一定許容量を越えると、通
信装置は機能を停止せざるを得なくなる場合がある。こ
のダウンタイムを少なくするためには電圧制御発振器を
高価なものを使用する必要があるが、装置のコストアッ
プにつながり好ましくない。低価格が要求される移動体
通信基地局では、高価な電圧制御型水晶発振器を使うこ
とができず、障害発生時のダウンタイムが長くなる場合
がある。この為に、予め衛星電波が受信できない状態に
おける発振器の安定度を基準周波数発生装置等で検査が
行われる。しかしながら基準周波数発生装置自体も衛星
電波が受信できなくなる為、長時間に渡る場合において
は所定の確度を維持できない場合が生じ、この点で従来
の基準周波数発生装置には実用上の難点がある。そこ
で、本発明が解決しようとする課題は、原子周波数標準
器を内蔵する人工衛星からの電波あるいはこれに類する
超高精度の時刻信号が得られない期間においても、自走
状態にある内部発振器の周波数確度の劣化を防止可能な
基準周波数発生装置を提供することである。
[0006] Incidentally, in mobile communication base stations and the like currently in operation, there is an oscillator whose output timing shifts in a state where satellite radio waves cannot be received, for example, an oscillator of 10 μsec in 8 hours or an oscillator of 7 μsec in 24 hours. . Here, the difference between the former and the latter is due to the difference in the aging rate of the voltage-controlled crystal oscillator used.The voltage-controlled crystal oscillator used in the latter device is older than the former. The rate is about 10 times better, but the price is 2-3 times more expensive. In a communication base station or the like, if the deviation of the output timing of a reference device exceeds a certain allowable amount, the communication device may have to stop functioning. In order to reduce the downtime, it is necessary to use an expensive voltage controlled oscillator, but this is not preferable because it increases the cost of the apparatus. In a mobile communication base station that requires a low price, an expensive voltage-controlled crystal oscillator cannot be used, and downtime when a failure occurs may be long. For this purpose, the stability of the oscillator in a state where satellite radio waves cannot be received is checked in advance by a reference frequency generator or the like. However, since the reference frequency generator itself cannot receive satellite radio waves, a predetermined accuracy cannot be maintained over a long period of time. In this respect, the conventional reference frequency generator has a practical difficulty. Therefore, the problem to be solved by the present invention is to solve the problem of an internal oscillator that is in a self-running state even in a period in which a radio wave from an artificial satellite having a built-in atomic frequency standard or a similar high-precision time signal cannot be obtained. An object of the present invention is to provide a reference frequency generator capable of preventing deterioration of frequency accuracy.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】第1に、上記課題を解決
するために、本発明の構成では、電圧制御型水晶発振器
10を備え、外部からの超高精度な基準信号を受けて上
記電圧制御型水晶発振器10の電圧制御入力端を制御し
て、外部の高精度な基準信号に緩やかに同期追従させて
高精度な基準周波数を発生する基準周波数発生装置にお
いて、正常受信状態において、外部の高精度な基準信号
と、内部の電圧制御型水晶発振器10とを同期比較した
位相差データを蓄積しておき、受信不能状態において、
蓄積した位相差データから電圧制御型水晶発振器10の
発振周波数foscの経時変化に係る推移量を特定し、こ
の推移量から自走状態にある電圧制御型水晶発振器10
の発振周波数foscの経時変化に係る変動を補正して、
受信不能状態においても高精度な基準周波数の発生を長
時間維持することを特徴とする基準周波数発生装置であ
る。上記発明によれば、原子周波数標準器を内蔵する人
工衛星からの電波あるいはこれに類する超高精度の時刻
信号が比較的長い時間得られない期間においても、自走
状態にある内部発振器の出力周波数の経時に伴う周波数
確度の劣化を防止可能な基準周波数発生装置が実現でき
る。
First, in order to solve the above-mentioned problems, the configuration of the present invention comprises a voltage-controlled crystal oscillator 10 which receives an ultra-high-precision reference signal from the outside and receives the above-mentioned voltage. In a reference frequency generator that controls a voltage control input terminal of the controllable crystal oscillator 10 and slowly follows an external high-precision reference signal to generate a high-precision reference frequency, in a normal reception state, The phase difference data obtained by synchronously comparing the high-precision reference signal with the internal voltage-controlled crystal oscillator 10 is stored, and in a reception disabled state,
From the accumulated phase difference data, the amount of change with time of the oscillation frequency fosc of the voltage controlled crystal oscillator 10 is specified, and from the amount of change, the voltage controlled crystal oscillator 10 in the free running state is determined.
To compensate for fluctuations over time of the oscillation frequency fosc of
A reference frequency generator characterized in that generation of a high-precision reference frequency is maintained for a long time even in a reception disabled state. According to the above invention, the output frequency of the internal oscillator in a free-running state even in a period in which a radio wave from a satellite having a built-in atomic frequency standard or a similar ultra-high-precision time signal cannot be obtained for a relatively long time. , A reference frequency generator capable of preventing the frequency accuracy from deteriorating with time can be realized.

【0008】第1図と第7図は、本発明に係る解決手段
を示している。第2に、上記課題を解決するために、本
発明の構成では、電圧制御型水晶発振器10を備え、外
部からの超高精度な基準信号を受けて1秒毎の基準タイ
ミング信号UTC1ppsAを出力する受信手段を備え、上
記電圧制御型水晶発振器10の出力周波数foutを受け
て同期比較用の1秒信号VCXO1ppsを出力する分周
手段(分周器15やシンセサイザ)を備え、1秒の基準
タイミング信号UTC1ppsAと、比較用の1秒信号VC
XO1ppsとの時間間隔を測定する時間間隔測定部12
を備え、この時間間隔測定部12の位相差から電圧制御
型水晶発振器10の発振周波数を同期させる定常周波数
制御用演算手段23を備え、この定常周波数制御用演算
手段23で上記電圧制御型水晶発振器10の電圧制御入
力端を制御して、外部の高精度な基準信号に緩やかに同
期追従する高精度な基準周波数発生装置において、上記
受信手段に、外部からの基準信号の受信不能を検出した
受信不能信号11stpを出力する手段を備える受信手段
を具備し、正常受信時において上記時間間隔測定部12
からの1秒毎の測定データD1を受けて、測定データD
1を蓄積し、この測定データD1から、電圧制御型水晶
発振器10の現在の周波数偏差D(n)を算出して自走
周波数補正データ発生部45へ供給する定常周波数偏差
算出用演算手段40を具備し、第1に、受信不能信号1
1stpが無い正常状態においては、上記定常周波数偏差
算出用演算手段40からの周波数偏差D(n)データを
時刻情報と共にメモリへ格納し、第2に、受信不能信号
11stpを受けた後は、前記メモリへ格納した周波数偏
差D(n)の履歴データと時刻情報を基にして電圧制御
型水晶発振器10が有する発振周波数foscの経時変化
の推移量を所定の補正間隔時間Th毎に推定演算し、こ
の推定演算により算出した自走補正データC(h)を受
信不能時点の定常周波数制御用演算手段23が出力する
周波数制御データC(n)に加算付与して、自走状態に
ある電圧制御型水晶発振器10の発振周波数foscの経
時変化に係る変動を補正する自走周波数補正データ発生
部45を具備していることを特徴とする基準周波数発生
装置がある。
FIG. 1 and FIG. 7 show a solution according to the present invention. Secondly, in order to solve the above-mentioned problem, the configuration of the present invention includes the voltage-controlled crystal oscillator 10 and outputs a reference timing signal UTC1ppsA every second in response to an ultra-high precision reference signal from the outside. A frequency divider (such as a frequency divider 15 or a synthesizer) for receiving the output frequency fout of the voltage-controlled crystal oscillator 10 and outputting 1 pps of a one-second signal VCXO for synchronization comparison; UTC 1ppsA and 1 second signal VC for comparison
Time interval measuring unit 12 for measuring the time interval with XO1pps
And a steady frequency control calculating means 23 for synchronizing the oscillation frequency of the voltage controlled crystal oscillator 10 from the phase difference of the time interval measuring unit 12. In the high-precision reference frequency generating apparatus which controls the voltage control input terminal of 10 and slowly synchronizes with the external high-precision reference signal, the receiving means detects the reception failure of the external reference signal. A receiving unit having a unit for outputting the disable signal 11stp, and the time interval measuring unit 12
Receiving the measurement data D1 every second from the
1 from the measured data D1 to calculate the current frequency deviation D (n) of the voltage-controlled crystal oscillator 10 and supply the calculated frequency deviation D (n) to the free-running frequency correction data generating unit 45. Firstly, an unreceivable signal 1
In the normal state where there is no 1 stp, the frequency deviation D (n) data from the steady-state frequency deviation calculating means 40 is stored in the memory together with the time information. Based on the history data of the frequency deviation D (n) stored in the memory and the time information, the amount of change of the oscillation frequency fosc of the voltage-controlled crystal oscillator 10 with time is estimated and calculated for each predetermined correction interval time Th. The self-running correction data C (h) calculated by this estimation calculation is added to the frequency control data C (n) output from the steady-state frequency control calculating means 23 at the time when reception is impossible, and the voltage control type C (h) in the self-running state is added. There is a reference frequency generation device including a free-running frequency correction data generation unit 45 that corrects a variation with time of the oscillation frequency fosc of the crystal oscillator 10.

【0009】第3に、上記課題を解決するために、本発
明の構成では、電圧制御型水晶発振器10を備え、外部
からの超高精度な基準信号を受けて上記電圧制御型水晶
発振器10の電圧制御入力端を制御して、外部の高精度
な基準信号に緩やかに同期追従させて高精度な基準周波
数を発生する基準周波数発生装置において、正常受信状
態において、外部の高精度な基準信号と、内部の電圧制
御型水晶発振器10とを同期比較した位相差データを蓄
積しておき、受信不能状態において、蓄積した位相差デ
ータから電圧制御型水晶発振器10の発振周波数fosc
の経時変化に係る曲線の推移を特定し、この推移曲線か
らカーブフィットする推定補正曲線(若しくは推定補正
データ列)92を求め、この推定補正曲線から自走状態
にある電圧制御型水晶発振器10の発振周波数foscの
経時変化に係る変動を補正して、受信不能状態において
も高精度な基準周波数の発生を長時間維持することを特
徴とする基準周波数発生装置がある。
Third, in order to solve the above-mentioned problem, the configuration of the present invention includes a voltage-controlled crystal oscillator 10 which receives an ultra-high-precision reference signal from the outside, and In a reference frequency generator that controls the voltage control input terminal and generates a high-precision reference frequency by slowly and synchronously following an external high-precision reference signal, in a normal reception state, an external high-precision reference signal The phase difference data synchronously compared with the internal voltage controlled crystal oscillator 10 is stored, and in the reception disabled state, the oscillation frequency fosc of the voltage controlled crystal oscillator 10 is calculated from the stored phase difference data.
Of the curve related to the change with time, an estimated correction curve (or estimated correction data sequence) 92 that fits the curve is obtained from this transition curve, and the voltage-controlled crystal oscillator 10 in the self-running state is obtained from the estimated correction curve. There is a reference frequency generation device which is characterized in that the variation of the oscillation frequency fosc over time is corrected, and the generation of a high-precision reference frequency is maintained for a long time even in a reception disabled state.

【0010】第8図は、本発明に係る解決手段を示して
いる。第4に、上記課題を解決するために、本発明の構
成では、電圧制御型水晶発振器10を備え、外部からの
超高精度な基準信号を受けて1秒毎の基準タイミング信
号UTC1ppsAを出力する受信手段を備え、上記電圧制
御型水晶発振器10の出力周波数foutを受けて同期比
較用の1秒信号VCXO1ppsを出力する分周手段(分
周器15やシンセサイザ)を備え、1秒の基準タイミン
グ信号UTC1ppsAと、比較用の1秒信号VCXO1pp
sとの時間間隔を測定する時間間隔測定部12を備え、
この時間間隔測定部12の位相差から電圧制御型水晶発
振器10の発振周波数を同期させる定常周波数制御用演
算手段23を備え、この定常周波数制御用演算手段23
で上記電圧制御型水晶発振器10の電圧制御入力端を制
御して、外部の高精度な基準信号に緩やかに同期追従す
る高精度な基準周波数発生装置において、上記受信手段
に、外部からの基準信号の受信不能を検出した受信不能
信号11stpを出力する手段を備える受信手段を具備
し、正常受信時において上記時間間隔測定部12からの
1秒毎の測定データD1を受けて、測定データD1を蓄
積し、この測定データD1から、電圧制御型水晶発振器
10の現在の周波数偏差D(n)を算出してカーブフィ
ット自走周波数補正データ発生部120へ供給する定常
周波数偏差算出用演算手段40を具備し、第1に、受信
不能信号11stpが無い正常状態においては、上記定常
周波数偏差算出用演算手段40からの周波数偏差D
(n)データを時刻情報と共にメモリへ格納し、第2
に、受信不能信号11stpを受けた後は、前記メモリへ
格納した周波数偏差D(n)の履歴データ列と時刻情報
を基にして、履歴データ列をローパスフィルタした推移
曲線、即ちデータ列若しくはカーブフィットする近似曲
線を求め、前記推移曲線に近似して延長する推定曲線若
しくはデータ列を求め、これにより受信不能以後の自走
状態にある電圧制御型水晶発振器10の発振周波数fos
cの経時変化に係る変動を推定補正するカーブフィット
自走周波数補正データ発生部120を具備していること
を特徴とする基準周波数発生装置がある。
FIG. 8 shows a solution according to the present invention. Fourth, in order to solve the above-mentioned problem, the configuration of the present invention includes the voltage-controlled crystal oscillator 10 and outputs a reference timing signal UTC1ppsA every one second in response to an ultra-high accuracy reference signal from the outside. A frequency divider (such as a frequency divider 15 or a synthesizer) for receiving the output frequency fout of the voltage-controlled crystal oscillator 10 and outputting 1 pps of a one-second signal VCXO for synchronization comparison; UTC1ppsA and 1 second signal VCXO1pp for comparison
a time interval measuring unit 12 for measuring a time interval with s,
A stationary frequency control computing means for synchronizing the oscillation frequency of the voltage controlled crystal oscillator from the phase difference of the time interval measuring unit;
A high-precision reference frequency generator that controls the voltage control input terminal of the voltage-controlled crystal oscillator 10 to slowly follow an external high-precision reference signal. And receiving means for outputting a reception-disabled signal 11stp that has detected that the reception has failed. Upon receiving the measurement data D1 every one second from the time interval measurement unit 12 during normal reception, the measurement data D1 is stored. Then, there is provided a steady-state frequency deviation calculating means 40 for calculating the current frequency deviation D (n) of the voltage-controlled crystal oscillator 10 from the measurement data D1 and supplying the frequency deviation D (n) to the curve-fit free-running frequency correction data generation unit 120. First, in a normal state where there is no reception impossible signal 11stp, the frequency deviation D from the steady frequency deviation calculating means 40 is calculated.
(N) storing the data in the memory together with the time information;
After receiving the unreceivable signal 11stp, a transition curve obtained by low-pass filtering the history data sequence based on the history data sequence and the time information of the frequency deviation D (n) stored in the memory, that is, a data sequence or a curve. An approximation curve to be fitted is obtained, and an estimated curve or data sequence that is extended by approximating the transition curve is obtained, whereby the oscillation frequency fos of the voltage-controlled crystal oscillator 10 which is in a free-running state after receiving is disabled.
There is a reference frequency generation device including a curve-fit free-running frequency correction data generation unit 120 for estimating and correcting fluctuations due to aging of c.

【0011】また、カーブフィット自走周波数補正デー
タ発生部120としては、ウェーブレット変換手段によ
るローパスフィルタ処理により、電圧制御型水晶発振器
10の発振周波数foscの経時変化に係る変動推移デー
タ列若しくは推移曲線を抽出して推定補正データを発生
することを特徴とする上述基準周波数発生装置がある。
また、ウェーブレット変換手段によるローパスフィルタ
処理としては、所定αレベル番号までウェーブレット変
換して各レベル番号の細部データHα(β)と平滑デー
タLα(β)に分解し、分解した一方の細部データHα
(β)をゼロ値としてウェーブレット逆変換してデータ
復元するローパスフィルタ処理であることを特徴とする
上述基準周波数発生装置がある。また、ウェーブレット
変換手段によるローパスフィルタ処理としては、所定α
レベル番号までウェーブレット変換して各レベル番号の
細部データHα(β)と平滑データLα(β)に分解
し、分解した一方の細部データHα(β)を各レベル番
号毎に平均値を求め、その平均値を使用してウェーブレ
ット逆変換してデータ復元するローパスフィルタ処理で
あることを特徴とする上述基準周波数発生装置がある。
また、ウェーブレット変換としては、定常周波数偏差算
出用演算手段40からの周波数偏差D(n)データ群の
中で、最新の所定時間の周波数偏差D(n)データを使
用して行うことを特徴とする上述基準周波数発生装置が
ある。
The curve-fit free-running frequency correction data generating section 120 performs a low-pass filter process by a wavelet transform means to convert a fluctuation transition data sequence or a transition curve relating to a temporal change of the oscillation frequency fosc of the voltage-controlled crystal oscillator 10. The reference frequency generator described above is characterized by extracting and generating estimated correction data.
As the low-pass filter processing by the wavelet transform means, the wavelet transform is performed up to a predetermined α level number, and the data is decomposed into detailed data Hα (β) and smoothed data Lα (β) of each level number.
The reference frequency generator described above is a low-pass filter processing for performing data restoration by performing wavelet inverse transform with (β) as a zero value. The low-pass filter processing by the wavelet transform means includes a predetermined α
Wavelet transform is performed up to the level number to decompose into detailed data Hα (β) and smoothed data Lα (β) of each level number, and one of the decomposed detailed data Hα (β) is averaged for each level number. The above-mentioned reference frequency generator is characterized by low-pass filter processing for restoring data by performing an inverse wavelet transform using an average value.
Further, the wavelet transform is performed using the latest frequency deviation D (n) data of a predetermined time in the frequency deviation D (n) data group from the stationary frequency deviation calculation operation means 40. There is a reference frequency generator described above.

【0012】尚、外部からの超高精度な基準信号を受け
て基準タイミング信号UTC1ppsAを出力する受信手段
としては、原子周波数標準器を内蔵する人工衛星の電波
による基準周波数信号を受けて出力する衛星電波受信機
11である上述基準周波数発生装置がある。また、外部
からの超高精度な基準信号を受けて基準タイミング信号
NW1ppsAを出力する受信手段としては、通信網あるい
は放送網で配信される信号を受けて出力する同期網クロ
ック抽出装置11cである上述基準周波数発生装置があ
る。
As a receiving means for receiving an ultra-high-precision reference signal from the outside and outputting a reference timing signal UTC 1 ppsA, a satellite for receiving and outputting a reference frequency signal by a radio wave of an artificial satellite having a built-in atomic frequency standard is used. There is the above-mentioned reference frequency generation device which is the radio wave receiver 11. The receiving means for receiving the ultra-high accuracy reference signal from the outside and outputting the reference timing signal NW1ppsA is a synchronous network clock extracting device 11c for receiving and outputting a signal distributed over a communication network or a broadcast network. There is a reference frequency generator.

【0013】第5に、上記課題を解決するために、本発
明の構成では、電圧制御型水晶発振器10を備え、外部
からの超高精度な基準信号を受けて上記電圧制御型水晶
発振器10の電圧制御入力端を制御して、外部の高精度
な基準信号に緩やかに同期追従させて高精度な基準周波
数を発生する基準周波数発生装置において、上記電圧制
御型水晶発振器10の経時変化を曲線的変動推移と見な
し、過去のデータ列をローパスフィルタし、前記ローパ
スフィルタしたデータ列から受信不能以後のカーブフィ
ットする曲線若しくはデータ列を求めて、受信不能以後
の上記電圧制御型水晶発振器10の経時変化を推定補正
する手段(例えばカーブフィット自走周波数補正データ
発生部120)であることを特徴とする基準周波数発生
装置がある。
Fifthly, in order to solve the above-mentioned problem, the configuration of the present invention includes a voltage-controlled crystal oscillator 10 which receives an ultra-high-precision reference signal from the outside to receive the voltage-controlled crystal oscillator 10. In a reference frequency generator that controls a voltage control input terminal and slowly follows an external high-precision reference signal to generate a high-precision reference frequency, the time-dependent change of the voltage-controlled crystal oscillator 10 is represented by a curve. A low-pass filter is applied to the past data sequence, and a curve or a data sequence that fits the curve after the reception failure is obtained from the low-pass filtered data sequence. (For example, a curve-fit free-running frequency correction data generation unit 120).

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を実施
例と共に図面を参照して詳細に説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings together with embodiments.

【0015】図1は、本発明の一実施例を示す第1のブ
ロック構成図である。この場合は受信不能状態におい
て、VCXO10の過去の経時変化が直線的変動と見な
し、これに近似する直線で推定補正を行う手法である。
尚、一般的に数百〜数千時間以上のエージングあるいは
運転以降においては、VCXOの経時変化はほぼ直線的
な変動推移を示す。
FIG. 1 is a first block diagram showing an embodiment of the present invention. In this case, in the reception disabled state, the past time-dependent change of the VCXO 10 is regarded as a linear change, and the estimation correction is performed using a straight line approximating this.
In general, after aging or operation for several hundred to several thousand hours or more, the change over time of VCXO shows a substantially linear change.

【0016】この構成は、衛星電波受信機11と、スイ
ッチ31、32と、時間間隔測定部12と、定常周波数
制御用演算手段23と、定常周波数偏差算出用演算手段
40と、自走周波数補正データ発生部45と、加算器5
0と、D/A変換器14と、電圧制御型水晶発振器(V
CXO)10と、温度センサー29と、周囲温度変動制
御用演算手段28と、周波数変換器A17と、周波数変
換器B16と、分周器A25と、分周器B26とで成
る。尚、この構成で、衛星電波受信機11と、時間間隔
測定部12と、D/A変換器14と、電圧制御型水晶発
振器10と、温度センサー29と、周波数変換器A17
と、周波数変換器B16と、分周器A25は従来とほぼ
同様の構成要素である。
This configuration comprises a satellite radio receiver 11, switches 31, 32, a time interval measuring unit 12, a calculating means 23 for steady frequency control, a calculating means 40 for calculating steady frequency deviation, a self-running frequency correction Data generator 45 and adder 5
0, the D / A converter 14, and the voltage-controlled crystal oscillator (V
CXO) 10, a temperature sensor 29, an arithmetic unit 28 for controlling ambient temperature fluctuation, a frequency converter A17, a frequency converter B16, a frequency divider A25, and a frequency divider B26. In this configuration, the satellite radio receiver 11, the time interval measuring unit 12, the D / A converter 14, the voltage controlled crystal oscillator 10, the temperature sensor 29, and the frequency converter A17
, The frequency converter B16 and the frequency divider A25 are substantially the same components as those in the related art.

【0017】衛星電波受信機11は、外部からの超高精
度な基準信号を受けて基準タイミング信号UTC1ppsA
を出力する受信手段であり、この場合は衛星電波を受信
し、衛星電波が有する超高精度な1秒毎の基準タイミン
グ信号UTC1ppsAを発生する。但し軍事上の故意に付
与された短期的なゆらぎは伴っている。前記の従来技術
の機能に対して、受信不能信号11stpの出力機能を追
加している。即ち、衛星電波が受信できない状態となっ
たことを検出して、受信不能信号11stpを出力する。
The satellite radio receiver 11 receives an ultra-high accuracy reference signal from the outside and receives a reference timing signal UTC 1 ppsA.
In this case, it receives satellite radio waves and generates an ultra-high-accuracy one-second reference timing signal UTC1ppsA included in the satellite radio waves. However, there are short-term fluctuations imparted intentionally by the military. An output function of the unreceivable signal 11stp is added to the function of the prior art. That is, it detects that the satellite radio wave cannot be received, and outputs the reception impossible signal 11stp.

【0018】スイッチAは、本発明の構成要素であり、
上記衛星電波受信機11からの受信不能信号11stpに
より、不定状態にある基準タイミング信号UTC1ppsA
の出力を止める。尚、上記衛星電波受信機11が前記機
能を内蔵する場合は削除可能である。
The switch A is a component of the present invention,
The reference timing signal UTC 1ppsA in an undefined state is generated by the reception disabled signal 11stp from the satellite radio receiver 11.
Stop output of. In the case where the satellite radio receiver 11 has the above function, it can be deleted.

【0019】時間間隔測定部12は、従来技術と同様の
構成要素であって、上記衛星電波受信機11からの超高
精度な1秒毎の基準タイミング信号UTC1ppsAをスイ
ッチAを介して受け、本装置が外部へ出力する出力周波
数foutを分周器A25で分周した1秒信号VCXO1p
psを受けて、両者の時間間隔を測定し、この測定データ
D1を1秒毎に順次連続して出力する。
The time interval measuring unit 12 is a component similar to that of the prior art, and receives an ultra-high-precision reference timing signal UTC1ppsA every second from the satellite radio receiver 11 via the switch A, and 1-second signal VCXO1p obtained by dividing the output frequency fout output from the device to the outside by the frequency divider A25
In response to ps, the time interval between the two is measured, and this measurement data D1 is sequentially and continuously output every second.

【0020】定常周波数制御用演算手段23は、本発明
の構成要素であるが、従来技術の図5に示す周波数制御
用演算手段13とほぼ同様である。これは、上記時間間
隔測定部12の測定データD1を用いて、電圧制御型水
晶発振器10の発振周波数を、衛星電波受信機11が発
生する基準タイミング信号UTC1ppsAと1秒信号VC
XO1ppsとが同一位相関係となるように電圧制御型水
晶発振器10を帰還制御する為の周波数制御データC
(n)を算出して出力する。但し、衛星電波受信機11
から入力される衛星内基準タイミング信号に重畳する電
波伝搬による位相雑音や米国の軍事的な理由により故意
に印加されている雑音を除去するために、長大な時定数
のデジタルフィルタを用いて緩やかに追従させる。尚、
本演算手段は従来同様、CPUやDSP等で実現する。
この詳細については特開平08−146166号公報に
記述されているが、以下に簡単にその動作を記す。時間
間隔測定部12からの測定データD1は内部のバッファ
メモリーに順次蓄えられていき、内部の推定演算部が必
要に応じて過去の測定結果を呼出し、推定演算を行な
う。パワーオン直後や長時間に渡って衛星内基準タイミ
ングが得られなかった後は、周波数引き込み動作を短時
間で行なうために、推定演算に用いるデータ数Nを少な
く設定してループ応答時間を早くする。周波数引き込み
動作をある程度行なうと、時間間隔測定データの単位時
間あたりの変化量すなわち周波数誤差が小さくなってく
るのが判るので、徐々に推定演算に用いるデータ数Nを
増やし、ループ応答時間を遅くしていく。次に、推定演
算の結果を電圧制御型水晶発振器10の周波数制御デー
タC(n)に変換するため、定数Pを掛ける比例演算を
行なう。パワーオン直後や長時間に渡って衛星内基準タ
イミングが得られなかった後は、周波数引き込み動作を
短時間で行なうために、定数Pを大きく設定する。周波
数引き込み動作をある程度行なうと、時間間隔測定デー
タの単位時間あたりの変化量すなわち周波数誤差が小さ
くなってくるのが判るので徐々に定数Pを減らしてい
く。推定演算の結果を電圧制御型水晶発振器10の周波
数制御データC(n)に変換するため、定数Iを掛けて
積分演算を行なう。パワーオン直後や長時間に渡って衛
星内基準タイミングが得られなかった後は、周波数引き
込み動作を短時間で行なうために、定数を大きく設定す
る。周波数引き込み動作をある程度行なうと、時間間隔
測定データの単位時間あたりの変化量すなわち周波数誤
差が小さくなってくるのが判るので、徐々に定数Iを減
らしていく。推定演算は、衛星電波受信機11が発生す
る衛星内基準タイミングが1秒信号である場合、時間間
隔測定部12が1秒間隔で測定を行うことから、1秒間
隔あるいはその整数倍の時間毎に結果を算出し、長大な
制御ループ時定数を持ちながらも、電圧制御型水晶発振
器10が自走しないように、結合を強くする。いわゆる
PLL制御的な帰還制御が行われる。尚、衛星電波を受
信できなくなり、受信不能信号11stpのときは受信不
能直前の周波数制御データC(n)を保持して出力す
る。
The operating means 23 for steady-state frequency control is a component of the present invention, but is almost the same as the operating means 13 for frequency control shown in FIG. That is, using the measurement data D1 of the time interval measurement unit 12, the oscillation frequency of the voltage-controlled crystal oscillator 10 is changed to the reference timing signal UTC1ppsA generated by the satellite radio receiver 11 and the one-second signal VC.
Frequency control data C for feedback-controlling the voltage controlled crystal oscillator 10 so that XO 1 pps has the same phase relationship.
(N) is calculated and output. However, the satellite radio receiver 11
In order to remove phase noise due to radio wave propagation superimposed on the intra-satellite reference timing signal input from the satellite and noise intentionally applied for U.S. military reasons, a digital filter with a long time constant is used gently. Let them follow. still,
This calculation means is realized by a CPU, a DSP, or the like, as in the related art.
The details are described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 08-146166, but the operation will be briefly described below. The measurement data D1 from the time interval measurement unit 12 is sequentially stored in an internal buffer memory, and the internal estimation calculation unit calls a past measurement result as needed to perform an estimation calculation. Immediately after power-on or after a long period of time when the intra-satellite reference timing is not obtained for a long time, in order to perform the frequency pull-in operation in a short time, the number N of data used for the estimation calculation is set small and the loop response time is shortened. . When the frequency pull-in operation is performed to some extent, it can be seen that the amount of change per unit time of the time interval measurement data, that is, the frequency error becomes smaller. Therefore, the number N of data used for the estimation calculation is gradually increased, and the loop response time is reduced. To go. Next, in order to convert the result of the estimation operation into frequency control data C (n) of the voltage controlled crystal oscillator 10, a proportional operation by multiplying by a constant P is performed. Immediately after the power is turned on or after the reference timing within the satellite has not been obtained for a long time, the constant P is set large in order to perform the frequency pull-in operation in a short time. When the frequency pull-in operation is performed to some extent, the amount of change in the time interval measurement data per unit time, that is, the frequency error is found to be small, so the constant P is gradually reduced. In order to convert the result of the estimation operation into the frequency control data C (n) of the voltage-controlled crystal oscillator 10, the integral operation is performed by multiplying by the constant I. Immediately after power-on or after a long period of time when the intra-satellite reference timing is not obtained, a large constant is set to perform the frequency pull-in operation in a short time. When the frequency pull-in operation is performed to some extent, it is found that the amount of change in the time interval measurement data per unit time, that is, the frequency error becomes smaller, so the constant I is gradually reduced. In the estimation calculation, when the intra-satellite reference timing generated by the satellite radio receiver 11 is a one-second signal, the time interval measurement unit 12 performs measurement at one-second intervals. The coupling is strengthened so that the voltage-controlled crystal oscillator 10 does not run free while having a long control loop time constant. A so-called feedback control like PLL control is performed. Incidentally, when the satellite radio wave cannot be received and the reception impossible signal 11stp is received, the frequency control data C (n) immediately before the reception failure is held and output.

【0021】加算器50は、従来技術と同様の構成要素
であって、上記定常周波数制御用演算手段23で算出さ
れた周波数制御データC(n)と、後述する自走周波数
補正データ発生部45からの自走補正データC(h)
と、後述する周囲温度変動制御用演算手段28からの温
度補正データD4とを加算した結果の設定データD5を
D/A変換器14へ供給する。但し、衛星電波が正常受
信状態、即ち受信不能信号11stpがない場合、自走補
正データC(h)はゼロである。逆に受信不能信号11
stpがある場合、自走補正データC(h)が加算され
る。
The adder 50 is a component similar to that of the prior art, and includes a frequency control data C (n) calculated by the steady-state frequency control calculating means 23 and a free-running frequency correction data generator 45 described later. -Running correction data C (h) from
Then, the setting data D5 obtained by adding the temperature correction data D4 from the ambient temperature fluctuation control calculating means 28 to be described later is supplied to the D / A converter 14. However, when the satellite radio wave is in a normal reception state, that is, when there is no reception impossible signal 11stp, the free-running correction data C (h) is zero. Conversely, the unreceivable signal 11
If there is stp, self-running correction data C (h) is added.

【0022】D/A変換器14は、従来技術と同様の構
成要素であって、上記加算器50からの設定データD5
を受けて、対応するアナログ直流電圧V6に変換してV
CXO10の電圧制御入力端へ供給する。
The D / A converter 14 is a component similar to that of the prior art, and includes the setting data D5 from the adder 50.
And converts it into a corresponding analog DC voltage V6,
It is supplied to the voltage control input terminal of CXO10.

【0023】電圧制御型水晶発振器(VCXO)10
は、従来技術と同様の構成要素であって、上記アナログ
直流電圧V6を受けて、この電圧に対応する発振周波数
foscを微小に可変して発振する高安定な電圧制御型の
水晶発振器である。
Voltage Controlled Crystal Oscillator (VCXO) 10
Is a high-stable voltage-controlled crystal oscillator that receives the analog DC voltage V6 and oscillates by oscillating the oscillation frequency fosc corresponding to this voltage.

【0024】温度センサー29と周囲温度変動制御用演
算手段28は、従来技術と同様である。但し、周囲温度
変動制御用演算手段28は、図5の従来構成における周
波数制御用演算手段13内に備えていた温度制御に係る
演算部分である。温度センサー29は電圧制御型水晶発
振器10の適切な部位に配置されて周囲温度を検出す
る。周囲温度変動制御用演算手段28は、前記温度セン
サー29からの信号を受けて、電圧制御型水晶発振器1
0の発振周波数foscが周囲温度変化に伴って生じる周
波数ずれを高精度に補正する為の温度補正データD4を
求めて加算器50へ供給する。
The temperature sensor 29 and the calculating means 28 for controlling the fluctuation of the ambient temperature are the same as in the prior art. However, the ambient temperature fluctuation control arithmetic means 28 is an arithmetic part relating to temperature control provided in the frequency control arithmetic means 13 in the conventional configuration of FIG. The temperature sensor 29 is disposed at an appropriate portion of the voltage controlled crystal oscillator 10 to detect an ambient temperature. The operation means for controlling ambient temperature fluctuation 28 receives the signal from the temperature sensor 29, and
The temperature correction data D4 for correcting the frequency deviation of the oscillation frequency fosc of 0 accompanying the change in the ambient temperature with high accuracy is obtained and supplied to the adder 50.

【0025】周波数変換器A17は、従来技術と同様の
構成要素であって、上記電圧制御型水晶発振器10から
の発振周波数foscを受けて、デジタルデータの設定を
受けて所望の出力周波数foutに変換して出力するも
のであり、例えば周波数シンセサイザや分周器がある。
The frequency converter A17 is a component similar to that of the prior art. The frequency converter A17 receives the oscillation frequency fosc from the voltage-controlled crystal oscillator 10, receives digital data, and converts it to a desired output frequency fout. For example, there are a frequency synthesizer and a frequency divider.

【0026】周波数変換器B16は、従来技術と同様の
構成要素であって、上記周波数変換器A17からの出力
周波数foutを受けて、時間間隔測定部12で使用す
る計数クロックCLOCK、例えば数十MHzのクロッ
クを出力する。これは例えば周波数シンセサイザにより
実現できる。尚、所望により、この周波数変換器B16
を削除して、上記周波数変換器A17からの出力周波数
foutを直接時間間隔測定部12へ供給する構成とし
ても良い。
The frequency converter B16 is a component similar to that of the prior art. The frequency converter B16 receives the output frequency fout from the frequency converter A17, and counts the count clock CLOCK used by the time interval measuring unit 12, for example, several tens of MHz. Output clock. This can be achieved, for example, by a frequency synthesizer. If necessary, this frequency converter B16
May be deleted and the output frequency fout from the frequency converter A17 may be directly supplied to the time interval measuring unit 12.

【0027】分周器A25は、従来技術と同様の構成要
素であって、出力周波数foutを1秒単位のクロック
に分周したVCXO1ppsとして、時間間隔測定部1
2に供給する。
The frequency divider A25 is a component similar to that of the prior art. The frequency divider A25 converts the output frequency fout into a VCXO1 pps obtained by dividing the output frequency fout into a clock in units of one second.
Feed to 2.

【0028】分周器B26は、基準タイミング信号UT
C1ppsAに同期した1秒単位のクロックを出力するもの
であり、新規の構成要素であって、出力周波数fout
を1秒単位のクロックに分周するが、衛星電波受信機1
1が電波を受信しているときは分周器Bの出力UTC1
ppsBはUTC1ppsAと同位相で出力するために、そ
の分周過程で、衛星電波受信機11から出力される1秒
の基準タイミング信号UTC1ppsAによって同期リセッ
トする。また、衛生電波受信機が衛星電波を受信できな
くなったら、UTC1ppsAがスイッチAによって停止す
るために、電波が受信しているときの最終位相でUTC
1ppsBを出力する。尚、この構成要素は、必須では
ないので所望により削除した構成としても良い。
The frequency divider B26 receives the reference timing signal UT
It outputs a clock in units of one second synchronized with C1ppsA. It is a new component and has an output frequency fout.
Is divided into clocks in units of one second.
1 is receiving the radio wave, the output UTC1 of the frequency divider B
In order to output ppsB in the same phase as UTC 1 ppsA, in the frequency dividing process, ppsB is synchronously reset by a 1-second reference timing signal UTC 1 ppsA output from the satellite radio receiver 11. If the satellite radio wave receiver cannot receive the satellite radio wave, the UTC 1ppsA is stopped by the switch A.
Outputs 1 ppsB. This component is not essential and may be deleted as desired.

【0029】定常周波数偏差算出用演算手段40は、本
発明の重要な構成要素である。これは、衛星電波受信機
11が衛星電波を受信できない場合に備えて、時間間隔
測定部12からの1秒毎の測定データD1を受け、この
データを蓄積し、蓄積した測定データD1の変動から、
電圧制御型水晶発振器10の現在の周波数偏差D(n)
を算出して自走周波数補正データ発生部45へ供給す
る。この場合、電波伝搬による位相雑音や米国の軍事的
な理由により故意に印加されている重畳雑音を除去する
ために、多数の連続した過去の測定データD1を用いて
以下に説明する移動平均処理等の統計演算処理を行う。
尚、この周波数偏差D(n)の算出は、測定データD1
を受けた都度算出するが、所望により、衛星電波受信機
11が出力する受信不能信号11stpを受けた時点で、
格納されている過去の測定データD1群を用いて、自走
周波数補正データ発生部45が必要とする周波数偏差D
(n)を算出して出力するようにしても良い。
The calculating means 40 for calculating the steady frequency deviation is an important component of the present invention. This is because, in case the satellite radio receiver 11 cannot receive the satellite radio wave, it receives the measurement data D1 every second from the time interval measurement unit 12, accumulates this data, and detects the fluctuation of the accumulated measurement data D1. ,
Current frequency deviation D (n) of voltage controlled crystal oscillator 10
Is calculated and supplied to the free-running frequency correction data generator 45. In this case, in order to remove phase noise due to radio wave propagation and superimposed noise intentionally applied for military reasons in the United States, a moving average process described below using a large number of continuous past measurement data D1 is used. Is performed.
The calculation of the frequency deviation D (n) is based on the measurement data D1
It is calculated each time it is received, but if desired, when it receives the unreceivable signal 11stp output by the satellite radio receiver 11,
Using the stored past measurement data D1 group, the frequency deviation D required by the free-running frequency correction data generation unit 45 is calculated.
(N) may be calculated and output.

【0030】上記定常周波数偏差算出用演算手段40が
出力する周波数偏差D(n)の具体的な算出例を以下に
説明する。ここで図2(a)に示すように、時刻t
(1)における時間間隔測定部12が出力する測定デー
タD1をp(1)とし、以後順次1秒毎に、時刻t
(2)における測定データD1をp(2)とし、時刻t
(n)における測定データD1をp(n)と仮定する。
ここでnはある測定時点を示す1秒単位の変数である。
第1に、連続する複数M個の測定データD1を用いて、
この平均値q(n)を順次求め、時刻情報と共にメモリ
へ格納していく。これは、時間間隔測定部12の時間分
解能を上げ、及び測定精度を向上し、ばらつきを低減す
る処理である。即ち、平均値q(n)の算出は、図2
(a)に示すように、連続する複数サンプル数M、例え
ばM=20個の測定データD1の平均値を所定更新間隔
S、例えばS=10秒間隔毎に求める。具体的に説明す
ると、初回の平均値の算出は、上記p(1)〜p(2
0)までの連続する複数M=20個を加算した値を平均
値q(1)として算出し、この測定データに対応する時
刻t(1)情報と共にメモリへ格納する。次のS=10
秒後には、p(1+10)〜p(20+10)から算出
した平均値q(2)とこれに対応する時刻t(2)を格
納する。次の2×S=20秒後には、p(1+(2×1
0))〜p(20+(2×10))から算出した平均値
q(3)とこれに対応する時刻t(3)を格納する。以
後同様にして順次格納していくと図2(b)に示すよう
に平均値q(n)のプロットが得られる。更に上記平均
値q(n)の多数のデータ群をプロットした包絡線を図
2(c)に示す。この図において、ゆらぎ量W3は、主
に、上述した電波伝搬による位相雑音や、故意に印加さ
れている重畳雑音に伴うゆらぎ成分である。一方、目的
とするVCXO10の経時変化に係る変動成分は小さい
為に、上記大きなゆらぎ量W3の変化影響を受けて的確
に見出すことができない。そこで次ステップの処理を行
う。尚、平均化する個数Mの個数を多くすることで図2
(c)に示すゆらぎ量W3は低減される。
A specific example of the calculation of the frequency deviation D (n) output from the stationary frequency deviation calculating means 40 will be described below. Here, as shown in FIG.
The measurement data D1 output by the time interval measurement unit 12 in (1) is p (1), and thereafter, every one second, the time t
The measurement data D1 in (2) is p (2), and the time t
Assume that the measurement data D1 in (n) is p (n).
Here, n is a variable in units of one second indicating a certain measurement time point.
First, using a plurality of continuous M measurement data D1,
This average value q (n) is sequentially obtained and stored in the memory together with the time information. This is a process for increasing the time resolution of the time interval measurement unit 12, improving the measurement accuracy, and reducing the variation. That is, the calculation of the average value q (n) is performed as shown in FIG.
As shown in (a), an average value of a plurality of continuous sample numbers M, for example, M = 20 pieces of measurement data D1 is obtained at predetermined update intervals S, for example, S = 10 second intervals. More specifically, the calculation of the average value for the first time is based on the above p (1) to p (2
A value obtained by adding a plurality of continuous M = 20 pieces to 0) is calculated as an average value q (1), and is stored in the memory together with time t (1) information corresponding to the measurement data. Next S = 10
Seconds later, the average value q (2) calculated from p (1 + 10) to p (20 + 10) and the corresponding time t (2) are stored. After the next 2 × S = 20 seconds, p (1+ (2 × 1
0)) to p (20+ (2 × 10)), and store the average value q (3) and the corresponding time t (3). Thereafter, when the data is sequentially stored in the same manner, a plot of the average value q (n) is obtained as shown in FIG. Further, FIG. 2C shows an envelope plotting a large number of data groups of the average value q (n). In this figure, the fluctuation amount W3 is mainly a fluctuation component due to the above-described phase noise due to the radio wave propagation and the superimposed noise that is intentionally applied. On the other hand, since the fluctuation component related to the temporal change of the target VCXO 10 is small, it cannot be accurately detected due to the influence of the large fluctuation amount W3. Therefore, the next step is performed. In addition, by increasing the number M of the number to be averaged, FIG.
The fluctuation amount W3 shown in (c) is reduced.

【0031】第2に、上記多数の平均値q(n)の経時
データを受けて、VCXO10に係る単位時間当たりの
変化、即ち周波数偏差D(n)を算出する。VCXO1
0の経時変化に係る変動成分は長時間になるほどに変化
量の値が大きくなる点に着目して、例えば時間間隔Tと
して、T=24時間の長い時間間隔値を用いて周波数偏
差D(n)を見出す。先ず、図3に示すように、時間間
隔Tの長時間離れた平均値q(n)データ間の変化量Δ
q(n)は、十分大きな変化量が得られる。その結果、
ゆらぎ量W1、W2成分は実用上無視できる。周波数偏
差D(n)は単位時間あたりの変化量、即ち傾きである
から、D(n)={q(i)−q(j)}/Tの式とな
り、これから算出される。これを所定更新間隔S=10
秒毎に算出してメモリへ順次格納していく。具体的に説
明すると、初回の周波数偏差D(1)では、D(1)=
{q(i)−q(j)}/Tとして算出し、次の周波数
偏差D(2)={q(i+1)−q(j+1)}/Tと
して求める。ここで、q(i)は24時間前にメモリに
格納されている平均値q(n)データであり、q(j)
は現時点の平均値q(n)データとする。上記で求めた
周波数偏差D(n)は10秒間隔毎に自走周波数補正デ
ータ発生部45へ供給する。尚、T=24時間前の平均
値q(n)が未だ蓄積されていない場合には周波数偏差
D(n)=0の値を出力する。
Secondly, the change per unit time related to the VCXO 10, that is, the frequency deviation D (n) is calculated based on the time-series data of the plurality of average values q (n). VCXO1
Paying attention to the fact that the value of the variation amount of the fluctuation component related to the time-dependent change of 0 becomes longer as the time becomes longer, for example, as the time interval T, using a long time interval value of T = 24 hours, the frequency deviation D (n Find out). First, as shown in FIG. 3, the change amount Δ between the average value q (n) data of the time interval T which is separated for a long time.
For q (n), a sufficiently large variation is obtained. as a result,
The fluctuation amounts W1 and W2 components are practically negligible. Since the frequency deviation D (n) is the amount of change per unit time, that is, the slope, the formula is D (n) = {q (i) -q (j)} / T, which is calculated from this. This is determined by a predetermined update interval S = 10
It is calculated every second and stored in the memory sequentially. Specifically, in the first frequency deviation D (1), D (1) =
It is calculated as {q (i) -q (j)} / T, and is calculated as the following frequency deviation D (2) = {q (i + 1) -q (j + 1)} / T. Here, q (i) is the average value q (n) data stored in the memory 24 hours ago, and q (j)
Is the current average value q (n) data. The frequency deviation D (n) obtained above is supplied to the free-running frequency correction data generator 45 every 10 seconds. If the average value q (n) of T = 24 hours before has not been accumulated yet, a value of the frequency deviation D (n) = 0 is output.

【0032】自走周波数補正データ発生部45は、本発
明の重要な構成要素である。これは、第1に、衛星電波
が正常に受信できている状態においては、定常周波数偏
差算出用演算手段40が算出した周波数偏差D(n)を
その時刻情報と一緒にメモリへ格納している。第2に、
衛星電波受信機11から受信不能信号11stpを受けた
以後においては、格納されている周波数偏差D(n)デ
ータの履歴、及び受信不能信号11stp発生直前の周波
数偏差D(n)を基にして、所定の補正間隔時間Th、
例えばTh=60秒毎に自走補正データC(h)を算出
してスイッチ32を介して加算器50へ出力する。この
自走補正データC(h)の具体的な算出手段を以下に説
明する。
The free-running frequency correction data generator 45 is an important component of the present invention. First, when satellite radio waves are normally received, the frequency deviation D (n) calculated by the steady-state frequency deviation calculating means 40 is stored in the memory together with the time information. . Second,
After receiving the non-reception signal 11stp from the satellite radio receiver 11, based on the history of the stored frequency deviation D (n) data and the frequency deviation D (n) immediately before the generation of the non-reception signal 11stp, The predetermined correction interval time Th,
For example, self-running correction data C (h) is calculated every Th = 60 seconds and output to the adder 50 via the switch 32. Specific calculation means of the self-running correction data C (h) will be described below.

【0033】自走補正データC(h)は、VCXO10
の発振周波数fosc自身あるいは周辺回路を含んで生じ
るVCXO10の発振周波数foscに係る直線的な経時
変化102を補正する補正データであり、この値をD/
A変換器14へ与えるデータに加算付与して補正させる
ものである。ここで、VCXO10の発振周波数fosc
の周囲温度変化が一定とした場合の経時変動を一般的な
関数式で表すと、y(x)=r(x)+G・x+y0と
表現できる。この経時変動の関数式で、xは自走開始時
点をゼロ値とした経時変数である。r(x)項は水晶発
振器自体及び周辺回路に起因するホワイトノイズ的なラ
ンダムな交流的ゆらぎ成分であり、これは補正不可であ
り、その値も僅かであると見なし、r(x)=0とお
く。G項は本発明で補正実施する経時変化量の傾き係数
であり直線的に推移する一次関数の項とする。y0項
は、一定のオフセット値であり、自走開始直前における
衛星電波受信機11の基準タイミングに完全一致した理
想の発振周波数foscからのずれ量(オフセット)に相
当し、自走開始直前における周波数偏差D(n)の値に
ある係数を乗じた値であるが、通常の正常な追従制御状
態においては、ほぼゼロ値に近いのでy0≒0とおくこ
とができる。上記経時変動の関数式を用いると、自走補
正データC(h)は、C(h)=K・G・xと表現でき
る。この式でKは、自走補正データC(h)を実際のD
/A変換器14の設定レジスタに与えるデータに対応さ
せる為の感度係数であり、VCXO10の制御電圧に対
する発振周波数の変化量や、D/A変換器14が出力す
る電圧分解能等で変わる。この感度係数Kは装置毎に異
なる為、予め装置毎に求めておく。
The self-running correction data C (h) is
Is the correction data for correcting a linear temporal change 102 related to the oscillation frequency fosc of the VCXO 10 which includes the oscillation frequency fosc itself or peripheral circuits.
The correction is performed by adding data to the data supplied to the A converter 14. Here, the oscillation frequency fosc of the VCXO 10
When a change with time when the ambient temperature change is constant is represented by a general function formula, it can be expressed as y (x) = r (x) + G · x + y0. In the function formula of the temporal variation, x is a temporal variable with the self-running start time as a zero value. The r (x) term is a random AC fluctuation component like white noise caused by the crystal oscillator itself and peripheral circuits, which cannot be corrected and its value is considered to be small, and r (x) = 0 far. The G term is a gradient coefficient of the amount of change over time to be corrected and executed in the present invention, and is a term of a linear function that changes linearly. The term y0 is a constant offset value, and corresponds to a deviation amount (offset) from the ideal oscillation frequency fosc which completely matches the reference timing of the satellite radio receiver 11 immediately before the start of the self-running. This is a value obtained by multiplying the value of the deviation D (n) by a certain coefficient, but in a normal normal tracking control state, it can be set to y0 ≒ 0 because it is almost close to zero. Using the above-mentioned function equation of the temporal variation, the self-running correction data C (h) can be expressed as C (h) = KGGx. In this equation, K represents the self-running correction data C (h)
This is a sensitivity coefficient corresponding to the data given to the setting register of the / A converter 14, and varies depending on the amount of change in the oscillation frequency with respect to the control voltage of the VCXO 10, the voltage resolution output by the D / A converter 14, and the like. Since the sensitivity coefficient K differs for each device, it is determined in advance for each device.

【0034】上記自走補正データC(h)による改善効
果を図4を示して説明する。縦軸はD/A設定値であ
り、横軸は経時軸である。傾きを有する直線的な経時変
化102はVCXO10の経時変化に伴う補正を必要と
するD/A設定値の推移とする。第1に、図4の時間軸
の最初からA点までの区間は、正常受信期間であり、定
常周波数制御用演算手段23により帰還制御された制御
データC(n)値が与えられる結果、VCXO10の経
時変化は補正されて経時変化102の推移線上に一致さ
れ、本来の高精度な発振周波数foscの確度が維持確保
されている。第2に、図4Aから図4Bまでの区間は、
受信不能期間であり、本発明の上述した自走補正データ
C(h)が加算される結果、経時変化102の推移線上
にほぼ沿って補正が行われる。実際には図4B時点に示
すように、わずかな補正誤差103が生じる場合がある
が、実用的には十分安定した優れた発振周波数foscの
確度を維持している。尚、このわずかな補正誤差103
は、受信不能期間の長さにもよるが、従来補正なし比較
で1/10〜1/数十に大幅に低減される大きな利点が
得られる。この結果、実用的には数時間以上に渡って実
用精度で運用できる利点が得られる。第3に、図4B時
点以降の区間は、A区間からB区間までにVCXO10
の経時変化分104が上記自走補正データC(h)で補
正された結果、経時変化102の推移とはわずかな補正
誤差103のみの差分である。従って、このわずかな差
分状態からは短時間に帰還収束して本来の高確度状態の
発振周波数foscに戻る。このわずかな補正誤差103
に伴う収束する時間は、受信不能期間にもよるが、従来
補正なし比較で1/10〜1/数十に大幅に低減される
大きな利点も得られる。この点でも本発明の効果が得ら
れている。
The improvement effect of the self-running correction data C (h) will be described with reference to FIG. The vertical axis is the D / A set value, and the horizontal axis is the time axis. The linear change with time 102 having a slope is a change in the D / A set value that needs correction with the change with time of the VCXO 10. First, the section from the beginning of the time axis to the point A in FIG. 4 is a normal reception period, and the control data C (n) value subjected to the feedback control by the steady frequency control calculating means 23 is given. Is corrected and matched on the transition line of the time-dependent change 102, and the original high-precision accuracy of the oscillation frequency fosc is maintained and secured. Second, the section from FIG. 4A to FIG.
This is a non-reception period, and as a result of adding the above-described self-running correction data C (h) of the present invention, correction is performed substantially along the transition line of the temporal change 102. Actually, as shown at the time point in FIG. 4B, a slight correction error 103 may occur, but practically, a sufficiently stable and excellent accuracy of the oscillation frequency fosc is maintained. Note that this slight correction error 103
Although it depends on the length of the non-reception period, there is obtained a great advantage that it is greatly reduced to 1/10 to 1 / tens of tens in comparison with the conventional case without correction. As a result, there is obtained an advantage that the operation can be performed with practical accuracy for several hours or more. Third, in the section after the time point of FIG.
Is corrected by the self-running correction data C (h), and as a result, the change of the temporal change 102 is a difference of only a slight correction error 103. Therefore, the feedback frequency converges from this slight difference state in a short time and returns to the original high-accuracy state oscillation frequency fosc. This slight correction error 103
The time required for convergence depends on the period during which reception is not possible, but there is also a great advantage that it is greatly reduced to 1/10 to 1 / tens of tens in comparison with the conventional case without correction. In this respect, the effect of the present invention is obtained.

【0035】スイッチ32は、本発明の構成要素であっ
て、衛星電波受信機11で衛星電波を受信しているとき
はオフ状態となり、加算器50へはゼロ値を出力する。
衛星電波受信機11からの受信不能信号がある場合は、
スイッチ32はオンし、自走補正データC(h)を加算
器50へ供給する。尚、自走周波数補正データ発生部4
5が前記機能を有する場合は削除可能である。
The switch 32 is a component of the present invention, and is turned off when the satellite radio receiver 11 is receiving satellite radio waves, and outputs a zero value to the adder 50.
If there is an unreceivable signal from the satellite radio receiver 11,
The switch 32 is turned on, and supplies the self-running correction data C (h) to the adder 50. The self-running frequency correction data generator 4
If 5 has the above function, it can be deleted.

【0036】上述発明の構成によれば、衛星電波を利用
して、優れた周波数安定度を実現していた基準周波数発
生装置が、衛星電波を受信できない状態以降において、
水晶発振器の自走発振周波数の経時変化に伴う発振周波
数の変動を補正可能とする手段を具備したことにより、
これまで以上に長い時間、安定な発振周波数を出力可能
となるので、優れた周波数安定度を長い時間に渡って維
持できるという効果が得られる。
According to the configuration of the present invention described above, the reference frequency generator that has achieved excellent frequency stability using satellite radio waves, after the state where satellite radio waves cannot be received,
By having a means that can correct the fluctuation of the oscillation frequency due to the temporal change of the free-running oscillation frequency of the crystal oscillator,
Since a stable oscillation frequency can be output for a longer time than before, an effect that excellent frequency stability can be maintained for a long time can be obtained.

【0037】尚、本発明の実現手段は、上述実施の形態
に限るものではない。例えば、図1の場合は衛星電波受
信機11により衛星電波を基準時刻信号として使用する
構成例であったが、これに限らず、短期的な位相変動を
多分に含みながらも長期的には安定している信号源を基
準時刻信号として使用しても良い。具体的には、図7に
示す構成例に示すように、図1に示す衛星電波受信機1
1を同期網クロック抽出装置11cに置換えて、通信網
や放送網で採られている従属同期網で配信されている周
波数を基準信号として用いる構成例がある。この通信網
や放送網の場合は特に、配信元において原子周波数標準
器で短期、中期、長期ともに安定した周波数を発生して
いるにもかかわらず、長距離の伝送ケーブルやマイクロ
波中継回線を複数回中継して配信されてくると、その経
路(パス)によって短期的位相変動が重畳されたりする
結果、配信先では配信元の周波数を正確に再現できない
という難点があった。また、従属同期網における基準周
波数の配信は情報データと同じ回線を利用することか
ら、AMI符号等の非連続的なPCM信号としてスクラ
ンブル配信され、そこから連続した周波数源を抽出して
得るために、PLLや共振回路などによる抽出回路を用
いる必要がある。しかしながら、この抽出回路によって
も短期的な位相変動が多分に重畳されやすいという難点
があり、また一時的に受信不能となる場合があった。そ
こで、図7に示すように、従属同期網で配信されたPC
M信号の形態をとる基準信号からクロック抽出回路で連
続した基準信号を再生し、それを分周器で1秒の基準タ
イミング信号NW1ppsAに分周して時間間隔測定部12
の基準信号として供給する受信手段を備える構成とする
ことで、上述同様に長い時間、安定な発振周波数を出力
可能となる。尚、入力されるPCM信号の断を検出する
と、上述同様の受信不能信号11stpを出力する。上述
本発明の構成によれば、従属同期網で配信される信号を
受けて、優れた周波数精度の基準信号を発生でき、なお
かつ、何らかの事情で従属同期網の回線からの基準信号
が停止した場合でも、長時間十分安定な周波数あるいは
タイミングを発生供給し続けることができる利点が得ら
れる。
The means for realizing the present invention is not limited to the above embodiment. For example, in the case of FIG. 1, the satellite radio receiver 11 uses a satellite radio wave as a reference time signal. However, the present invention is not limited to this. The used signal source may be used as the reference time signal. Specifically, as shown in the configuration example shown in FIG. 7, the satellite radio receiver 1 shown in FIG.
There is a configuration example in which 1 is replaced with a synchronous network clock extracting device 11c and a frequency distributed in a subordinate synchronous network adopted in a communication network or a broadcast network is used as a reference signal. In the case of communication networks and broadcasting networks, in particular, despite the fact that the distribution source generates stable short-, medium-, and long-term frequencies with the atomic frequency standard, multiple long-distance transmission cables and microwave relay lines are used. If the distribution is repeated and transmitted, short-term phase fluctuations are superimposed on the route (path). As a result, the distribution destination cannot accurately reproduce the frequency of the distribution source. In addition, since the reference frequency distribution in the subordinate synchronous network uses the same line as the information data, it is scrambled as a discontinuous PCM signal such as an AMI code and the like. , It is necessary to use an extraction circuit such as a PLL or a resonance circuit. However, even with this extraction circuit, there is a disadvantage that short-term phase fluctuations are likely to be superimposed, and reception may be temporarily disabled. Therefore, as shown in FIG.
A continuous reference signal is reproduced from a reference signal in the form of an M signal by a clock extracting circuit, and is divided into a 1 second reference timing signal NW1ppsA by a frequency divider to generate a time interval measuring unit 12.
As described above, a stable oscillation frequency can be output for a long time as described above. When the interruption of the input PCM signal is detected, the reception disable signal 11stp similar to the above is output. According to the configuration of the present invention described above, it is possible to generate a reference signal with excellent frequency accuracy in response to a signal distributed in the subordinate synchronous network, and to stop the reference signal from the subordinate synchronous network line for some reason. However, there is an advantage that a sufficiently stable frequency or timing can be continuously generated and supplied for a long time.

【0038】また、上述説明した発明手段においては、
図3に示す時間間隔T=24時間における変化量Δq
(n)は、十分大きな変化量であるから、ゆらぎ量W
1、W2成分を実用上無視するとした場合で説明してい
たが、所望により、ゆらぎ量W1、W2成分を一層除去
する処理を追加しても良い。即ち、第1に、24時間前
の平均値q(i)のゆらぎW1変動を低減除去する為
に、q(i)時点A以前の所定時間区間、例えば1時間
区間データである平均値q(i)〜q(i−360)の
360点のデータを更に加算平均処理をした値をq(i
i)として求め、第2に、受信不能時点のゆらぎ量W2
変動を低減除去する為に、q(j)時点B以前の所定の
1時間区間データである平均値q(j)〜q(j−36
0)の360点のデータを更に加算平均処理をした値を
q(jj)として求め、この値から受信不能時点の周波
数偏差をD(n)={q(ii)−q(jj)}/Tと
して算出するようにしても良い。この場合は、ゆらぎ量
W1、W2が殆ど除去される結果、時間間隔T=24時
間を例えば5時間程度の比較的短い時間間隔としても周
波数偏差の補正が良好に補正可能となる利点が得られ
る。
In the above-described invention means,
Change amount Δq at time interval T = 24 hours shown in FIG.
Since (n) is a sufficiently large change amount, the fluctuation amount W
Although the description has been made on the assumption that the W1 and W2 components are practically ignored, a process for further removing the fluctuation amounts W1 and W2 components may be added if desired. That is, first, in order to reduce and eliminate the fluctuation W1 fluctuation of the average value q (i) 24 hours ago, the average value q (i) which is data for a predetermined time section before q (i) time point A, for example, 1 hour section data. The values obtained by further averaging the data of 360 points i) to q (i-360) are represented by q (i
i), and secondly, the fluctuation amount W2 at the time of reception failure
In order to reduce and eliminate fluctuations, average values q (j) to q (j-36), which are predetermined one-hour interval data before time point B of q (j).
The value obtained by further averaging the data of the 360 points of 0) is determined as q (jj), and the frequency deviation at the time of non-reception is D (n) = {q (ii) -q (jj)} / It may be calculated as T. In this case, as a result of removing the fluctuation amounts W1 and W2 almost, there is an advantage that the frequency deviation can be satisfactorily corrected even when the time interval T = 24 hours is set to a relatively short time interval of, for example, about 5 hours. .

【0039】図8は、本発明の一実施例を示す第2のブ
ロック構成図である。この場合は受信不能状態におい
て、VCXO10の過去の経時変化を曲線的変動と見な
し、これに近似する過去のカーブフィット曲線で、受信
不能以後の推定補正を行う手法である。これにより、上
述と同等以上の長時間、高精度な基準信号の発生を維持
可能にする。
FIG. 8 is a second block diagram showing an embodiment of the present invention. In this case, in the unreceivable state, the past time-dependent change of the VCXO 10 is regarded as a curvilinear variation, and a past curve fit curve approximating this is used to perform estimation correction after the unreceivable. As a result, it is possible to maintain the generation of a highly accurate reference signal for a long time equal to or longer than that described above.

【0040】この構成は、上述図1の構成要素に対し
て、カーブフィット自走周波数補正データ発生部120
が異なり、他は同様である。
This configuration is different from the configuration shown in FIG.
But the others are the same.

【0041】カーブフィット自走周波数補正データ発生
部120は、上述した自走周波数補正データ発生部45
による直線的な推定補正手法に対して、例えばウェーブ
レット変換を用いた多重解像度解析手法を用い、定常周
波数偏差算出用演算手段40が算出した周波数偏差D
(n)を受けて内部メモリへ格納しておいた過去の膨大
な周波数偏差D(n)のデータ群を用い、このデータ群
の変動推移において、不要な高域雑音成分を取り除き、
比較的緩やかにカーブフィットする近似曲線を求め、受
信不能以後の推定補正する補正データを生成した自走補
正データC(h)をスイッチ32を介して加算器50へ
順次供給するものである。
The curve-fit self-running frequency correction data generation section 120 is provided with the self-running frequency correction data generation section 45 described above.
For example, using a multi-resolution analysis method using a wavelet transform for the linear estimation correction method based on
(N) is used to remove an unnecessary high-frequency noise component in a change transition of this data group by using a past data group of huge frequency deviation D (n) stored in an internal memory;
A self-running correction data C (h), which generates an approximate curve that fits the curve relatively gently and generates correction data for estimation correction after reception failure, is sequentially supplied to the adder 50 via the switch 32.

【0042】先ず、ウェーブレット変換、特にHaar
ウェーブレット変換を用いて不要な高域雑音成分を取り
除く、いわゆるローパスフィルタ機能について簡単に説
明する。尚、Haarウェーブレット変換手法自体は周
知の技術であり、また、ウェーブレット変換は分解方向
への演算、及び復元方向への可逆演算性を有しているこ
とが知られている。
First, a wavelet transform, in particular, a Haar
A so-called low-pass filter function for removing unnecessary high-frequency noise components using a wavelet transform will be briefly described. It should be noted that the Haar wavelet transform method itself is a well-known technique, and it is known that the wavelet transform has an operation in the decomposition direction and a reversible operation in the restoration direction.

【0043】図9にHaarの基底関数によるウェーブ
レット変換の分解方向の演算過程の例を示す。この図で
は説明を容易とする為に、入力データ列をa1〜a8の8
サンプル数とした例であり、このとき3レベル(階層)
に分解できる。分解した一方のLα(β)を平滑データ
(Smooth Data)とし、他方のHα(β)を細部データ
(Detail Data)とする。ここでαは多重解像度解析レ
ベル(レベル番号)とし、βは入力データ列の時系列番
号とする。入力データ列a1,a2によるレベル1(α=
1)の細部データH1(1)側の演算は、H1(1)=
(a1−a2)/2による。これは連続する2データ間に
おける変化値であり高域周波数成分の意味合いをもつ。
レベル1(α=1)の平滑データL1(1)側の演算
は、L1(1)=(a1+a2)/2による。これは連続
する2データ間における平均値であり低周波成分の意味
合いをもつ。同様にして入力データ列a3〜a8を受け
て、レベル1の分解演算が行われ、細部データH1
(β)と平滑データL1(β)が各々得られる。この第
1段階の平滑データL1(β)はローパスフィルタ(L
PF)効果を有した時系列データとして得られる。
FIG. 9 shows an example of the process of calculating the decomposition direction of the wavelet transform using the Haar basis function. In this figure, for ease of explanation, the input data string
This is an example of the number of samples, where 3 levels (hierarchy)
Can be decomposed into One of the decomposed Lα (β) is used as smooth data (Smooth Data), and the other Hα (β) is used as detail data (Detail Data). Here, α is a multiresolution analysis level (level number), and β is a time series number of the input data sequence. Level 1 based on the input data strings a1 and a2 (α =
The operation on the detail data H1 (1) side of 1) is H1 (1) =
According to (a1-a2) / 2. This is a change value between two consecutive data and has a meaning of a high frequency component.
The calculation on the level 1 (α = 1) smoothed data L1 (1) side is based on L1 (1) = (a1 + a2) / 2. This is an average value between two consecutive data and has a meaning of a low frequency component. Similarly, receiving the input data strings a3 to a8, the level 1 decomposition operation is performed, and the detailed data H1
(Β) and smoothed data L1 (β) are obtained. The first-stage smoothed data L1 (β) is a low-pass filter (L
PF) is obtained as time-series data having the effect.

【0044】次に、レベル2(α=2)では上記レベル
1で得られた平滑データL1(β)側を受けて、上述同
様にして、細部データH2(β)と平滑データL2(β)
の算出を行う。
Next, at the level 2 (α = 2), the smoothed data L1 (β) obtained at the level 1 is received and the detailed data H2 (β) and the smoothed data L2 (β) are received in the same manner as described above.
Is calculated.

【0045】最後に、レベル3(α=3)では上記レベ
ル2で得られた平滑データL2(β)側を受けて、上述
同様にして、細部データH3(β)と平滑データL3
(β)の演算を行う。尚、この最後の平滑データL3
(1)は、入力データ列データa1〜a8全ての平均値で
もあるからして、所望により、この平均値データを、図
1における直線で推定補正を行う自走補正データC
(h)として用いても良い。
Finally, at level 3 (α = 3), the smoothed data L2 (β) obtained at level 2 is received and the detailed data H3 (β) and the smoothed data L3
The calculation of (β) is performed. Note that this last smoothed data L3
(1) is the average value of all the input data string data a1 to a8, and if necessary, this average value data is self-propelled correction data C for performing the estimation correction by the straight line in FIG.
(H) may be used.

【0046】ところでウェーブレット変換では、分解方
向の逆、即ちウェーブレット逆変換ができるという、可
逆性を有している。次に、上記図9で分解した平滑デー
タと細部データから、図10に示す逆順のレベル3、レ
ベル2、レベル1方向へ逆演算を施す様子を示す。この
演算により、元の入力データ列a1〜a8と同じ復元出力
データ列が得られる。このウェーブレット逆変換が可能
な特徴を利用して、所望のローパスフィルタを実現す
る。即ち、図10での逆演算するときに、所望のレベル
番号までの細部データをゼロ、又は平均値として、ウェ
ーブレット逆変換の演算を施すことでローパスフィルタ
が実現できる。つまり、どのレベル番号までの細部デー
タをゼロ、又は平均値とするかによって、所望特性のロ
ーパスフィルタが実現できる。ここで平均値とは、当該
レベル番号の細部データを加算平均した値である。
By the way, the wavelet transform has reversibility that the inverse of the decomposition direction, that is, the inverse wavelet transform can be performed. Next, a state in which the inverse operation is performed in the reverse order of level 3, level 2, and level 1 shown in FIG. 10 from the smoothed data and the detailed data decomposed in FIG. By this operation, the same restored output data string as the original input data strings a1 to a8 is obtained. A desired low-pass filter is realized by utilizing the feature that can perform the inverse wavelet transform. That is, when performing the inverse operation in FIG. 10, the low-pass filter can be realized by performing the inverse wavelet transform operation with the detailed data up to the desired level number as zero or an average value. In other words, a low-pass filter having desired characteristics can be realized depending on which level number up to which detailed data is set to zero or an average value. Here, the average value is a value obtained by adding and averaging the detailed data of the level number.

【0047】例えば、図10に示すレベル2の細部デー
タH2(β)とレベル1の細部データH1(β)をゼロ値
として復元演算を行うことにより、高域周波数成分が除
去され、ローパスフィルタ処理された時系列データとし
て得られることになる。このレベル番号を深くするほど
に、より低域周波数成分迄のローパスフィルタ特性が強
くなる。
For example, high-frequency components are removed by performing a restoration operation with the level 2 detailed data H 2 (β) and level 1 detailed data H 1 (β) shown in FIG. It will be obtained as the time series data obtained. The deeper the level number is, the stronger the low-pass filter characteristic up to lower frequency components is.

【0048】上述では、入力データ列を8サンプル数の
例であったが、実際のHaarウェーブレット変換に使
用するデータ数はメモリ容量の制限にも依存するが、例
えば216=65536ワードの入力データ列を使用す
る。この場合、べき数16、即ちレベルα=16の多重
解像度解析レベルとなる。
In the above description, the input data string is an example of 8 samples. However, the actual number of data used for the Haar wavelet transform depends on the limitation of the memory capacity. For example, the input data string of 216 = 65536 words is used. Use In this case, the exponent is 16, that is, the multiresolution analysis level of level α = 16.

【0049】上述したウェーブレット変換を踏まえて、
カーブフィット自走周波数補正データ発生部120の動
作を以下に説明する。
Based on the above wavelet transform,
The operation of the curve-fit free-running frequency correction data generator 120 will be described below.

【0050】第1に、図11の経時軸上において、A点
〜B点までの区間は数十時間に及ぶ正常受信期間であ
る。この長期間において、定常周波数偏差算出用演算手
段40から順次出力される周波数偏差D(n)を内部メ
モリへ格納しておく。所望により、所定複数ワードを加
算平均した平均値データとして格納しても良い。図11
Dは長期間に及ぶ過去の推移をプロットした様子であ
り、VCXO10に係る経時変化が、短期的変動を含み
ながらも、徐々に曲線的に推移していく例である。この
図11Dにおいて、短期的に上下に変動している要素
は、電波伝搬による位相雑音や米国の軍事的な理由によ
り故意に印加されている重畳雑音、その他であり、これ
を取り除く必要がある。
First, the section from point A to point B on the time axis of FIG. 11 is a normal reception period of several tens of hours. During this long period, the frequency deviation D (n) sequentially output from the steady-state frequency deviation calculating means 40 is stored in the internal memory. If desired, a predetermined plurality of words may be added and averaged and stored as average value data. FIG.
D is a plot of the past transition over a long period of time, and is an example in which the temporal change of the VCXO 10 gradually transitions in a curved manner, including a short-term fluctuation. In FIG. 11D, elements that fluctuate up and down in the short term are phase noise due to radio wave propagation, superimposed noise intentionally applied for military reasons in the United States, and the like, and need to be removed.

【0051】第2に、図11のB点〜C点までの区間
は、受信不能期間とし、この期間において、推定補正を
行うカーブフィットする過去のデータ列91(図11
H)を求め、この過去のデータ列91を延長し、連続的
にカーブフィットする推定補正曲線92(図11J)を
求め、この推定補正曲線92に基づく自走補正データC
(h)を、所定時間単位に順次加算器50へ供給する。
この結果、図11Mの斜線部分が推定補正される。この
為には、正常受信期間に得た図11Dの格納データを基
にして、所定レベル番号までのウェーブレット変換を行
う。ここで、10秒毎のデータを受ける場合と仮定し、
A点〜B点までの過去48時間の17280点が内部メ
モリに格納されているものとする。この場合、ウェーブ
レット変換に使用するデータ数は、べき数14の163
84ワードとなるから、受信不能直前から以前にある最
新の16384ワード(例えば図11K区間)のデータ
を使用する。
Secondly, the section from point B to point C in FIG. 11 is a non-reception period. In this period, a past data string 91 (FIG.
H), the past data string 91 is extended, and an estimated correction curve 92 (FIG. 11J) that continuously fits the curve is obtained, and self-running correction data C based on the estimated correction curve 92 is obtained.
(H) are sequentially supplied to the adder 50 in a predetermined time unit.
As a result, the hatched portion in FIG. 11M is estimated and corrected. For this purpose, a wavelet transform up to a predetermined level number is performed based on the stored data of FIG. 11D obtained during the normal reception period. Here, assuming that data is received every 10 seconds,
It is assumed that 17280 points in the past 48 hours from point A to point B have been stored in the internal memory. In this case, the number of data used for the wavelet transform is 163 of the exponent 14
Since the number of words is 84, the data of the latest 16384 words (for example, section K in FIG. 11) existing immediately before the reception is disabled is used.

【0052】先ず、図11Fは、例えばレベル番号2迄
フィルタ処理した結果のデータ列のプロットであり、図
11Gは、例えばレベル番号4迄フィルタ処理した結果
のデータ列のプロットであり、図11Hは、例えばレベ
ル番号6迄フィルタ処理した結果のデータ列のプロット
である。この図では図11Hのプロットが短期的変動が
除去された望ましい曲線であることが判り、このフィル
タしたデータ列91を基準として用いる。又は、このデ
ータ列91の代わりに近似するカーブフィット曲線を求
めて基準としても良い。
First, FIG. 11F is a plot of a data string resulting from filtering up to level number 2, for example, FIG. 11G is a plot of a data string resulting from filtering processing to level number 4, for example, and FIG. , For example, is a plot of a data string as a result of filtering up to level number 6. In this figure, it can be seen that the plot of FIG. 11H is a desirable curve from which short-term fluctuations have been removed, and this filtered data sequence 91 is used as a reference. Alternatively, an approximate curve fit curve may be obtained instead of the data sequence 91 and used as a reference.

【0053】次に、前記フィルタしたデータ列91、あ
るいは近似するカーブフィット曲線91から順次加算器
50へ供給する自走補正データC(h)の生成は、3つ
の補正形態がある。第1の補正形態は、上記フィルタし
たデータ列91を、そのまま推定補正データ列を推定補
正データ列92として適用する手法であり、このフィル
タしたデータ列91をそのまま自走補正データC(h)
として順次加算器50へ供給する。尚、図11B時点の
当初において出力する自走補正データC(h)は、定常
周波数制御用演算手段23が受信不能直前の周波数制御
データC(n)を保持して出力するから、ゼロ値を初期
値となるようにオフセット処理することは言うまでもな
い。第2の補正形態は、上記フィルタしたデータ列91
から、これにフィットする延長線上の推定補正データ列
92を算出したものを適用する手法である。第3の補正
形態は、上記で得たカーブフィット曲線91から、この
カーブフィット曲線91を延長したものを推定補正デー
タ列92として適用する手法である。
Next, there are three correction modes for generating the self-running correction data C (h) to be sequentially supplied to the adder 50 from the filtered data string 91 or the approximate curve fit curve 91. The first correction mode is a method in which the filtered data string 91 is applied as it is to the estimated correction data string as the estimated correction data string 92, and the filtered data string 91 is used as it is as free-running correction data C (h).
Are sequentially supplied to the adder 50. Note that the self-running correction data C (h) output at the beginning at the time of FIG. 11B is output by holding the frequency control data C (n) immediately before reception by the steady-state frequency control calculating means 23, so that the zero value is set to zero. It goes without saying that the offset processing is performed so as to be the initial value. In the second correction mode, the filtered data sequence 91
This is a method of applying a result obtained by calculating the estimated correction data sequence 92 on the extension line that fits the above. The third correction mode is a method in which a curve fit curve 91 obtained by extending the curve fit curve 91 obtained above is applied as an estimated correction data sequence 92.

【0054】尚、VCXO10に係る経時変化の変動推
移は、図11の変動推移とは限らず、装置個々に異なる
特性を示す。図12に他の過去のデータ列の曲線の例を
示す。曲線201は収束傾向に推移する例であり、図1
1に相当し、曲線202はほぼ直線的に推移する例であ
り、曲線203は発散傾向に推移する例であり、曲線2
04は周期的な変動傾向に推移する例である。これら何
れに対しても上述3つの補正形態で推定補正することが
可能である。図12Mの各斜線部分は、各々推定補正さ
れる補正量を示している。
The change over time of the VCXO 10 is not limited to the change shown in FIG. 11, but shows different characteristics for each device. FIG. 12 shows an example of a curve of another past data string. A curve 201 is an example of a transition to a convergence tendency, and FIG.
1, the curve 202 is an example that changes almost linearly, the curve 203 is an example that changes divergently, and the curve 2
04 is an example of transition to a periodic fluctuation tendency. Any of these can be estimated and corrected by the above-described three correction modes. Each shaded portion in FIG. 12M indicates a correction amount to be estimated and corrected.

【0055】尚、上述ウェーブレット変換ではHaar
のウェーブレット変換でローパスフィルタを実現する具
体例を示して説明していたが、所望により、入力データ
列を受けて所望のローパスフィルタ特性に変換したデー
タ列を出力可能な、他のウェーブレット変換やFFT処
理等を用いて実施しても良い。また、定常周波数偏差算
出用演算手段40から受けた周波数偏差D(n)データ
群の中で、最新の所定時間、例えば5〜10時間程度の
最新の周波数偏差D(n)データを使用してウェーブレ
ット変換するようにしても良い。
In the above wavelet transform, Haar
Although a specific example of implementing a low-pass filter by the wavelet transform has been shown and described, other wavelet transforms or FFTs that can receive an input data sequence and output a data sequence converted into a desired low-pass filter characteristic as desired are described. You may implement using processing. Also, in the frequency deviation D (n) data group received from the steady frequency deviation calculating means 40, the latest frequency deviation D (n) data of the latest predetermined time, for example, about 5 to 10 hours is used. Wavelet transform may be performed.

【0056】上述発明の構成によれば、衛星電波を利用
して、優れた周波数安定度を実現していた基準周波数発
生装置が、衛星電波を受信できない状態以降において、
水晶発振器の自走発振周波数の経時変化に伴う発振周波
数の変動を、補正可能とする手段を具備したことによ
り、VCXO10に係る経時変化が非直線的に推移する
場合においても、優れた周波数安定度を長い時間に渡っ
て維持できるという利点が得られる。尚、本発明の実現
手段は、上述曲線で推定補正する図8の構成に限るもの
ではなく、上述したように、通信網や放送網で採られて
いる従属同期網で配信されている周波数を基準信号とし
て用いる構成に対しても適用可能である。
According to the configuration of the present invention described above, the reference frequency generator that has achieved excellent frequency stability using satellite radio waves, after the state where satellite radio waves cannot be received,
By providing a means for compensating fluctuations in the oscillation frequency due to the time-dependent change in the free-running oscillation frequency of the crystal oscillator, excellent frequency stability can be achieved even when the time-dependent change related to the VCXO10 changes nonlinearly. Can be maintained over a long period of time. Note that the realizing means of the present invention is not limited to the configuration of FIG. 8 in which the above-described curve is used to estimate and correct, and as described above, the frequency distributed in the subordinate synchronous network employed in a communication network or a broadcast network is used. The present invention is also applicable to a configuration used as a reference signal.

【0057】[0057]

【発明の効果】本発明は、上述の説明内容から、下記に
記載される効果を奏する。上述実施形態に説明したよう
に本発明は、衛星電波あるいは従属同期網等のように短
期的な位相変動を多分に含みながらも長期的には安定し
ている信号源を基準時刻信号として使用して、優れた周
波数安定度を実現していた基準周波数発生装置が、基準
時刻信号を受信できない状態以降において、水晶発振器
の自走発振周波数の経時変化に伴う発振周波数の変動を
補正可能とする手段を具備したことにより、これまで以
上に長い時間、安定な発振周波数を出力可能となるの
で、優れた周波数安定度を長い時間に渡って維持できる
という大きな利点が得られる。従って本発明の技術的効
果は大であり、産業上の経済効果も大である。
According to the present invention, the following effects can be obtained from the above description. As described in the above embodiment, the present invention uses a signal source, such as a satellite radio wave or a subordinate synchronous network, which includes a large amount of short-term phase fluctuation but is stable for a long time as a reference time signal. Means that the reference frequency generator that has achieved excellent frequency stability can correct fluctuations in the oscillation frequency due to the temporal change in the free-running oscillation frequency of the crystal oscillator after the state in which the reference time signal cannot be received. Is provided, a stable oscillation frequency can be output for a longer time than before, so that there is a great advantage that excellent frequency stability can be maintained for a long time. Therefore, the technical effect of the present invention is great, and the industrial economic effect is also great.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の、基準周波数発生装置の構成例であ
る。
FIG. 1 is a configuration example of a reference frequency generation device according to the present invention.

【図2】本発明の、平均値の算出を説明する図及び、平
均値のゆらぎを説明する図である。
2A and 2B are diagrams illustrating calculation of an average value and a diagram illustrating fluctuation of the average value according to the present invention.

【図3】本発明の、周波数偏差の算出を説明する図であ
る。
FIG. 3 is a diagram illustrating calculation of a frequency deviation according to the present invention.

【図4】本発明の、自走補正データの算出を説明する図
である。
FIG. 4 is a diagram illustrating calculation of self-running correction data according to the present invention.

【図5】従来の、基準周波数発生装置の構成例である。FIG. 5 is a configuration example of a conventional reference frequency generator.

【図6】従来の、受信不能に伴う発振周波数の変動推移
を説明する図である。
FIG. 6 is a diagram illustrating a conventional change in oscillation frequency due to reception failure.

【図7】本発明の、他の基準周波数発生装置の構成例で
ある。
FIG. 7 is a configuration example of another reference frequency generation device according to the present invention.

【図8】本発明の、他の基準周波数発生装置の構成例で
ある。
FIG. 8 is a configuration example of another reference frequency generation device according to the present invention.

【図9】本発明の、ウェーブレット変換による分解演算
過程の説明図である。
FIG. 9 is an explanatory diagram of a decomposition operation process by a wavelet transform according to the present invention.

【図10】本発明の、ウェーブレット逆変換による復元
演算過程の説明図である。
FIG. 10 is an explanatory diagram of a restoration operation process by wavelet inverse transform according to the present invention.

【図11】図8の構成により、過去の変動推移のプロッ
トから、推定補正する近似曲線を求める説明図である。
FIG. 11 is an explanatory diagram for obtaining an approximate curve to be estimated and corrected from a plot of a past fluctuation transition by the configuration of FIG. 8;

【図12】VCXOに係る経時変化の変動推移例であ
る。
FIG. 12 is a graph showing an example of a change with time of VCXO.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 電圧制御型水晶発振器(VCXO) 11 衛星電波受信機 11c 同期網クロック抽出装置 12 時間間隔測定部 13 周波数制御用演算手段 14 D/A変換器 15 分周器 16 周波数変換器B 17 周波数変換器A 23 定常周波数制御用演算手段 25 分周器A 26 分周器B 28 周囲温度変動制御用演算手段 29 温度センサー 31,32 スイッチ 40 定常周波数偏差算出用演算手段 45 自走周波数補正データ発生部 50 加算器 120 カーブフィット自走周波数補正データ発生部 REFERENCE SIGNS LIST 10 voltage controlled crystal oscillator (VCXO) 11 satellite radio receiver 11 c synchronous network clock extraction device 12 time interval measurement unit 13 frequency control operation unit 14 D / A converter 15 frequency divider 16 frequency converter B 17 frequency converter A 23 Steady frequency control arithmetic means 25 Divider A 26 Divider B 28 Ambient temperature fluctuation control arithmetic means 29 Temperature sensor 31, 32 switch 40 Steady frequency deviation calculating arithmetic means 45 Self-running frequency correction data generator 50 Adder 120 Curve fit free-running frequency correction data generator

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────────────────────────────────────────────────── ───

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成11年2月17日[Submission date] February 17, 1999

【手続補正1】[Procedure amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0018[Correction target item name] 0018

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0018】スイッチ31は、本発明の構成要素であ
り、上記衛星電波受信機11からの受信不能信号11st
pにより、不定状態にある基準タイミング信号UTC1p
psAの出力を止める。尚、上記衛星電波受信機11が前
記機能を内蔵する場合は削除可能である。
The switch 31 is a component of the present invention, and is a non-reception signal 11st from the satellite radio receiver 11.
The reference timing signal UTC1p in an undefined state is determined by p.
Stop psA output. In the case where the satellite radio receiver 11 has the above function, it can be deleted.

【手続補正2】[Procedure amendment 2]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0019[Correction target item name] 0019

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0019】時間間隔測定部12は、従来技術と同様の
構成要素であって、上記衛星電波受信機11からの超高
精度な1秒毎の基準タイミング信号UTC1ppsAをスイ
ッチ31を介して受け、本装置が外部へ出力する出力周
波数foutを分周器A25で分周した1秒信号VCXO
1ppsを受けて、両者の時間間隔を測定し、この測定デ
ータD1を1秒毎に順次連続して出力する。
The time interval measuring section 12 is a component similar to that of the prior art, and receives an ultra-high-precision reference timing signal UTC1ppsA per second from the satellite radio receiver 11 via the switch 31 and outputs the received signal. 1 second signal VCXO obtained by dividing the output frequency fout output from the device to the outside by the frequency divider A25
Receiving 1 pps, the time interval between the two is measured, and this measurement data D1 is successively output every second.

【手続補正3】[Procedure amendment 3]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0028[Correction target item name] 0028

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0028】分周器B26は、基準タイミング信号UT
C1ppsAに同期した1秒単位のクロックを出力するもの
であり、新規の構成要素であって、出力周波数fout
を1秒単位のクロックに分周するが、衛星電波受信機1
1が電波を受信しているときは分周器Bの出力UTC1
ppsBはUTC1ppsAと同位相で出力するために、そ
の分周過程で、衛星電波受信機11から出力される1秒
の基準タイミング信号UTC1ppsAによって同期リセッ
トする。また、衛電波受信機が衛星電波を受信できな
くなったら、UTC1ppsAがスイッチ31によって停止
するために、電波が受信しているときの最終位相でUT
C1ppsBを出力する。尚、この構成要素は、必須で
はないので所望により削除した構成としても良い。
The frequency divider B26 receives the reference timing signal UT
It outputs a clock in units of one second synchronized with C1ppsA. It is a new component and has an output frequency fout.
Is divided into clocks in units of one second.
1 is receiving the radio wave, the output UTC1 of the frequency divider B
In order to output ppsB in the same phase as UTC 1 ppsA, in the frequency dividing process, ppsB is synchronously reset by a 1-second reference timing signal UTC 1 ppsA output from the satellite radio receiver 11. Further, when the satellite radio wave receiver can not receive the satellite radio waves, in order UTC1ppsA is stopped by the switch 31, UT in the final phase when the radio is receiving
Outputs C1ppsB. This component is not essential and may be deleted as desired.

Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 電圧制御型水晶発振器を備え、外部から
の基準信号を受けて該電圧制御型水晶発振器の電圧制御
入力端を制御して、外部の高精度な基準信号に同期追従
させて高精度な基準周波数を発生する基準周波数発生装
置において、 正常受信状態において、外部の基準信号と、内部の電圧
制御型水晶発振器とを同期比較した位相差データを蓄積
しておき、受信不能状態において、蓄積した該位相差デ
ータから電圧制御型水晶発振器の発振周波数の経時変化
に係る推移量を特定し、この推移量から自走状態にある
電圧制御型水晶発振器の発振周波数の経時変化に係る変
動を補正して、受信不能状態においても高精度な基準周
波数の発生を長時間維持することを特徴とする基準周波
数発生装置。
A voltage-controlled crystal oscillator which receives a reference signal from the outside, controls a voltage-controlled input terminal of the voltage-controlled crystal oscillator, and synchronously follows an external high-precision reference signal. In a reference frequency generator that generates an accurate reference frequency, in a normal reception state, phase difference data obtained by synchronously comparing an external reference signal with an internal voltage-controlled crystal oscillator is stored, and in a reception disabled state, From the accumulated phase difference data, the amount of transition related to the change over time of the oscillation frequency of the voltage-controlled crystal oscillator is specified, and from this amount of change, the change related to the change over time of the oscillation frequency of the voltage-controlled crystal oscillator in the free-running state is determined. A reference frequency generation device that corrects and maintains the generation of a highly accurate reference frequency for a long time even in a reception disabled state.
【請求項2】 電圧制御型水晶発振器を備え、外部から
の基準信号を受けて1秒毎の基準タイミング信号を出力
する受信手段を備え、該電圧制御型水晶発振器の出力周
波数を受けて同期比較用の1秒信号を出力する分周手段
を備え、該1秒の基準タイミング信号と、該比較用の1
秒信号との時間間隔を測定する時間間隔測定部を備え、
該時間間隔測定部の位相差から該電圧制御型水晶発振器
の発振周波数を同期させる定常周波数制御用演算手段を
備え、該定常周波数制御用演算手段で該電圧制御型水晶
発振器の電圧制御入力端を制御して、外部の高精度な基
準信号に緩やかに同期追従する基準周波数発生装置にお
いて、 該受信手段に、外部からの基準信号の受信不能を検出し
て出力する手段を備える受信手段と、 該時間間隔測定部からの1秒毎の測定データを受けて、
該測定データを蓄積し、この測定データから、電圧制御
型水晶発振器の現在の周波数偏差を算出して自走周波数
補正データ発生部へ供給する定常周波数偏差算出用演算
手段と、 第1に、受信不能信号が無い正常状態においては、上記
定常周波数偏差算出用演算手段からの周波数偏差データ
を時刻情報と共にメモリへ格納し、第2に、受信不能信
号を受けた後は、前記メモリへ格納した周波数偏差の履
歴データと時刻情報を基にして電圧制御型水晶発振器が
有する発振周波数の経時変化の推移量を所定の補正間隔
時間毎に推定演算し、この推定演算により算出した自走
補正データを受信不能時点の定常周波数制御用演算手段
が出力する周波数制御データに加算付与して、自走状態
にある電圧制御型水晶発振器の発振周波数の経時変化に
係る変動を補正する自走周波数補正データ発生部と、 以上を具備していることを特徴とする基準周波数発生装
置。
2. A voltage controlled crystal oscillator, receiving means for receiving a reference signal from the outside and outputting a reference timing signal every second, and receiving an output frequency of the voltage controlled crystal oscillator for synchronous comparison. Frequency dividing means for outputting a one-second signal for the comparison, the one-second reference timing signal and the one-second signal for the comparison.
Equipped with a time interval measuring unit that measures the time interval with the second signal,
A constant-frequency control calculating means for synchronizing the oscillation frequency of the voltage-controlled crystal oscillator from the phase difference of the time interval measuring unit, wherein the constant-frequency control calculating means connects the voltage control input terminal of the voltage-controlled crystal oscillator to A reference frequency generator that controls and gently and synchronously follows an external high-precision reference signal, wherein the receiving means includes a means for detecting and outputting an inability to receive a reference signal from the outside; Receiving measurement data every second from the time interval measurement unit,
Calculating means for accumulating the measurement data, calculating the current frequency deviation of the voltage-controlled crystal oscillator from the measurement data, and supplying the frequency deviation to the free-running frequency correction data generating unit; In the normal state where there is no disable signal, the frequency deviation data from the calculating means for calculating the steady-state frequency deviation is stored in a memory together with the time information. Based on the deviation history data and time information, the amount of change in the oscillation frequency of the voltage-controlled crystal oscillator over time is estimated and calculated for each predetermined correction interval, and self-running correction data calculated by this estimation calculation is received. Addition to the frequency control data output by the steady-state frequency control calculation means at the time of the impossibility, and the variation with time of the oscillation frequency of the voltage-controlled crystal oscillator in the free-running state A reference frequency generator comprising: a free-running frequency correction data generator that corrects the following.
【請求項3】 電圧制御型水晶発振器を備え、外部から
の基準信号を受けて該電圧制御型水晶発振器の電圧制御
入力端を制御して、外部の高精度な基準信号に同期追従
させて基準周波数を発生する基準周波数発生装置におい
て、 正常受信状態において、外部の高精度な基準信号と、内
部の電圧制御型水晶発振器とを同期比較した位相差デー
タを蓄積しておき、受信不能状態において、蓄積した該
位相差データから電圧制御型水晶発振器の発振周波数の
経時変化に係る曲線の推移を特定し、この推移曲線から
カーブフィットする推定補正曲線を求め、この推定補正
曲線から自走状態にある電圧制御型水晶発振器の発振周
波数の経時変化に係る変動を補正して、受信不能状態に
おいても高精度な基準周波数の発生を長時間維持するこ
とを特徴とする基準周波数発生装置。
3. A voltage-controlled crystal oscillator which receives a reference signal from the outside, controls a voltage-controlled input terminal of the voltage-controlled crystal oscillator, and synchronously follows an external high-precision reference signal. In a reference frequency generator that generates a frequency, in a normal reception state, phase difference data obtained by synchronously comparing an external high-precision reference signal with an internal voltage-controlled crystal oscillator is stored, and in a reception disabled state, From the accumulated phase difference data, a transition of a curve related to a temporal change of the oscillation frequency of the voltage-controlled crystal oscillator is specified, an estimated correction curve that fits the curve is determined from the transition curve, and the self-running state is obtained from the estimated correction curve. It is characterized in that the fluctuation of the oscillation frequency of the voltage-controlled crystal oscillator over time is corrected, and the generation of a high-precision reference frequency is maintained for a long time even in a reception disabled state. The reference frequency generator.
【請求項4】 電圧制御型水晶発振器を備え、外部から
の基準信号を受けて1秒毎の基準タイミング信号を出力
する受信手段を備え、該電圧制御型水晶発振器の出力周
波数を受けて同期比較用の1秒信号を出力する分周手段
を備え、該1秒の基準タイミング信号と、該比較用の1
秒信号との時間間隔を測定する時間間隔測定部を備え、
該時間間隔測定部の位相差から該電圧制御型水晶発振器
の発振周波数を同期させる定常周波数制御用演算手段を
備え、該定常周波数制御用演算手段で該電圧制御型水晶
発振器の電圧制御入力端を制御して、外部の高精度な基
準信号に緩やかに同期追従する基準周波数発生装置にお
いて、 該受信手段に、外部からの基準信号の受信不能を検出し
て出力する手段を備える受信手段と、 該時間間隔測定部からの1秒毎の測定データを受けて、
該測定データを蓄積し、この測定データから、電圧制御
型水晶発振器の現在の周波数偏差を算出してカーブフィ
ット自走周波数補正データ発生部へ供給する定常周波数
偏差算出用演算手段と、 第1に、受信不能信号が無い正常状態においては、上記
定常周波数偏差算出用演算手段からの周波数偏差データ
を時刻情報と共にメモリへ格納し、第2に、受信不能信
号を受けた後は、前記メモリへ格納した周波数偏差の履
歴データ列と時刻情報を基にして、該履歴データ列をロ
ーパスフィルタした推移曲線、即ちデータ列若しくはカ
ーブフィットする近似曲線を求め、該推移曲線に近似し
て延長する推定曲線若しくはデータ列を求め、これによ
り受信不能以後の自走状態にある電圧制御型水晶発振器
の発振周波数の経時変化に係る変動を推定補正するカー
ブフィット自走周波数補正データ発生部と、 以上を具備していることを特徴とする基準周波数発生装
置。
4. A voltage-controlled crystal oscillator, receiving means for receiving a reference signal from the outside and outputting a reference timing signal every one second, and receiving the output frequency of the voltage-controlled crystal oscillator for synchronous comparison. Frequency dividing means for outputting a one-second signal for the comparison, the one-second reference timing signal and the one-second signal for the comparison.
Equipped with a time interval measuring unit that measures the time interval with the second signal,
A constant-frequency control calculating means for synchronizing the oscillation frequency of the voltage-controlled crystal oscillator from the phase difference of the time interval measuring unit, wherein the constant-frequency control calculating means connects the voltage control input terminal of the voltage-controlled crystal oscillator to A reference frequency generator that controls and gently and synchronously follows an external high-precision reference signal, wherein the receiving means includes a means for detecting and outputting an inability to receive a reference signal from the outside; Receiving measurement data every second from the time interval measurement unit,
Calculating means for accumulating the measurement data, calculating a current frequency deviation of the voltage-controlled crystal oscillator from the measurement data, and supplying the current frequency deviation to the curve-fit free-running frequency correction data generating unit; In a normal state where there is no unreceivable signal, the frequency deviation data from the above-mentioned steady frequency deviation calculating means is stored in a memory together with time information, and secondly, after receiving the unreceivable signal, the data is stored in the memory. Based on the history data sequence of the frequency deviation and the time information, a transition curve obtained by low-pass filtering the history data sequence, that is, an approximation curve that fits the data sequence or the curve is obtained, and an estimated curve or an approximation curve that extends to approximate the transition curve or A data string is obtained, and a variation related to a temporal change of the oscillation frequency of the voltage-controlled crystal oscillator in a free-running state after reception is disabled is estimated and corrected. A reference frequency generator comprising: a curve-fit self-running frequency correction data generator;
【請求項5】 カーブフィット自走周波数補正データ発
生部は、ウェーブレット変換手段によるローパスフィル
タ処理により、電圧制御型水晶発振器の発振周波数の経
時変化に係る変動推移データ列若しくは推移曲線を抽出
して推定補正データを発生することを特徴とする請求項
4記載の基準周波数発生装置。
5. A curve-fit free-running frequency correction data generating unit extracts and estimates a fluctuation transition data sequence or a transition curve relating to a temporal change of an oscillation frequency of a voltage-controlled crystal oscillator by low-pass filtering by a wavelet transform unit. 5. The reference frequency generator according to claim 4, wherein the reference frequency generator generates correction data.
【請求項6】 ウェーブレット変換手段によるローパス
フィルタ処理は、所定レベル番号までウェーブレット変
換して各レベル番号の細部データHα(β)と平滑デー
タLα(β)に分解し、分解した一方の細部データHα
(β)をゼロ値としてウェーブレット逆変換してデータ
復元するローパスフィルタ処理であることを特徴とする
請求項5記載の基準周波数発生装置。
6. The low-pass filter processing by the wavelet transform means performs wavelet transform up to a predetermined level number and decomposes it into detailed data Hα (β) and smoothed data Lα (β) of each level number.
6. The reference frequency generator according to claim 5, wherein low-pass filter processing for performing data restoration by performing wavelet inverse transform with (β) as a zero value.
【請求項7】 ウェーブレット変換手段によるローパス
フィルタ処理は、所定レベル番号までウェーブレット変
換して各レベル番号の細部データHα(β)と平滑デー
タLα(β)に分解し、分解した一方の細部データHα
(β)を各レベル番号毎に平均値を求め、その平均値を
使用してウェーブレット逆変換してデータ復元するロー
パスフィルタ処理であることを特徴とする請求項5記載
の基準周波数発生装置。
7. The low-pass filter processing by the wavelet transform means is performed by performing a wavelet transform up to a predetermined level number and decomposing it into detailed data Hα (β) and smoothed data Lα (β) of each level number.
6. The reference frequency generator according to claim 5, wherein the average value of (β) is obtained for each level number, and the average value is used to perform a wavelet inverse transform to perform data restoration to perform low-pass filter processing.
【請求項8】 ウェーブレット変換は、定常周波数偏差
算出用演算手段からの周波数偏差データ群の中で、最新
の所定時間の周波数偏差データを使用して行うことを特
徴とする請求項5記載の基準周波数発生装置。
8. The criterion according to claim 5, wherein the wavelet transform is performed by using the latest frequency deviation data for a predetermined time in the frequency deviation data group from the calculation means for steady frequency deviation calculation. Frequency generator.
【請求項9】 外部からの基準信号を受けて基準タイミ
ング信号を出力する受信手段は、原子周波数標準器を内
蔵する人工衛星の電波による基準周波数信号を受けて出
力する衛星電波受信機である請求項2又は4記載の基準
周波数発生装置。
9. A receiving means for receiving a reference signal from the outside and outputting a reference timing signal is a satellite radio receiver for receiving and outputting a reference frequency signal based on radio waves of an artificial satellite having a built-in atomic frequency standard. Item 5. The reference frequency generator according to item 2 or 4.
【請求項10】 外部からの基準信号を受けて基準タイ
ミング信号を出力する受信手段は、通信網あるいは放送
網で配信される信号を受けて出力する同期網クロック抽
出装置である請求項2又は4記載の基準周波数発生装
置。
10. A synchronous network clock extracting device for receiving a reference signal from outside and outputting a reference timing signal is a synchronous network clock extracting device for receiving and outputting a signal distributed on a communication network or a broadcast network. Reference frequency generator as described.
【請求項11】 電圧制御型水晶発振器を備え、外部か
らの基準信号を受けて該電圧制御型水晶発振器の電圧制
御入力端を制御して、外部の高精度な基準信号に同期追
従させて基準周波数を発生する基準周波数発生装置にお
いて、 該電圧制御型水晶発振器の経時変化を曲線的変動推移と
見なし、過去のデータ列をローパスフィルタし、該ロー
パスフィルタしたデータ列から受信不能以後のカーブフ
ィットする曲線若しくはデータ列を求めて、受信不能以
後の該電圧制御型水晶発振器の経時変化を推定補正する
ことを特徴とする基準周波数発生装置。
11. A voltage-controlled crystal oscillator which receives a reference signal from the outside, controls a voltage-control input terminal of the voltage-controlled crystal oscillator, and synchronously follows an external high-precision reference signal. In a reference frequency generator for generating a frequency, a time-dependent change of the voltage-controlled crystal oscillator is regarded as a curve change, a past data sequence is low-pass-filtered, and a curve fit after reception is impossible from the low-pass-filtered data sequence is performed. A reference frequency generation device for obtaining a curve or a data string and estimating and correcting a change with time of the voltage-controlled crystal oscillator after reception failure.
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