JPS59132210A - 周波数変調された可変周波数発振器の制御信号−周波数特性を自動的に線形化するための装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は周波数変調された可変周波数発振器の制御信号
・周波数特性を自動的に線形化するための装置に関する
。制御信号は発振器の制御入力に印加される電圧レベル
または電流レベルにより構成される定振幅信号、可変振
幅信号の何れでもよい。

信号により制御される可変周波数発振器は周知であり、
高い分光純度や分解能を有する周波数合成器を構成する
ためによ（用いられる。周波数合成器では無線と空間中
継の周波数移動度を増すことが可能となるため、周波数
逓倍器を併用して局部発振器の固定周波数の結晶を有す
るパイロット周波数発振器を用いるより、その代りに周
波数合成器を用いるのが有利である。従って、固定周波
数を有する個々に独立した周波数変調器を使って、その
次に変調されない合成器から出るヘテロダイン信号を介
して周波数変換するよりも、アナログ多重送信システム
かデジタル列の何れかによって直接合成器を周波数変調
する方が簡単がり経済的である。

しかしながら電波送信機用め周波数変調合成器な構成す
るにはある種の困難さが伴なうため、これを克服する必
要がある。従って、受信機が正しく動作することを目的
とするほとんどの用途においては、復調後受ける電波の
信号対ノイズ比が一定値を保つことが望ましい。このこ
とから送信レベルにおいて周波数変調レベルを一定に維
持することにより、受信機において接続チャンネルの周
波数いかんにかかわらず、一定指数で変調された電波を
復調できるようにすることが必要となる。

従って合成器の直接的な周波数変調の原則としては、使
用される可変周波数発振器の周波数−電圧特性または周
波数壷電流特性が有効変動範囲内でもできるだけ一定で
あって、周波数変調された信号の変調指数がほぼ一定数
値に維持されるようにすることが要求される。しかし残
念ながら、電圧制御される可変周波数発振器のほとんど
がこの要件を満たしていない。これは特に、発振器をそ
の動作周波数に同調させ、またその周波数変調を引き起
こすために用いるバリキャップ形可変キャパシタンスダ
イオードの固有の特性によるものである。

過去においては、ダイオード線形化装置を介して可変周
波数発振器の制御電圧・周波数特性を補正する、つまり
可変周波数発振器の周波数・電圧特性の逆特性をダイオ
ードネットワークを介して連続的に接近させることで合
成することによってこの問題を解決していた。動作周波
数帯域が比較的大きい場合、この解決法では多数のセグ
メントを有する補正器が必要となる上、このような線形
化さねた可変周波数発振器の再生産は難かしいことが多
く、また使用されるダイオードの電気的特性にばらつき
があるため大幅な調整も必要となる。

ＹＩＧ発振器を使って周波数合成器を実現するというも
う１つの解決法も知られている。ＹＩＧ発振器の制御電
流・周波数特性は非常に直線的であるが、これには極め
て厄介だという欠点がある。

ＹＩＧはイツトリウム・インジウムｅガーネットを表わ
す。ＹＩＧ発振器とは結晶のジャイロ共振現像を用いる
もので、その動作周波数は結晶の両端に印加される磁界
を用いて調整される。

本発明の目的は、以上に述べた欠点を克服することにあ
る。

従って本発明は、周波数変調された可変周波数発振器の
制御信号自局波数特性を自動的に線形化するための装置
に関する。この可変周波数発振器において、発振器の動
作周波数は変調信号に基いて獲得されるが、この変調信
号の振幅は調整手段によって所望の周波数変調された信
号の変調指数の関数として調整され、変調信号は周波数
変調さ器により供給される周波数変調された信号に対応
する信号が印加され、またその通過帯域は変調周波数に
関係ない命令入力に対し印加される周波数変調された信
号に対応する周波数濾波した信号をその出力において得
るべ（調整される位相ロックループと、発振器の出力に
おいて獲得される周波相ロックループのに力士出力に接
続されている位相復調器と、第１人力が位相復調器の第
１人力に接続され、その第２人力には変調信号の振幅を
調整するための手段用の制御信号を比較器出力において
獲得するように所望の変調指数に対応する基準信号が印
加される比較器回路とから成り、発振器出力において発
生される周波数変調された信号の変調指数を所望の変調
指数に永久的に調整するように構成されている。

本発明に拠る装置は周波数制御される可変周波数発振器
を自動的に線形化するのを可能にし、その制御電圧−周
波数特性または電流０周波数の特性は比較的幅広い周波
数帯域においてもランダムなもので良いという長所をも
つ。この解決法ではアナログ多重送信システムかデジタ
ル多重送信システムのどちらかによって周波数変調にお
いて合成器を直接的に変調できる。ダイオード線形化装
置と比較した場合、本発明による装置では特別な設定が
要らず、このことはその工業化を太いに助けるものであ
る。さらに本発明による装置の構成については少数の付
随的電子部品を用いるだけで良く、決して難かしいもの
ではない。

以下、非制限的な実施態様と添付図面に沿って、本発明
についてより詳細に説明する。

第１図に参照符号１で示す本発明による装置は、位相ロ
ックループ２と位相復調器３と比較器回路４とから成る
。装置１に接続された可変周波数発振器（ｖｃｏ）５は
、制御手段６によりその動作周波数に同調され、変調信
号により周波数変調される。この変調信号は、発振器５
により発生される信号の変調指数を一定に保つため、可
変周波数発振器５の変調制御入力に印加される変調信号
の振幅を調整するための調整手段７を通じて変調制御入
力に印加される。装置１は比較器回路４を経由して調整
手段７に接続されており、位相ロックループ２の命令入
力と位相復調器３の第１人力により発振器５の出力に接
続されている。位相ロックループ２の出力信号は可変周
波数発振器５の出力により供給される信号によって位相
決定され、その伝達関数はその出力信号が入力信号の変
調周波数とは無関係に入力信号を再生するような方法で
決定される。復調器３は位相ロックループ２の出力によ
りその第１人力に印加される変調されない信号を、可変
周波数発振器５によりその第２人力に印加される変調さ
れた信号と比較する。こうして位相復調器は変調信号を
復元してそれを比較器回路４の第１人力に印加し、比較
器回路はそれを第２人力に印加される基準信号ＶＲＥＦ
　と比較するが、これが所望の変調指数値に相当するも
のである。比較器回路４の出力が、その数値が変調信号
と基準信号ＶＲＢＦ　との差に相当する制御信号を調整
手段５０制御入力に対し供給することにより、可変周波
数発振器５と線形化装置１の各要素とにより構成される
帰還ループを比較器回路４により検出される変調信号と
基準信号ＶＲＥＦ　との間の差を消去するべく反応させ
ることが可能になる。この差が消去されると、可変周波
数発振器５により発生される周波数変調された信号の変
調指数が基準信号ＶＲＥＦのレベルにより示される所望
の変調指数に相当するものとなる。

次に第１図の装置の構成上の変形例として、第２図の概
略図に関連して説明する。第１図と同様の要素について
は第２図においても同一の参照符号が付されている。第
１図と同じく、線形化装置１は、点線で囲って示される
位相ロックループ２と、位相復調器３と、やはり点線で
囲って示される比較器回路４とから成る。可変周波数発
振器５は、制御手段６を介して制御されるが、この制御
手段は第２図の場合周波数合成器のループにより構成さ
れる。第１図の場合と同じく、可変周波数発振器５は可
変減衰器７を通じて装置１により制御される。変調信号
は加算器８の出力により可変減衰器７０入力に印加され
る。加算器８は第２図においてはｍａ、ｘ　ｆ　１がｆ
。より小さくなる周波数ｆ。

とｆ□をそれぞれ有する２つの正弦信号Ｘ。とｘｌを加
算する機能を有しており、このときｘｌは例えば図示さ
れていないデジタル多重送信システムにより供給される
変調信号を表わすものである。

可変周波数発振器９により構成される位相ロックグルー
プ２は、増幅器１０から成る積分器の出力により電圧制
御されており、増幅器１００入力と出力は直列に接続さ
れた抵抗器１１とコンデンサ１２を介して接続されてお
り、またその入力は抵抗器１４を通じて位相弁別器１３
は２つの入力を有する。第１人力は可変周波数発振器５
から命令信号を受け、第２人力は位相ロックループ２の
出力を構成する可変周波数発振器９からの信号を受ける
。第１図の場合と同様−位相復調器３は第１人力で可変
周波数発振器により供給される基準信号を受け、第２人
力において位相ロックループ２の出力により供給される
信号を受ける。位相復調器３の出力は、直列に接続され
たフィルタ１５、増幅器１６、整流器１７、積分器１８
から構成される比較器回路４の入力に印加される。積分
器１８は差動増幅器１９により形成され、その出力は直
列に接続したコンデンサ２０と抵抗器２１によりマイナ
ス（−→を付した入力上に再ループ化される。増幅器１
９のブイナス印の入力は抵抗器２２により整流器１７の
出力に接続され、増幅器１９のプラス（＋）の入力の方
は電位差計２３のスライダに接続されており、電位差計
２３は定バイアス電圧＋Ｕによって極性を与えられてい
るので所望の変調指数に相当する基準電圧ＶＲＥＦが電
位差計２３のスライダ上に現われる。増幅器１９の出力
は可変減衰器７の制御入力に接続される。

制御手段６を構成する周波数合成器のループは増幅器２
４により形成される積分手段から成り、その出力は直列
に接続されたコンデンサ２５と抵抗器２６を介して入力
に接続される。増幅器２４０入力は抵抗器２６ｂを通っ
て位相／周波数弁別器２７の出力に接続される。弁別器
２７は第１人力で基準周波数信号ＦＲを受け、第２人力
を直接に接続された固定順位割算器２８と可変順位割算
器２９とを介して可変周波数発振器５の出力につながれ
ている。ｐが割算器２８の割算順位を示し、ｎが可変割
算器の順位を示すとすると、可変周波数発振器５の出力
で得られる動作周波数Ｆ８は、割算器２Ｂと２９の割算
順位の積ｎ’ｐを基準周波数ＦＲＶｃ掛けたものに等し
い。位相ロックルーズ２０位相弁別器１３の第１入力と
位相復調器３の第１人力に印加される命令信号は、固定
順位割算器２Ｂの入力においてサンプリングされる。こ
う１して命令信号は、発振器５から出る信号の周波数Ｆ
ｓを割算器２８の順位ｐで割ったものに等しくなる。可
変順位割算器２９が割算器２Ｂにより供し、これが基準
周波数ＦｒＬ　と比較される。誤り信号が弁別器２７に
より供給されるが、これは増幅器２４から成る積分回路
により増幅および濾過の後、可変周波数発振器５０周波
数を周波数Ｆｓ−ＦＲＸｎＸｐ　に従属させることを可
能にする。

制御手段６を形成する合成器のループの通過帯域は、加
算器８により電圧制御される可変減衰器を通じて可変周
波数発振器５０周波数変調を直接性なうことができるほ
ど狭いものである。割算器２８の出力で得られる周波数
ユの信号はそれ自身変調指数で周波数変調されて、それ
が割算器２８の順位で割られる。第１図の動作に関連し
て先に述べたように、増幅器１ｏにより形成される積分
器の積分定数が位相ロックループ２に対し狭いループ通
過帯域を与えるほど大きい場合、位相ロックループ２が
この変調を消去することが可能となる。

しかしながら第２図の実施態様では、位相ロックループ
２が選択フィルタの機能を有しており、これが変調信号
Ｘ□を記録して変調信号Ｘ。を消去することを可能にす
る。この結果は位相ロックループ２の積分器の積分定数
に作用することで変調信号Ｘ。とＸエ　の最大周波数ｆ
。とｆｌ　の間にループ２の遮断周波数を置くことによ
って達成される。

このような条件下で、割算器２８から出る信号−」の復
調は位相弁別器３により直接的に実行される。位相弁別
器３はその第１人力において変調された信号」を受け、
その第２人力においては位相ロックループ２の出力にお
いて獲得される変相弁別器３かも出る変調信号Ｘ。に対
応する周波数ｆ。の復調された信号はフィルター５によ
り濾過され、増幅器１６により増幅され、直流電圧ｖｔ
を供給する整流器１７により整流されるが、電圧Ｖｔは
可変周波数発振器５により供給されて信号ｘｏにより変
調された信号の変調指数を表わすものである。電圧Ｖ、
は選択された基型電圧ＶＲＫＦと比較されて、誤り信号
が増幅器１９、コンデンサ２０、抵抗器２０と２１によ
る増幅と濾過の後、可変減衰器エフを制御する。次に増
幅器１９のプラス（＋）の入力上で命令電圧ＶＲＥＦ　
を調整することによって変調指数の調整が行なわれる。

第２図の実施態様においては、例えば３つの等しい振幅
の等距離搬送波を同時に伝送することを要求するような
多様な周波数を伴なう対流圏無線中継に対して可変周波
数発振器５が周波数を供給しようとする場合など、変調
信号Ｘ。とｘｌ　　を用いることは特に重要性を帯びる
。この場合、これら３つの搬送波の処理は大きい変調指
数（ｍ−１，４３）を用いて動作周波数の変調を行なう
ことにより直接的に実行されるが、その方法は例えば本
出願人出願のフランス特許出願第８００１８９８号に記
載されているものを用いる。この場合、変調信号Ｘ。が
周波数ｆ。で等間隔に置かれた３本の等振幅線を発生す
ることを可能にし、有効変調信号ｘ０は３本の線の各々
を変調することを可能とする。

以上本発明の原理について、具体的実施態様に関連して
説明して来たが、この説明はあ（までも例示的性質のも
ので、本発明の範囲な限定するものでないことは明白で
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による自動線形化装置の回路図、 第２図は演１図の装置の詳細な図である。 １・・・自動線形化装置、２・・・位相ロックルーズ、
３・・・位相復調器、　　４・・・比較器回路、５・・
・可変周波数発振器、 ６・・・制御手段、　　　７・・・調整手段、８・・・
加算器、　　　　　９・・・可変周波数発振器、１８・
・・積分器、　　　２８．２９・・・割算器。 出％入　　　　Ｆムンン一七エスエフ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１１発振器の動作周波数が発振器の制御入力に与えら
   れる制御信号に基いて得られると共に振幅が調整手段に
   より所望の周波数変調した信号の変調指数の関数として
   調整される変調信号に基いて変調周波数が得られており
   、前記変調信号は発振器出力において周波数変調した信
   号を得るべ（制御信号に加算される周波数変調された可
   変周波数発振器の制御信号争周波数特性を自動的に線形
   化するための装置であって、位相ロックループと位相復
   調器と比較器回路とからなっており、前記位相ロックル
   ープは命令入力を有しており、発振器により供給される
   周波数変調された信号に対応する信号が与えられ、且つ
   通過帯域が変調周波数の影響を受けない命令入力に与え
   られる周波数変調された信号に対応する周波数濾波信号
   を出力において得るように調整されており、前記位相復
   調器は発振器出力において得られた周波数変調された信
   号の変調指数に前記位相復調器に接続され、第２人力は
   変調信号の振幅を調整するための手段用の制御信号を比
   較器出力において得るために所望の変調指数に対応する
   基準信号が与えられており。 発振器出力において発生される周波数変調された信号の
   変調指数を永久的に所望の変調指数値に調整するように
   構成されている装置。 （２）可変周波数発振器の制御入力に与えられる制御信
   号が位相／周波数ロックループの制御手段の出力により
   供給される特許請求の範囲第１項に記載の装置： （３）位相ロックループの命令入力に与えられる命令信
   号が周波数割算器を用いて可変周波数発振器の出力にお
   いて得られる信号の周波数（Ｆ８）をωンで割ることに
   より得られる特許請求の範囲第２項に記載の装置。 （４）前記比較器回路が直列に接続されたフィルタと増
   幅器と整流器とから成り、可変周波数発振器により発生
   される信号の変調指数に対応する電圧レベルを増幅器の
   入力に与えて、整流器の出力において彰辱うれる電圧レ
   ベルを所望の変調指数に対応する基ホ電圧レベルと比較
   するように構成されている特許請求の範囲第３項に記載
   の装置。 （５）発振器制御信号に加算される変調信号は、周波数
   ｆユにより推定し得る最大値を周波数ｔｏが越えるよう
   なそれぞれの周波数ｆ。とｆ１０２つの変調信号を加算
   することから得られるものであり、位相ロックループの
   遮断周波数は周波数ｆ□の最大値より太き（周波数ｆ。 より小さくなるように調整されて位相ロックループの出
   力において景得優れる周波数濾波された信号が変調周波
   数ｆ。の影響を受けな（なり、また比較器回路の入力に
   Φ、えうれる基準信号は周波数ｆ。の信号により発振器
   の周波数変調の所望の変調指数に対応している特許請求
   の範囲第４項に記載の装置。