JPS5935534B2 - Ｐｌｌ回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、プレストーク方式の無線装置に使用するＰＬ
Ｌ回路に関し、更に詳細には無線装置を送信状態に切り
替えた場合の信号同期過程を改良したＰＬＬ回路に関す
る。

ＶＨＦ帯やＵＨＦ帯の移動無線機として使用されるプレ
ストーク方式の無線送受信装置は、一般に次のような条
件を満すことが要求されている。

１ 送信周波数および受信周波数の信号源としてＰＬＬ
（Ｐｈａｓｅ−ＬｏｃｋｅｄＬｏｏｐ）回路の出力信号
は、高度なＳ／Ｎ（信号対雑音比）およびＣ／Ｎ（搬送
波電力対側帯波雑音電力比）を有すること。

２ スイッチ操作により無線送受信装置を受信状態から
送信状態に切り替えるとき、すなわちプレストーク時に
、ＰＬＬ回路の位相同期時間が十分短いこと。

３ 無線送受信装置が振動あるいは衝撃を受けたとき、
ＰＬＬ回路の前記したＳ／ＮおよびＣ／Ｎの劣化が少な
いこと。

第１図はこのような厳しい条件を満すことのできる従来
用いられたＰＬＬ回路を示したものである。

この回路では各回路部品への電源供給を制御することに
より、無線送受信装置を送信状態または受信状態に切り
替える。図示しないプレストークスイッチに連動するス
イッチ１がこのためのスイッチであり、スイッチ１の接
片をａ接点側に接続させるとＰＬＬ回路は送信状態とな
る。

この状態ではａ接点に接続された電源ライン２を通じて
送信用基準発振器３および送信用電圧制御発振器４に電
源が供給され、これらが動作する。この結果送信用基準
周波数発振器３による周波数ｆＲ１の発振出力が位相比
較器５に供給される。ところで電源Ｖｃｃに直接接続さ
れた電源ライン６を通じて、位相比較器５、ローパスフ
ィルタＴ緩衝増幅器８および分周器９には常時電源が供
給されている。

位相比較器５は送信用電圧制御発振器４から送信出力端
子１ロヘ供給される発振出力の一部を分周器９で分周し
て得られた信号と、前記した周波数ｆＲ、の発振出力と
の位相比較を行う。

そして位相差に応じて現われた出力電圧をローパスフイ
ルタ７を介して送信用電圧制御発振器４に印加する。送
信用電圧制御発振器４は印加電圧に応じて発振周波数を
変化させる。従つて分周器９の分周数をＮとすると送信
用電圧制御発振器４は位相が同期した段階でＮ）ＫｆＲ
ｌの周波数の信号を出力する。なおローパスフイルタ７
は不必要な雑音を除去してループの安定化を図るために
用いられる。また送信用電圧制御発振器４と分周器９の
間には緩衝増幅器８が設けられているが、これは分周器
９で発生するスプリアス成分を送信出力端子１０へ直接
伝達させることを阻止する役割をもつ。次にスイツチ１
の接片をｂ接点側に接続させるとＰＬＬ回路は受信状態
となる。

そしてｂ接点側に接続された電源ライン１１を通じて受
信用基準発振器１２および受信用電圧制御発振器１３に
電源が供給され、これらが動作する。この結果受信用電
圧制御発振器１３から受信出力端子１４へ供給される発
振出力の一部を分周器９で分周して得られた信号と、受
信用基準周波数発振器１２から出力される周波数ＦＲ２
の発振出力との位相差が位相比較器５で検出される。

そして前記したと同様の原理で受信出力端子１０からＮ
×ＦＲ２の周波数をもつ信夛が出力される。このＰＬＬ
回路では分周器９の分周数ＮをＶＨＦ帯の無線送受信装
置の場合４または８、あるいはＵＨＦ帯の無線送受信装
置の場合８というようにできるだけ小さな値に設定して
いる。そして位相比較器５による位相比較周波数を数１
０ＭＨｚと高く設定しているので、位相同期ループの自
然角周波数ωｎを非常に大きな値とすることができる。
従つて自然周波数Ｆｎ（一ωｎ／２π）を例えばほぼ４
００？とすることができ、位相同期ループから出力され
る出力信号のＳ／ＮまたはＣ／Ｎを広いオフセツト周波
数の範囲でほぼ次式の関係に保つことができる。出力信
号のＳ／Ｎ（またはＣ／Ｎ）〔ＤＢ〕一基準周波数発振
器に使用している水晶発振器のＳ／Ｎ（またはＣ／Ｎ）
〔ＤＢ〕＋２０１０ｇＮＣｄＢ〕。

この結果振動や衝撃による電圧制御発振器のＳ／Ｎまた
はＣ／Ｎの劣化については、ループ利得が大きいので十
分抑圧することができた。またＰＬＬ回路の同期時間も
非常に短かくできる等の長所があつた。ところがこのＰ
ＬＬ回路は、無線送受信装置を受信状態から送信状態に
切り換えた直後、妨害電波の原因となる同期のとれてい
ない信号を出力するという欠点があつた。

すなわちこの回路では前記した理由で位相同期時間を理
論的に数μＳｅｃ以下とすることができるが、実際には
スイツチ１の切換えによる送信用基準発振器３の立上り
時間が数Ｍｓｅｃと非常に遅く、この間先に立上つた送
信用電圧制御発振器４から同期のとれない信号が出力さ
れてしまつていた。スイツチをａ接点に切り換えた時点
からの時間変化ｔ（Ｍｓｅｃ）を横軸にとつた第２図は
このような現象を説明するためのものである。

このうち同図ａは縦軸に送信用基準周波数発振器３の整
流された出力レベルをとつて、送信用基準周波数発振器
３の立上り状態を示している。送信用基準周波数発振器
３の立上りはスイツチ１の切り換えによる電源電圧の立
上り時間によつても影響を受けるが、時定数が小さく設
定して電源電圧の立上り時間を１０μＳｅｃ以下とすれ
ば、送信用基準周波数発振器３の立上りをこの分だけ多
少短縮することができる。

ところが送信用基準周波数発振器３を構成する水晶発振
器の水晶振動子は、そのＱ（ＱｕａｌｌｔｙｆａｃｔＯ
ｒ）が非常に大きいため電源が印加されてから定常状態
に達するまでに結局数Ｍｓｅｃ（図では約２ｍｓｅｃ）
を要してしまつＯ一方、送信用電圧制御発振器４の方は
、その周波数決定要因となる素子のＱが比較的小さい。

従つて縦軸に送信用電圧制御発振器４の整流された出力
レベルをとつた第２図ｂから明らかなようにスイツチ１
によつて電源電圧が印加されるとほぼ同時に、送信用電
圧制御発振器４は定常の発振出力に到達する。この結果
縦軸に送信用電圧制御発振器４を制御する制御電圧（ロ
ーパスフイルタ７の出力電圧）ＶｃＯｎをとつた第２図
Ｃから明らかなように、スイツチ１が切り換えられてか
ら水晶発振器が定常状態に到達するまでの間（図では約
１．５ｍｓｅｃ）、制御電圧ＶｃＯｎは高い周波数で振
動する。これにより送信用電圧制御発振器４はこの間異
常な周波数変調を受け、同期のとれない信号を出力して
しまう。なお制御電圧ＶｃＯｎの振動は、スイツチ１を
切り換えた直後と同期状態に入る直前において極大とな
つている。

前者のものは、受信用基準周波数発振器１２内の水晶発
振器の出力が、スイツチ１の切り換えによつて立下がる
過程で生じる。また後者のものは送信用基準周波数発振
器３内の水晶発振器の出力が、スイツチ１の切り換えに
よつて立上る過程で生じる。このような同期のとれない
信号が送信出力端子１０に供給されアンテナから空中に
発射される時間は、遂Ｍｓｅｃ以下の非常に短い時間で
ある。

しかしながら、この信号は規定の周波数範囲に収まらな
いので、時として交信中の受信機以外の受信機に受信さ
れてしまい。クリツク音として妨害を与えることがある
。従つてＰＬＬ回路を用いた従来のプレストーク方式の
無線送受信装置では、ＰＬＬ回路から同期のとれない信
号が出力されている間送信出力を断とする対策が採られ
Ｃいた。

ところでこの種の無線送受信装置では送信用の電力増幅
部における増幅器の段数をできるだけ少くｆる必要があ
り、送信用電圧制御発振器４の出力をできるだけ大きく
する要請があつた。しかしながらこの要請に応えると送
信用電圧制御発振器４の出力側に送信出力を断とする有
効なゲート回路を構成することができない。従つて従来
のＰＬＬ回路では結局送信用電圧制御発振器４の出力を
十分増大させえないという問題があつた。本発明はこの
ような事情に鑑みてなされたもので、送信用電圧制御発
振器の出力信号にすでに非同期の信号を含むことのない
ＰＬＬ回路を提供することを目的とする。

本発明では無線送受信装置が受信状態から送信状態に切
り換えられてから送信用基準周波数発振器が定常状態に
到達するまでの間、送信用電圧制制発振器の動作を停止
させることとして、前記した目的を達成する。

以下実施例に゛つき本発明を詳細に説明する。

第１図と同一部分には同一の符号を付した第３図は本発
明の一実施例におけるＰＬＬ回路を示したものである。
この回路では、プレストークスイツチに連動したスイツ
チ１のａ接点と送信用電圧制御発振器４とを結ぶ電源ラ
イン２Ａの途中に、遅延回路１５を介在させている。こ
れに対してａ接点と送信用基準周波数発振器３とを結ぶ
電源ライン２Ｂは直結されている。無線送受信装置が受
信状態にあるときスイツチ１の接片はｂ接点に接続され
ており、電源Ｖｃは電源ライン１１を通じて受信用基準
周波数発振器１２と受信用電圧制御発振器１３に供給さ
れている。

また電源Ｖｃｃは電源ライン６を通じて位相比較器５、
ローパスフイルタ７、緩衝増幅器８、それに分周器９へ
常時供給されている。この結果受信用基準周波数発振器
１２の発振周波数をＦＲ２また分周器９の分周数をＮと
すると、受信出力端子１４にはＮＸｆＲ２の周波数を）
つ出力信号が得られる。無線送受信装置の扱者がプレス
トークスイツチを操作し、装置を受信状態から送信状態
に切り換えたとする。

このときプレストークスイツチに連動するスイツチ１の
接片はａ接点に接続される。この時点から電源ライン２
Ｂを通じて送信用基準周波数発振器３に電源が供給され
る。スイツチ１をａ接点に切換えた時点からの時間変化
ｔ（Ｍｓｅｃ）を横軸にとつた第４図において縦軸に送
信用基準周波数発振器３の整流された出力レベルをとつ
た同図ａは、この状態における同発振器３の立ち上り状
態を示したものである。

この図に示されるように送信用基準周波数発振器３は約
２ｍｓｅｃで定常状態に到達する。一方縦軸に送信用電
圧制御発振器４の整流された出力レベルをとつた同図ｂ
に示されるように、送信用電圧制御発振器４への電源の
供給は、遅延回路１５により約３ｍｓｅｃ遅延される。

この遅延時間は送信用基準周波数発振器３が立上がる時
間に若干の余裕をみて設定されている。第５図はこの遅
延回路の具体的構成を表わしたものである。

スイツチ１がａ接点側に切り換わると、抵抗Ｒ１を通じ
て電流が流れコンデンサＣ１が充電される。これに伴い
抵抗Ｒ２，Ｒ３を介してコレクタを電源Ｖｃｃに接続し
たエミツタ接地型トランジスタＴＲｌのベース電位が上
昇する。そして抵抗Ｒ１およびコンデンサＣ１により定
まる時定数でトランジスタＴＲｌが導通する。この時間
を約３ｍｓｅｃに設定しておく。エミツタを電源Ｖｃｃ
に接続しベースを前記抵抗Ｒ２，Ｒ３の分圧点に接続し
たトランジスタＴＲ２もトランジスタＴＲｌの導通時に
導通する。

この結果スイツチ１の切り換えから約３ｍｓｅｃ後に、
トランジスタＴＲ２のコレクタから送信用電圧制御発振
器４へ電源が供給されることとなる。なおスイツチ１の
ａ接点とアース間に接続された抵抗Ｒ４は、スイツチ１
がｂ接点側に切り換えられたときコンデンサＣ１の電荷
を放電させるためのものである。

第４図Ｃは縦軸に送信用電圧制御発振器４を制御する制
御電圧ＶｃＯｎすなわちローパスフイルタ７の出力電圧
をとつたものである。

送信用電圧制御発振器４に電源が供給されていないとき
、同発振器４の出力はない。従つて位相比較器５はこの
間位相比較器５自身が持つ無人力時のバイアス電圧、こ
の場合約７．５Ｖの電圧を出力する。スイツチ１か切り
換えられてから約３ｍｓｅｃ後、送信用電圧制御発振器
４に電源が供給８れると、これとほぼ同時に同発振器４
が立上がる。これと共に位相比較器５は、送信用基準周
波数発振器３から供給される定常状態に達した発振出力
と分周器９により分周された送信用電圧制御発振器４の
発振出力とを比較する。この結果ＰＬＬ回路は送信用電
圧制御発振器４の立土りとほぼ同時に同期を完了する。
これにより制御電圧ＶｃＯｎは送信用電圧制御発振器４
を規定の周波数で発振させるための電圧、この場合は約
７．８ＶＶ）電圧に落ち着く。詳細に観測したところ送
信用電圧制御発振器４に電源が供給されてから同期が完
了するまでの時間は、５０μＳｅｃ以下であつた。この
ように本発明によれば送信用電圧制御発振器が同期のと
れない信号を出力する時間は実用上問題とならない時間
となるので、送信出力を一時的に断とするゲート回路が
不要となる。

従つて送信用電圧制御発振器の発振出力を自由に大きく
することができ、次段の電力増幅部における増幅器の段
数を減少させることができるので、無線送受信装置の小
型化、低価格化を図ることがでさる。なお、本実施例で
は各回路部品の動作の制御を電源の供給のオン・オフに
より行つたが、これ以外の方法で行うことも可能である
ことはいうまでもない。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のＰＬＬ回路のプロツク図、第２図はこの
ＰＬＬ回路における同期過程を説明するためのメモリシ
ンクロスコープ波形図、第３図〜第５図は本発明の一実
施例を説明するためのもので、このうち第３図はＰＬＬ
回路のプロツク図、第４図はこのＰＬＬ回路における同
期過程を説明するためのメモリシンクロスコープによる
波形図、第５図は遅延回路の回路図である。 １・・・・・・スイツチ、３・・・・・・送信用基準周
波数発振器、４・・・・・・送信用電圧制御発振器、５
・・・・・・位相比較器、７・・・・・・ローパスフイ
ルタ、９・・・・・・分周器、１２・・・・・・受信用
基準周波数発振器、１３・・・・・・受信用電圧制御発
振器、１５・・・・・・遅延回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 送信周波数および受信局部発振周波数の信号源とし
   てＰＬＬ回路を用い、このＰＬＬ回路を構成する位相比
   較器、ローパスフィルタおよび分周器を少くとも送受信
   兼用の部品として使用する一方、基準周波数発振器およ
   び電圧制御発振器を送信用と受信用に各々独立して設け
   、プレストークスイッチの操作に連動してこれらを切り
   換えて使用して装置を送信状態または受信状態に置くプ
   レストーク方式の無線送信装置において、プレストーク
   スイッチの操作により受信状態から送信状態に切換わる
   とき、送信用基準周波数発振器が動作を開始してから少
   なくともこれが定常状態に達するまでの間、送信用電圧
   制御発振器の動作開始を禁止する遅延回路を設けたこと
   を特徴とするＰＬＬ回路。 ２ 遅延回路が送信用電圧制御発振器への電源供給を所
   定時間遅延させる回路であることを特徴とする特許請求
   の範囲第１項記載のＰＬＬ回路。