JPS60199260A - Pll変調回路 - Google Patents

Pll変調回路

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JPS60199260A
JPS60199260A JP59056931A JP5693184A JPS60199260A JP S60199260 A JPS60199260 A JP S60199260A JP 59056931 A JP59056931 A JP 59056931A JP 5693184 A JP5693184 A JP 5693184A JP S60199260 A JPS60199260 A JP S60199260A
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modulation
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Takashi Takagi
尚 高木
Fumio Matsushita
文雄 松下
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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03CMODULATION
    • H03C3/00Angle modulation
    • H03C3/02Details
    • H03C3/09Modifications of modulator for regulating the mean frequency
    • H03C3/0908Modifications of modulator for regulating the mean frequency using a phase locked loop
    • H03C3/095Modifications of modulator for regulating the mean frequency using a phase locked loop applying frequency modulation to the loop in front of the voltage controlled oscillator
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00Modulated-carrier systems
    • H04L27/10Frequency-modulated carrier systems, i.e. using frequency-shift keying
    • H04L27/12Modulator circuits; Transmitter circuits

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (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】 技術分野 本発明はPLL(フェイズロックドループ)変調回路に
関し、特にデータ通信に用いられるPLLループを使用
したFM変調回路に関する。
背景技術 PLL回路を用いてFM変調をなす場合には、第1図に
示す方式が一般的である。101は基準発振器であり、
この発振出力とVCO(電圧制御発振器)102の分周
器103による分周出力とがPD(位相比較器)104
にて位相比較される。この比較出力はLPF(ローパス
フィルタ)105を介して更には加算器106を介して
VCO]020制御信号となる。そして、変調波として
論理回路107からの論理データか、レベル変換器10
8においてレベル変換を受けて加算器106の1加算入
力となり、L P F 105の出力に直流的に重畳さ
れVCO]020制御信号として用いられるものである
。こうして、VCO102の出力圧は論理データに応じ
たFM信号波が得られることになる。
データ通信にこのPLL変調回路が用いられる場合には
、変調信号は論理回路107の出力であるために、レベ
ル変換器108によってこの論理レペル(例えばTTL
レベル)をvCO制御信号レベルに変換する必要がある
。この変換器IQ8の具体例が第2図に示されている。
図において、論理回路107(第1図参照)によるTT
Lレベルの出力信号は入力端子210を介して入カバソ
ファ201へ印加され、トランジスタ202及び抵抗馬
〜几、からなる初段アンプにて増幅される。この増幅出
力はカップリングコンデンサC1を介して、トランジス
タ203及び抵抗R4〜R1かもなる次段アンプへ供給
される。このアンプ出力はコンデンサC2を介して、オ
ペアンプ204及び抵抗Ra、 R,かもなる加算器1
06の1人力となり、L P F 1osの出力である
端子211の電圧Vtと加算される。この加算出力vt
′が端子212から導出されてV CO102の制御デ
ータとなるのである。
第3図は第2図の回路の各都電圧波形であり、(α)は
端子210における論理入力データ波形であってTTL
の場合にはθ〜5Vの間の論理レベルを有する。(b)
はコンデンサC2の出力波形であり、電源電圧Vccの
略半分を中心にして上下等レベルの信号に変換されてい
る。(C)は加算器106の加算出力vt′の波形であ
り、LPF105の出力Vtを中心にして上下略等レベ
ルの信号となる。
第2図に示した回路での欠点は交流的な結合を行なうた
めに変調データ自体の直流成分の非対称性により、出力
電圧の変動を生ずることである。
この欠点は交流結合の時定数によりその度合が異なるが
逃れ得ないものである。また時定数を太き(すると、非
対称性に耐え得る時間は大きくなるが、データの立上り
時に不必要な変動を生ずる。
第4図に第2図で示した回路での直流の変動の様子を示
す。第4図(α)は、′l′と10′′のバランスが片
寄った符号構成であるが、この符号を第2図に示される
回路中で、コンデンサC2の出力を見るとU)の波形と
なる。コンデンサC2の後では入力信号の平均値が基準
電圧となる様に動作するために10′の連続したところ
ではその電圧が基準電圧に近ずき雑音の余裕度が減少す
る。これをFM変調の入力端子に加えると、周波数が徐
々に変動してゆくことになる。
また、(C)の様なバースト状のデータを第2図の回路
へ入力すると(CL)の様な応答が得られる。これは、
前述の動作と同じ原理でひき起こされるものでコンデン
サによる微分動作による。
この2つの動作を避けるには(b)の動作に対しては、
コンデンサの容量を大きくすることにより、ある時間内
では直流分の変動を抑えることが可能であるが、(d)
の応答では逆に過渡応答の影響が大きくなる。コンデン
サの容量を小さくすると(b)の動作に対しての影響が
大きいことは明らかである。
この様に交流的な結合を行った時には、変調すべきデー
タがバースト状に発生する様な場合には、その結合のコ
ンデンサの影響を原理的に避けられないものである。
発明の概要 本発明は上記欠点を除去すべくなされたものであり、そ
の目的とするところは、交流的結合をなくして直流的結
合を用いてコンデンサの影響をなくしたPLL変調回路
を提供することにある。
本発明によるPLL変調回路は、論理回路の論理出力信
号をレベル変換手段によって、所定電圧を中心に上下略
等レベルを有する信号に変換してPLL(フェイズロッ
クドループ)回路の電圧制御発振器の制御電圧に重畳さ
せ、この電圧制御発振器の出力に角度変調を施すように
したPLL変調回路であって、レベル変換手段は、電源
電圧を分圧する1対の分圧抵抗と、この1対の分圧抵抗
の各両端に夫々設けられた抵抗とスイッチ素子との直列
回路とを有し、これ等スイッチ素子を論理出力信号によ
り相補的忙オンオフ制御するようKした構成である。
実施例 以下に1本発明の実施例を図面を用いて説明するQ 第5図は本発明の実施例によるレベル変換器108と加
算器106との具体例であって、第2図と同等部分は同
一符号により示している。TTLレベルの論理データは
端子210を介して2人カアンドゲート401 、40
2の各1人力となるが、ゲート401へはこの論理デー
タが反転して印加されておリ、よって両グー) 401
 、402の出力は互いに逆相となるよう罠なっている
。尚、本例では、コントロール信号が端子413を介し
て各グー) 401 。
402の個入力となっているが、論理データの有無に応
じた制御をなすものである。すなわち、コントロール信
号は、変調すべきデータがないときには1L′(低)レ
ベルとなり両ゲート出力は′″L“どなる。コントロー
ル信号か”H’ (高)レベルになると、論理データ(
210)が有効となるのである。
電源電圧vccを分圧する1対の分圧抵抗R1,o。
Rloが設けられており、これら1対の分圧抵抗比、。
、几、。の各両端に、スイッチ素子403と抵抗r1と
の直列回路、スイッチ素子404と抵抗r2との直列回
路が夫々挿入されている。スイッチ素子403及び40
4がゲート401及び402の各出力により夫々オンオ
フ制御される。この分圧出力414が加算器10601
人力となり、L P F 105の出力Vtと重畳され
ることは第2図の例と同様である。
ここでまずレベル変換回路である端子210から端子4
14までの動作を説明する。端子413に1L′が加え
られた時にはゲート401 、402の出力は1L′と
なり、スイッチ403 、404共にオフの状態となる
。ここでRo。4.。の値を用いれば端子4】4の電圧
は、与えられた電源電圧Vccの半分となりVcc /
 2となる。一方、端子415 K’″H”が加えられ
た時には、グー) 401 、402の出力は、端子2
10に加えられた電圧により変化することKなる。
端子210 K%H’が加えられた時は、グー) 4(
Bの出力は@ L lでありスイッチ403はオフ状態
となり、グー) 402の出力は’H’でスイッチ40
4はオン状態となる。この状態での端子414の電圧V
mは、Vm+ = (72/ R2o )/ (R1゜
+7−、//R,。)XV″となる。
また端子413には′H′、端子210にはIL”が加
えられると、ゲート401の出力は1H“でスイッチ4
03がオンとなり一方ゲート402の出力は1L′でス
イッチ404はオフとなる。この状態での端子414の
電圧は、■77L2 = R,。/(a、o//τ+ 
+ R2O)’ ”’となる。ここで、通常は変調信号
は対称に考えるものであり、抵抗の値も当然対称となる
からr=τ、= r、 、 R=R,。=几ゎであり、
端子414ノ電圧は次の様になる。α=r/Rとすると
、 ■□。=1/2・Vcc ・・・(1)■mI=1/2
■cc−1/(2α+1)・Vcc −(2)■□、=
 1/2V、、+1/(za+t)・Vcc ・・・(
3)(21、(31式のvmoからのずれは、〕■=±
1/(2α+1)・VCCとなりVcc/ 2の電圧か
ら対称に電圧変化を行なう。
この関係を第6図に示す。(α)は端子413に加えら
れるコントロール信号であり% L #が変調の禁止、
1Hlか変調動作オンである。(b)は変調データであ
り、端子413がw″H’の時にのみ有効である。(C
)は端子414の出力電圧でありVcc/2を中心に十
l■の振幅を取り得る。ここで、iVは全くα(=r/
R)に依存するために一義的に決定できる。
次に電圧加算について述べる。端子211には前述した
PLL回路のLPF出力電圧が印加される。
この電圧はPLLのロック状態ではほぼ直流電圧である
。この電圧は第5図のオペアンプ405の非反転入力端
子に印加される。一方、オペフッ14050反転入力端
子には電源−接地間に等しい2本の抵抗R,,、R1,
、で分圧された電圧が、直列の抵抗現、を介して入力さ
れ更に直列抵抗と等しい抵抗用、でオペアンプ405の
出力に帰還されている。この状態でオペアンプ405の
出力端子415の電圧■Sは次のように表わされる。
VS=zVtVcc/2 −f4) ここで、Vtは端子211に入力されるPLL制御電圧
である。この■Sは入力電圧Vtと■。C/2の差の電
圧となっており、次段のオペアンプ106でその差を補
正する。オペアンプ106は加算増幅器を構成しており
、非反転入力端子にはVtが印加される。反転入力端子
には端子414の電圧及び端子415の電圧が各々直列
の抵抗R,、R15を介して印加されており、更に端子
415との間の抵抗と同値の抵抗もで出力端子に帰還を
形成しである。この時の出力電圧(端子2]2 ) V
t’は、(1)〜(4)式を用いると、 となる。ここで几、ど馬、とで等しい値を用いればvt
l = vt十d■ ・・・(6)となり、端子411
に入力された電圧に対し±Δ■だけの変調信号を重畳さ
せた信号を得ることが可能である。つまり端子210に
論理レベル″INが加わると、出力電圧はVt−Δ■、
0”が加わるとVt−1,jVとなる。
以上述でた様に、本発明の変調回路は、レベル変換回路
を実現すると共に全く交流的な結合を含まずに、P L
 Lの本来布する制御電圧に印加することかできるため
前述した様な交流結合を有する変調回路の欠点を除くこ
とかできる。
つまり交流結合の変調回路を用いた時の、直流成分変動
の問題及びデータの立上り時の直流変動の問題があるか
直流的な結合を行なうことにより、それらは原理的に解
消することができる。また本発明による回路では、変調
信号のレベル変換(TTL→アナログ)が容易に行える
と共にその変換後のレベルも抵抗値のみで決定すること
ができる0 またこの回路構成では単一の電源のみで動作することが
可能である。変調周波数の限界は演算増幅器の特性によ
り制限されるか、通常PLLによる変調に関しては変調
感度はVCOの感度と+1ぼ等しく、この実施例でめら
れる電圧の振幅も小さな振幅で十分であるために演算増
幅器の周波数特性も十分に高い帯域(例えば1MHz程
度)まで使用可能となる。
本発明の回路は、ディジタル的な変調回路として説明を
行ったか、PLL変調回路として入力信号の帯域を制限
した時の応用例を示す。第5図の端子212の後に、同
様な演算増幅器で構成したLPFを追加した実施例を第
7図に示す。またその時の応答波形を第6図の(−1に
併記する。第7図で端子415 、416 、211 
、212及び演算増幅器204は第5図と同じである。
第7図では演算増幅器607を追加しLPFを構成して
いる。この回路に付随するコンデンサC1〜C6、抵抗
R1,〜R1,は所望するフィルタの形及び周波数特性
により決定されるものである。
この周波数特性は勿論変調周波数により決定されるもの
でありPLL全体に影響を与える周波数に選ぶことはで
きない。この時の端子616に現れる信号波形は第6図
の(glに示しておく。
またこのLPFは第7図の端子414の前に置くことも
可能である。つまり第5図に示された電圧変換のための
回路の後に挿入すれば、変調波を帯域制限した後に加算
することも可能となる。いずれの場合でも直流分圧何ら
影響を与えることな(LPFを追加することが可能であ
り、その実現方法も極めて容易である。
効 果 以上述べたようにこの発明によれば、PLLの変調回路
を直流的な結合で実現し、論理レベルと変調レベルの変
換をアナログスイッチで行なうため、変調度の設定を抵
抗値のみで正確に設定できその安定度も高(、簡単な回
路で実現できる。
更に演算増幅器を効果的に用いるためフィルタとの整合
もよく種々な応用にも用いられる回路である。
【図面の簡単な説明】
第1図はP L L変調回路のブロック図、第2図は従
来のPLL変調回路におけるレベル変換器を示す回路図
、第3図は第2図の回路の各部信号波形図、第4図は第
2図の回路の欠点を説明する信号波形図、第5図は本発
明の実施例の回路図、第6図は第5図の回路の各部信号
波形図、第7図は第5図の回路の一応用例の回路図であ
る。 主要部分の符号の説明 102・・・VCO104・・P I)105・・・L
PF +06・・加算器107・・論理回路 108・
・・レベル変換器401 、402・・・アンドゲート 403 、404・・・スイッチ素子 R,o、 R2o・・・分圧抵抗 出願人 パイオニア株式会社 代理人 弁理士 藤 村元彦 #/図 地2図 H #3 凹 Li 図 本5 図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 論理回路の論理出力信号をレベル変換手段によって、所
    定電圧を中心に上下略等レベルを有する信号に変換して
    PLL (フェイズロックドループ)回路の電圧制御発
    振器の制御電圧に重畳させ、前記電圧制御発振器の出力
    に角度変調を施すようにしたPLL変調回路であって、
    前記レベル変換手段は、電源電圧を分圧する1対の分圧
    抵抗と、この1対の分圧抵抗の各両端に夫々設けられた
    抵抗とスイッチ素子との直列回路とを有し、前記スイッ
    チ素子を前記論理出力信号により相補的にオンオフ制御
    するようにしたことを特徴とするPLL変調回路。
JP59056931A 1984-03-23 1984-03-23 Pll変調回路 Expired - Lifetime JPH0616636B2 (ja)

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JP59056931A JPH0616636B2 (ja) 1984-03-23 1984-03-23 Pll変調回路
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JP59056931A JPH0616636B2 (ja) 1984-03-23 1984-03-23 Pll変調回路

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JPS60199260A true JPS60199260A (ja) 1985-10-08
JPH0616636B2 JPH0616636B2 (ja) 1994-03-02

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