JPS5910092B2 - 同期発振ａｆｃ方式 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は入力周波数信号に対し高精度で追従発振を行う
発振装置の自動周波数制御（ＡＦＣ）方式に関するもの
である。

レーダ信号のようにきわめて短い時間たとえば１μｓｅ
ｃだけ存在するマイクロ波信号の周波数を知るには一般
に置換発振方式を用いている。

この方式によれば入力マイクロ波パルスを遅延帰還回路
に入力してパルス幅を広げておき、この幅を広げられた
信号をＡＦＣ回路に入力することにより入力マイクロ波
パルスの搬送波と一定の周波数差を有する信号を作り出
す。

しかる後この信号に上記一定の差に相当する周波数を加
算して入力パルスの搬送波と等しい周波数の信号を得る
。

第１図は上記従来の方式に用いられる回路の構成を系統
図として示したもので、点線枠Ａが遅延帰還回路部、同
じくＢがＡＦＣ回路部に相当する。

入力端子１に印加された入力マイクロ波パルスは遅延帰
還回路部Ａ中の結合回路２を介して増幅器３に入り、増
幅出力は分岐回路４で２分されてその片方はＡＦＣ回路
部Ｂに入力するが、分岐された信号の他方は遅延時間τ
１の遅延線５およびゲートト回路６を経て入力側結合回
路２へ戻される。

これが遅延帰還であって、この動作により分岐回路４か
らＡＦＣ回路部Ｂへ供給される信号は入力パルス幅の数
倍〜数１０倍程度の時間持続するマイクロ波となり、そ
の周波数は入力端子１に印加されたマイクロ波パルスの
搬送波の周波数に等しい。

この周波数を以後ｆｓで表すことにする。上記周波数ｆ
ｓの信号は混合回路７を介して周波数弁別回路８に加え
られる。

該弁別回路８の動作は通常のレーダ、ＦＭ受信機等に用
いられるものと本質的に同じであって、入力の周波数が
ある設定周波数に等しいときは出力電圧零、そうでない
ときは入力の周波数が上記設定周波数よりも高いか低い
かに応じてそれぞれ正または負の直流電圧を生ずる。

この直流電圧は直流増幅器９で一旦増幅された後電圧制
御発振器（Ｖｏｌｔａｇｅ ＣＯｎｔｒｏｌｌｅｄＯｓ
ｃ ｉ ｌ Ｉａｔｏｒ １ 以後ＶＣＯと略記する
）１０へ制御電圧として加えられる。

しかしてＶＣＯ１Ｏの発振出力は分岐回路１１で分岐さ
れて片方は外部へ取り出され、他方は混合回路７へ帰還
される。

いまＶＣＯ１０の発振出力の周波数をｆ■で表すと、上
述の帰還動作により弁別回路８への入力信号の周波数（
ｆｓ−．ｆｖ）が該弁別回路の前記設定周波数（ｆ１で
表す）に等しくなるように自動制御される。

すなわちｆｓ ｆｖ＝ｆ１ Ｌたがってｆｓ ｆ１
＝ｆｖという関係が成立つから、分岐回路１１から出る
ＶＣＯ１０の出力に、図示しない別の発振器で発振させ
た周波数ｆ１の信号を混合すれば、周波数ｆ ｖ十ｆ
， ＝ｆ ｓの信号が得られる。

すなわち入力端子１に印加されたマイクロ波パルスの搬
送波が再生されたことになる。

しかるに上述した従来の方式によれば、高確度かつ高安
定度の発振器（置換発振器）およびＶＣＯを必要とし、
かつ入力周波数への追従精度がこれら発振器によって左
右される欠点がある。

また追従可能な入力周波数の範囲、すなわち動作のレン
ジがＶＣＯおよび弁別回路によって制限される不利があ
る。

本発明は上記従来の方式の欠点を一掃したもので、遅延
帰還増幅回路を発振器の代わりに使用して置換発振器と
ｖＣＯとの双方を省くことを可能とした新規な同期発振
ＡＦＣ方式を提供せんとするものである。

以下図面を用いて本発明に係るＡＦＣ方式の一実施例に
ついて詳細に説明する。

第２図は本発明のＡＦＣ方式に用いる回路の一例を系統
図として示したもので、第１図と同等部分には同一符号
を付している。

本図においてブロックＣは遅延帰還回路を有する増幅回
路であるが本発明においてはこの回路に発振動作を行わ
せるので、ブロックＣを発振部と呼ぶことにする。

しかして本実施例においては該発振部Ｃの帰還ループ内
に遅延線５と直列にフィルタ１２および電子制御移送器
１３が接続されている。

このうちフィルタ１２は入力信号の周波数ｆｓに近い周
波数を通過させて周波数ｆｓのμ分だけを成長させ、こ
れ以外の周波数成分の成長を抑圧するためのものである
。

，また、上記移相器１３は後述する位相検出回路の
制御により遅延帰還回路の位相を調整し、所定周波数の
出力が得られるようにする。

なお、フィルター２としては、周波数特性の制御の可能
なものを用いその中心周波数を約ｆｓに制御しておく。

上記発振部Ｃの発振出力を受けるブロックＤは自動位相
制御の役割をなすので、このブロックＤを以後制御部と
呼ぶ。

制御部Ｄには発振部Ｃの発振出力が分岐回路１４を通じ
て与えられる。

分岐回路１４から送られた分岐出力は制御部Ｄ内の分岐
回路１５でふたたび２分される。

以下混合を避けるために、多数ある分岐回路に、第１、
第２両図を通じて符号の順に順位を付けて呼ぶことにす
る。

すなわち第１図の分岐回路４および１１、ならびに第２
図の分岐回路１４．１５を以後それぞれ符号順に第１〜
第４分岐回路と呼ぶ。

さて第４分岐回路１５で２分された信号の片方は直接に
、他方は遅延線１６を介して位相検出回路１７にそれぞ
れ加えられる。

上記遅延線１６は発振部Ｃ中の遅延線５よりも短い遅延
時間τ２を１ 有している。

この遅延時間τ２は通常約−τ１に２ 選ぶ。

両遅延線を区別するために発振部中の遅延線５を第１遅
延線、制御部Ｄ中のものを第２遅延線とする。

この接続により、元来単一信号であったものが２路に分
かれ、その片方は上記遅延時間τ２だけ遅らされるため
に両系統の間に位相差が生じ、これが位相検出回路１７
に、位相差に対応する出力電圧（たとえば位相差に比例
する直流電圧）を生じさせる。

このようにして第１遅延線５の遅延時間で１ごとに生ず
る位相不連続が検出されたことになる。

この検出電圧を、上記移相器１３に対し位相の不連続を
打ち消すような向きに印加する。

このようにすれば、増幅器３の出力中において時間τ１
ごとに生ずる位相の不連続的ないし不規則的な変化は打
ち消され、ｒ１よりも充分長い時間に亘って完全に一定
位相の発振数が得られ、さらに連続波の発振も可能であ
る。

この発振波すなわち増幅器３の出力は第３分岐回路１４
を通じて出力端子１９から取り出される。

発振を停止させるには、ゲート回路６を遮断状態にすれ
ばもはや増幅器３は無帰還増幅器となるから発振はただ
ちに停止する。

なお１８は位相検出回路１１の出力を増幅する直流増幅
器である。

つぎに、上述のようにして発振停止後異なる搬送周波数
を有するマイクロ波パルスが入力端子１に印加されたと
しよう。

この場合には前述と同様にゲート回路を開いて帰還動作
を行わせれば、制御回路Ｄの出力電圧が自動的に入力信
号の周波数に応じて変化する。

これに伴って電子制御移相器１３の移相の量が変化して
自動的に入力信号の搬送周波数に追従する。

このようにして電子制御移相器１３の正常動作可能な範
囲内で入力信号の搬送周波数に等しい周波数の発振出力
を取り出すことができる。

以上説明した本発明に係るＡＦＣ方式はＶＣＯを用いな
いのでｖＣＯの特性の温度による変動にわずらわされる
ことなく、かつ遅延帰還を施した増幅器から直接目的と
する信号を取出すことができて、高確度の固定発振器を
必要としないという優れた利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の同期発振ＡＦＣ方式に使用される回路の
構成を示す系統図、第２図は本発明に係るＡＦＣ方式に
使用される回路の一例構成を示す系統図である。 Ａ・・・・・・遅延帰還回路部、Ｂ・・・・・・ＡＦＣ
回路部、Ｃ・・・・・・発振部、Ｄ・・・・・・制御部
、１・・・・・・入力端子、４，ＩＬ１４，１５・・・
・・・それぞれ第１〜第４分岐回路、５・・・・・・第
１遅延線、６・・・・・・ゲート回路、７・・・・・・
混合回路、８・・・・・・周波数弁別回路、１３・・・
・・・電子制御移相器、１６・・・・・・第２遅延線、
１８・・・・・・直流増幅器、１９・・・・・・出力端
子。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 帰還ループ内に信号遅延手段および電気信号で制御
   される移相器を有する帰還増幅器に高周波パルスを入力
   し、該増幅器出力の一部を分岐して位相制御回路に入力
   することにより上記増幅器出力中の帰還ループによる位
   相変化を検出し、この検出出力を上記移相器に加えるこ
   とにより上記高周波成分の位相変化を補正し、以って上
   記帰還増幅器の出力端から一定の周波数を有する高周波
   信号を得ることを特徴とする同期発振ＡＦＣ方式。 ２ 分岐された増幅器出力をさらに２分し、その片方を
   直接に、他方をある所定時間遅延させた後にそれぞれ位
   相検出回路に印加することにより移相器の制御用電気信
   号を発生させることを特徴とする特許請求の範囲第１項
   に記載の同期発振ＡＦＣ方式。