JPS5961307A - 周波数弁別器 - Google Patents

周波数弁別器

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JPS5961307A
JPS5961307A JP57172164A JP17216482A JPS5961307A JP S5961307 A JPS5961307 A JP S5961307A JP 57172164 A JP57172164 A JP 57172164A JP 17216482 A JP17216482 A JP 17216482A JP S5961307 A JPS5961307 A JP S5961307A
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Tokihiro Mishiro
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    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03LAUTOMATIC CONTROL, STARTING, SYNCHRONISATION OR STABILISATION OF GENERATORS OF ELECTRONIC OSCILLATIONS OR PULSES
    • H03L7/00Automatic control of frequency or phase; Synchronisation
    • H03L7/06Automatic control of frequency or phase; Synchronisation using a reference signal applied to a frequency- or phase-locked loop
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  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)

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】 (1)  発明の技術分野 本発明は周波数弁別器に関する。
(2)技術の背景 周波数弁別器は、予め定めた基漁周波数frがあるとき
、入力信号の周波数f、の変動に応じてIfl−fr+
に比例したレベルを有する直流電圧に変換するための回
路である。例えば衛星通信回線網では周波数f、の搬送
波に対してPSK等の変調を加えたデータが発信地上局
より送信され、人工衛星で一旦中継された後、その周波
数frで同調する受信地上局に至シ、元のデータが再生
される。この場合、搬送波の周波数frが如何なる場合
にも一足に保たれるならば受信地上局での同調は非常に
容易となる。ところが実際には発信地上局より周波数f
rで送信された信号が人工衛星を経由して受信地上局に
至ったときの該受信地上局における入力信号は周波数f
 からす敷;4て周波数f。
に変動する。この変動の要因は種々あるが、例えば人工
衛星内に設けられた水晶発振器1つをとってみても、そ
の安定度が10  程度とすると、人工衛星からの送信
周波数(仮シに13 GHzとする)は1.3kHz(
13X10X10  )も変動を生ずる。
このような変動には両地上局で発生した変動も累積され
、ときには25 kHzもの周波数すれとなることがあ
る。このように大きな周波数ずれ(1f1−f l)を
伴って受信地上局に至ったとすると、最早、固定の周波
数帯域を持った受信系では正常な動作を維持し得なくな
り、例えばデータ誤シを引起すことになる。
そこで前記受信系では人力信号周波数f、にトラッキン
グして動作するようにしている。つまシ、If、−fr
Iの差Δω(Δ2πf)の変動を追跡してこれに合わせ
て受信系を動作させる。いわゆるAFC(automa
tic frequency control )であ
る〇このAFCにおいて重要な役割を果すのが周波数弁
別器(以下単に弁別器(discrmlnator)と
も称す)であシ、Δωに比例した直流電圧Δvdcを出
力する。このΔV、。によって例えばVCO(vol 
tagecontrolled oscillator
)を制御すれば所望のトラッキングが行える。本発明は
このような周波数弁別器について言及する。
(3) 従来技術と問題点 第1図は従来の周波数弁別器の一例を示す回路図である
。本図において、11は同相ハイブリッド(H)であり
、入力信号sinを同相で2分岐する。2分岐された入
力信号slnはそれぞれ対応する第1平衡変調器14お
よび第2平衡変調器15の各第1人力に印加される。
一方、予め定めた基準周波数frの発振出力を送出する
基準発振器12は90’ハイブリツド(ψ)13に接続
し、ここで相互に900位相のずれた発振出力とな・た
メも分岐出力はそれぞれ対応する第1および第2平衡変
調器14および15の各第2人力に印加される。これら
平衡度?A器14゜15は一群の位相検波器であり、そ
れぞれf ±f、なる周波縁の18号を生成する。いわ
ゆるダブルバランスモノ−レータである。第1および第
2平波器17を経由して信号S1およびS2となる。こ
のうち信号S1は微分器(D)18を経て、微分された
・信号S11となる。そしてさら圧これら信号S2およ
びJを掛算器19において掛は合わせることによシ、目
的とする差の周波数Δω(1f1−frl )に比例し
たレベルの直流電圧Δvdcが得られる。
もう少し詳しく Hf1b明すると、前記信号S、およ
びS2は、相互に90°位相のずれた発振出力であって
、 Sl =ksin (Δωt) 82 = kcos (Δω1)  (たたしkは比M
’Zi)と表わせる。したがって、微分された信号81
′はs4 =−j−= kΔωμs(Δωt)t と外る。これら信号S1およびS、′を掛は合わぜれば
、 s; x s2=Δωに2(1千匹(2Δω1))とな
シ、直流成分(tを會まない成分)としてΔωk が得
られ、これがΔ■、。となる。な卦、交流成分弼(2Δ
ωt)は低域ろ波器(図示せず)によシ簡単に除去でき
る。第2図はΔVdcとΔωの関係を示すグラフである
。ただしkはlに正規化しである。本グラフによれば、
ΔVdcとΔω(入力信号周波数f10基準周波数fr
に対する変動分)とがリニヤに変化することが分る。っ
寸シ弁別感l斐(グラフ中の直線の傾き)はどの周波数
f1をとっても一定である。又、第1図における低域ろ
波器16.17のしゃ断層波数をPあるいはP′とする
と、前記直線の傾きは不変のままで該@線の両端は、図
中実線あるいは点線の如く変化する。
さて本発明が解決しようとする問題点について述べる。
この問題点とは、本出願人において所望する性能がこの
従来の弁別器によっては得られないことである。この所
望とする性能とは、■ 弁別感度を可変にしたいこと、 ■ 微分器18を排除したいこと、 ■ しゃ断層波数(P 、 P’)を超えてもなお且つ
弁別感度を零とせず、このためにAFCの引込み周波数
範囲に比してしゃ断層波数を低くしたいこと、03点に
ある。上記■の性能は、伝送データの伝送速度に応じて
AFCの引込み周波数範囲を広く又は狭くする8袂があ
るが、この場合、広い範囲においては弁別感度を下げ(
受信系増幅器の飽和を防ぐため)、一方狭い範囲では弁
別感度をできるだけ上げたいという要求に合致する。上
記■の性能は、回路構成の簡単化、 且つ弁別器の安定化を図シたいという要求に合致する。
上記■の性能は、AFCの動作可能な信号対雑音比の限
界を改善したいという要求に合致する。
(4)発明の目的 したがって本発明は上記問題点に鑑み、上記■。
■および■の性能を満足することのできる周V数弁別器
を提案することを目的とするものである。
(5)発明の構成 上記目的を達成するために本発明は、第1図に波器に・
と〕婁実力と共に、これら高域および低域ろ波器の次数
を同一にし、さらに各々のしゃ新局1皮数も同一にした
ことをl時機とするものである。
(6)発明の実施例 第3図は本発明に基づく1実施例を示す回路図である。
なお第1図と同一の構成袂素は同一の参照信号をもって
衣わす。したがって、高域ろ波器31と低域ろ波器32
が新たに導入された構成要素となる。これらは第1図の
構成要素16,17卦よび18に代わるものである。第
4.5,6゜7および8図を参照しながら第3図の動作
を説明する。ただし、第3図における第1および第2平
衡変調器14.15の各出力までの動作は第1図におけ
る既述の動作と全く同じである。第4図は第3図におけ
る高域ろ波器31と低域ろ波器32の各第1の特性を示
す図であり、ここに第1の特性とは振幅−周波数特性を
意味する。図中HPF。
およびLPF、はそれぞれ高域および低域ろ波器31゜
32の各第1の特性曲線である。なに1これら高域およ
び低域ろ波器31.32の一例を、後の第7図および第
8図に示しておく。第7図は1次の高域ろ波器の一般例
を示す回路図、第8図は1次の低域ろ波器の一般例を示
す回路図であり、共にCRタイプのものを掲げた。この
他コイルとコンデンサによって形成されるものもある。
第4図において振幅は1,0.5のように正規化して示
しである。周波数OではLPF、が1、HPFlが01
逆に周1皮数が高くなるとLPF、は0へ収束し、HP
Flは1へ収束する。ここで注目すべきことは、LPF
lもHPF、も共に同一のしゃ断層波数P(振幅0.5
)を有することである・このように1同一のしゃ断層波
数Pにすることにより、後に説明する第6図の特性にお
いて、周波数fr+Pおよびfr−Pで共に極値十〇、
25および−0,25(0,25=0.5 Xo、5)
に相当する一雉のΔvdaを有する略3次曲線が得られ
る(これは第2図の一次直線と異なる)。
次に前記ろ波器の第2の特性について述べる。
第5図は第3図における高域ろ波器31と低域ろ波器3
2の各第2の特性を示す図であシ、ここに第2の特性と
は位相−周波数特性を意味する。図中HPF  および
LPF2 はそれぞれ高域および低域ろ波器31.32
の各第2の特性曲線である。
)IPF  は周波数Oで位相−90°であシ、周波数
の増加と共に位相0へ収束する。逆にLPF2は周波数
0で位相0であり、周波数の増加と共に位相+90°へ
収束する。第5図の特性よシ、HPF2とLPF2は、
周波数に拘らず同位相で変化することが分る。これは、
第1図において低域ろ波器16の出力位相を微分器18
を介して移相し、低域ろ波器17の出力と同位相にする
ことに相当する。
したがって、本発明によれば微分器なしに同様の目的が
達せられる(既述した’f’f+望の性能の■項参照)
さて仄に、第3図の高域および低域ろ波器31゜32か
らの各出力を掛算器19にて掛は合わせ、所望の出力Δ
vdcを得る。第6図は第3図における掛算器19の出
力特性を示す図であシ、横軸は周波数(入力信号S1n
の周波数)であシ縦軸は而流電圧ΔV、。である。第6
図に示す特性は、第2図に示したl[¥性に相当するも
のであるが、第2図の場合と全く異なる特性が得られる
。第1の特徴は周波″21fr十P(Pは既述のしゃ断
層波数)又はf、−Pを超えても、第2図のようにΔV
、。が即座に零に変化せず、一定の帯域幅をもって徐々
に零に至ることである。このことはしゃ断層波数Pを低
く設足した場合でも、なお弁別感度は消滅しないことを
意味し、AFCの引込み周波数範囲を相対的に広げるこ
とができる。っま、9 AFCの動作可能な侶号対雑音
比の限界を改善できる(既述した所望の性能の0項に対
応)。第2の特徴は、しゃ断層波数p ′f:p’へず
らした場合に、Δvdcを一定に保ちつつ略3次曲線を
保持することである。
Δvdoが一定に保たれるのは、第4図において説明し
たように低域および高域ろ波器31.32の各しゃ断層
波数Pが同一に設足される(振幅は共に0.5)からで
ある。すなわち、前記の一定に保たれるΔVd cは0
.25 (0,5X O,5’)の一定値に相当する。
この結果、第6図の実線曲線(しゃ断層波数P)の略−
次直線の部分の傾きに比して、点線曲線(しゃ断層波数
p / )の1略−次直線の部分の傾きが急になる(弁
別感度が高くなる)。これに対し、第2図における弁別
感度(直線の傾き)は、 P 、 P’に拘らず一定で
あり可変にできない。
弁別感度が可変にできることは、受信系の増幅器の性能
は一定としたままでより高効率に伝送データの伝送速度
の変化に適応できることを意味する(既述したnr望・
の性能0項参照)0上述の説明は、共に1次の低域〉よ
び高域ろ波器31.32を用いる場合を例にとったが、
共に2次のる波器でも良い。この場合は、第7図および
第8図の各構成をもう1段それぞれカスケード接続する
。ただし、2次又は3次以上にすると、第6図において
、右側帯域C>f−トP)および左側帯域(<j+P)
での豆下りおよび立上シがそれぞれ急になり、むしろ第
2図の特性に近くなるので好ましくない(既述のM望の
性能の0項に相当)。したがって、1次のる波器31.
32とするのが好適である。又、これらろ波器31.3
2は同次でなければならない。同次でないと、第4図お
よび第5図に示したような特性が得られず、第1図の微
分器を排除する効果が無くなる。又、第6図のような特
性も得られなくなる。
(7)発明の詳細 な説明したように本発明によれば、既述した所望の性能
■、■および■を同時に満足することのできる周波数弁
別器が実現される。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の周波数弁別器の一例を示す回路図、第2
図はΔV、。とΔωの関係を示すグラフ、第3図は本発
明に基づく1実施例を示す回路図、第4図は第3図にお
ける高域ろ波器31と低域ろ波器32の各相1の特性を
示す図、第5図は第3図における高域ろ波器31と低域
ろ波器32の各相2の特性を示す図、第6図は第3図に
おける掛算器19の出力特性を示す図、第7図は1次の
高域ろ波器の一般例を示す回路図、第8図は1次の低域
ろ波器の一般例を示す回路図である・11・・・同相ハ
イブリッド、12・・・基準発振器、13・・・90°
ハイブリツド、14・・・第1平衡変調器、15・・・
第2平衡変調器、19・・・掛算器、31・・・高域ろ
波器、32・・・低域ろ波器。 特許出願人 富士通株式会社 特許出願代理人 弁理士  青 木   朗 弁理士 西舘和之 弁理士  内 1)幸 男 弁理士  山 口 昭 之 ン・1図 第20 第3図 1 第4図 第5図 第6図 第7図 手続補正書 昭和58年?月27日 特許庁長官層 杉 第11  大 殿 1、事件の表示 昭和57年 特許願  へ’g372164号2、発明
の名称 周波部1弁別器 3、補正をする者 事件との関係  特許出願人 名称(522)  ”b’+士追を礼式会社4、代理人 (外 3 名) 5、補正の対象 明細書の[発明の詳細’l j!?、 !!’、I J
の(閘6、補正の内容 明細■1の「発明の詳細な説明」の榴を次のとおり補正
しオす。 (7)第8貝第83〜9行目 「参服信号」を「参■)1番号」と補正します。 (イ)第12頁第15〜16行目 「左側帯域(〈f、+P)  での立下りおよび立上シ
が」を「左側帯域((fr−P)での傾斜が」と補正し
ます。 34−

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、入力信号を2分岐する同相へイブリッドと、2分岐
    された該入力信号を各々の第1人力に受信する第1平衡
    変調器および第2平衡変調器と、前記入力信号の周波数
    を弁別するための基漁周波数を有する発振出力を送出す
    る基進発振器と、該基進発振器からの発振出力を相互に
    90°位相のずれた2つの発振出力に2分岐し且つ2分
    岐された該発振出力を前記第1および第2平衡変調器の
    各第2人力に印加する90°ハイブリツドと、前記第1
    平衡変調器からの出力を受信する高域ろ波器と、前記第
    2平衡変調器からの出力を受信し且つ前記高域ろ波器と
    同次であってしかも同一のしゃ断層波数を有する低域ろ
    波器と、前記高域ろ波器および低域ろ波器からの各出力
    を掛は合わせる掛算器とからなシ、該掛算器の出力から
    前記入力信号の周波数と前記基準周波数の差に比例した
    レベルを有する直流電圧を得ることを特徴とする周波数
    弁別器。 2、高域ろ波器および低域ろ波器が各々1次のる波器で
    ある特許請求の範囲第1項記載の周波数弁別器。
JP57172164A 1982-07-07 1982-09-30 周波数弁別器 Granted JPS5961307A (ja)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
JP57172164A JPS5961307A (ja) 1982-09-30 1982-09-30 周波数弁別器
US06/510,182 US4651104A (en) 1982-07-07 1983-07-01 Frequency converter with automatic frequency control
DE8383303972T DE3380682D1 (en) 1982-07-07 1983-07-07 A frequency converter
EP83303972A EP0099702B1 (en) 1982-07-07 1983-07-07 A frequency converter

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JP57172164A JPS5961307A (ja) 1982-09-30 1982-09-30 周波数弁別器

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JPS6349406B2 JPS6349406B2 (ja) 1988-10-04

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