JPS6035854B2

JPS6035854B2 - 多チャンネルト−ン発振器

Info

Publication number: JPS6035854B2
Application number: JP54043181A
Authority: JP
Inventors: 政英田村; 大輔古賀; 行雄内藤
Original assignee: Toyo Communication Equipment Co Ltd
Current assignee: Toyo Communication Equipment Co Ltd
Priority date: 1979-04-09
Filing date: 1979-04-09
Publication date: 1985-08-16
Also published as: JPS55135427A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は１台の発振器で、外部から入力されるチャンネ
ル指定信号をうけて、等比級数で配列された信号群、例
えば１００（ＨＺ）、１０３．５（ＨＺ）、１０７．２
（日２）、１１０．９（ＨＺ）………（１．０３針音間
隔）のうち、そのチャンネル指定信号で指定される１波
を取り出すことのできる多チャンネルトーン発振器の発
明に関するものである。

移動通信ではトーンスケルチ方式のトーン周波数として
上記のような等比級数で設定された周波数群を用いるこ
とが少なくない。

従来この方式のトーン周波数の発生源としてはＣＲ発振
器、マルチパイプレータ、音叉発振器等を周波数毎に用
意し、それらを切替えて使用するという方法を取ってい
るが、これには周波数安定度、コスト、大きさの点にそ
れぞれ問題がある。本発明はこれら大中に改善するもの
である。本発明の基本的な構成を第１図のブロック図で
説明する。

１は基準発振器であって、水晶発振器等の高安定なもの
が使用される。

３は基準分周器でプリセット可能な分周器である。

５は位相比較器、７は低域通過フィル夕、９は電圧制御
発振器、１１‘ま本発明の多チャンネルトーン発振器の
出力端子である。

１２は帰還路分岡器でプリセツ・※ト可能な分周器であ
る。

１７は外部から２進化符号で入力されるチャンネル指定
信号の入力端子であって、それは符号変換回路１５に入
力される。

符号変換回路１５は入力されたチャンネル指定信号１８
に加算又は減算操作等を行うことで基準分周器３及び帰
還路分周器１２の分周数Ｍ、Ｎ（Ｍ、Ｎは正の整数）を
設定するプリセット信号１６，１４を得ている。本発明
の特徴はこの符号変換回路の存在にあり、例えば入力の
チャンネル指定信号１８（の内容＝数、以下同じ）が１
だけ増加した時プリセット信号１６は１増加し同時にプ
リセツト信号１４が１減少するか、あるいはその反対に
プリセット信号１４が１増加して同時にプリセット信号
１６が１減少するというように動作する。この方法によ
り第１図の回路からチャンネル指定信号で指定される周
波数（上記で説明した等比級数で設定された周波数群に
非常に近似している周波数）を取り出すことを可能にす
るのである。これを詳細に説明すると、第１図で外部か
ら入力されるチャンネル指定信号１８の番号（以下番号
の字を略す）をｘ（ｘ＝０、１、２、３……・・・）と
し、これが１づっ増加するとき帰還路分周器１２の分周
数Ｎがｎ（ｎは任意の正の整数でｎ《Ｎ）づっ増加し、
同時に基準分周器３の分周数Ｍがｍ（ｍは任意の正の整
数でｍ《Ｍ）づつ減少するか、又はＮがｎづっ減少し、
同時にＭがｍづっ増加して符号変換回路１５から出力さ
れるとした場合この多チャンネルトーン発振器の出力周
波数〆（ｘ）は【１｝式の如く表わされる。

ナ…＝幹‐（続芸忌‐ナ。

…イ１）（ｘ＝０、１、２、３、………） ○｝式で〆ｏはチャンネル指定信号１８がｘ＝０の時の
出力周波数であり、‘１１式をマクローリン展開すると
■式に示す無限級数に展開される。

ナ（Ｘ）＝ナ。｛・士（ｍ誌Ｍ）ｘ＋ｍ（帯誌Ｍ）Ｘ２
十桝（ｍＭＭ）Ｘ３十・・…｝．・．一
ＮＭ３（ｎ《Ｎ、ｍ《Ｍの条件を考慮すると■式のｘの
高次の項は急速に零に収れんし、近似的にはせし、ぜし
、ｘの数次の項までの採用で事が足りる。

）一方本発明が目標としている等比級数の周波数群の比
率は例えば１．０３５というように１に非常に近いから
比率を（１±ｒ）と考えて（ｒは１より非常に小さい正
の実数）この等比級数を示すとそれは【別式のようにな
る。ナ（Ｘ）＝く１±ｒ）Ｘ・ナ。

・・‐・・・｛３１（ｘ＝０、１、２、３、……
…）‘３｝式ではｘはチャンネル指定信号であり、ナｏ
はｘ＝０の時の周波数である。

【３’式はｒ《１の条＊＊件で（４｝式のように無限級
数にマクローリン展開される。〜＝ナ。

｛・比十ずれずＸ３十・・・・・・｝
…．・・■■式に於いてｒ《１の条件を考慮する
とｘの高次の項は零に収れんするのでｘの数次の項まで
を対象に考察すればよい。【２１、ｔ４｝式のｘの１次
項の係数同志を等しいと置くと、ｍＮ＋ｎＭ
……（５｝ｒ＝−前門−（ｘの１次項の係
数）とりあえず【２１、｛４１式はｘの１次項まで近似する
。

次に例えば、計算を簡単にして見通しをよくするためｍ
Ｎ＝ｎＭとして、‘５１式を用い■式のｘの２次項の係
数を計算してみると■式のようになる。上」・（ｍＮ＋
岬−（ｍＮ＋Ｍ）・仇法Ｍ）＝（ｍ母影肌・ｍ
・・・・・・【６）２！一２Ｍ２Ｎ２
一ＮＮＰ■式は‘２ー式のｘの２次項の係数と一致
することを知る。

（ｍＮ≠ｎＭの場合もその都度の数値を入れて計算によ
り近似度の高いことを検証できる。）これで【２’、【
４１式、両式の近似度の極めて高いことを知る。（なお
より完全な近似を得る為には、より高次までの係数を一
致させればよいが、上記で説明したようにｎ《Ｎ、ｍ《
Ｍ、ｒ《１の条件下では高次の項の差異は急速に零に収
れんし、実用上ｘの３次以上の高次は無視して支障ない
。）第２図は本発明の具体的な実施例を示したものであ
る。

２１は基準発振器、２２は基準分周器、２３は位相比較
器、２４は低域通過フィル夕、２５は電圧制御発振器、
２７は帰還路分周器、２６は本発明の多チャンネルトー
ン発振器の出力端子である。２８は符号変換回路であり
、第１図の符号変換回路１５に当る。

符号変換回路２８において入力、出力信号は簡単化して
２進バィナリ符号となっている。現在プリセット信号３
６は即ち基準分周器２２の分周数Ｍ、プリセット信号３
５は則ち帰還路分周器２７の分周数Ｎを指定している。
こ〉でチャンネル指定の入力端子３２から入力されるチ
ャンネル指定信号３７が１増加する時は、プリセット信
号３５は１増加し、プリセット信号３６は１減少する（
ｍ＝ｎ＝１）つまりＮは１増加し、Ｍは１減少する。第
２図はプリセット信号３５，３６が６ビット、チャンネ
ル指定信号が４ビットの場合を説明しており、この信号
３７は６ビットの全加算器２９に入力されると同時に（
全加算器２９の空ビットには零が入力される）４個のイ
ンバーター３１に入力される。３４は定数設定端子であ
り、チャンネル指定信号３７が加数、定数設定端子３４
に設定された定数が被加数となり、結果として出力にブ
リセット数Ｎを得ている。

例えばチャンネル指定信号が０の時この定数を１０とす
ればＮ＝１０となり、チャンネル指定信号が１増加する
ごとに、Ｎは１増加するのである。一方ィンバータ３１
に入力されたチャンネル指定信号はィンバー夕３１の出
力で１に対する補数となり６ビットの全加算器３０に入
力される（全加算器入力の空きビットは零が入力される
。

）。全加算器３０‘こも定数設定端子３３が接続されて
おり、こ）に設定された定数より１減じた値を被減数、
チャンネル指定信号が減数として計算された結果が出力
プリセット信号３６則ちＭを得ている。これを実際の数
値の例で説明すると次のようになる。チャンネル指定信
号を０（即ち減数は０）とするとィンバータ３１の出力
はこの減数の１に対する補数＝６３（＝ジー１一０）と
なり定数を１１（即ち被減数は１０）とすると全加算器
３０の出力は７４（＝６３十１１）となり桁上げが無視
されて１０（＝７４一６４）となり出力プリセット信号
３６則ちＭ＝１０となる。このようにチャンネル指定信
号は減数であるので、これが１増加するとＭは１減少す
るように働く。第２図の具体的な回路例は、頭記した１
００ＨＺから１３６．５ＨＺを１．０３５の等比で構成
される１０チャンネルの等比級数群からなる周波数を得
ることを目標として多チャンネルトーン発振を作った場
合である。

基準周波数は１１８．８（ＨＺ）、定数設定端子３４の
定数は５２、定数設定端子３３の定数は６２、チャンネ
ル指定信号は０〜９まで入力されこれに呼応してプリセ
ット信号３５則ちＮは５２から６１まで変化し、プリセ
ット信号３６貝０ちＭは６２から５３まで変化する。こ
のようにするときチャンネル指定５のとき１１８．８（
ＨＺ）で目標周波数からの誤差零、チャンネル指定０の
とき９９．７（ＨＺ）、チャンネル指定９のとき１３６
．７（日２）というように全１０チャンネルで誤差が土
０．３ＨＺ以内の多チャンネルトーン発振器となる。こ
の精度は従来のＣ−Ｒ発振器やマルチパイプレータ、音
叉発振器等で得られるものに比較して格段に良い値であ
る。基準発振器に水晶発振器を使用するときは温度や電
源電圧の変動に対する周波数安定度は非常に良好となる
。第２図では本発明の符号変換回路として加算器、減算
器を用いる実施例を示して説明したが、この他にチャン
ネル指定信号と各分周器へのプリセット信号との対応を
ダイオード１本１本の有無で対応させたダイオードマト
リックス盤で作ったり、半導体メモリの番地入力端へチ
ャンネル指定信号を接続すると共に、チャンネル指定信
号に対応した各分周器へのプリセット信号（分周数）を
このメモリにあらかじめ書き込んでおき入力するチャン
ネル指定信号によって随時プリセット信号（分周数）を
読み出す方法も考えられ、本発明はその主旨を変更する
ことなく、様々の実施態様をとることができる。

さて第３図は上記の本発明を発展させて多チャンネルト
ーン発振器の出力周波数をより高精度に等比級数の周波
数に近似させる目的をもつ本願第２の発明の実施例であ
る。

この第２の発明は出力願波数が高くなったときや、チャ
ンネル数が増加したときで、上述の発明のみでは周波数
誤差が所期の値を越えてしまう場合に適用される有用な
手法である。第３図において４３，４５，４９がそれぞ
れ第１図、第２図で説明した多チャンネルトーン発振器
から基準発振器を除いたものに相当し、基準分周器の入
力が外部から入力できるようになっている。

４０は本願第２の発明で新たに設置された基準発振器で
この出力４１は第１台目の発振器４３の基準分藤器に入
力される。

第１台目の発振器４３の出力４４は第２台目の発振器４
５の基準分周器に入力され、第２台目の発振器４５の出
力４８は更に次の基準分周器へと次々と従属接続されて
、最終台の発振器４９の出力５２が発振器全体の出力と
して端子５３より取り出される。

チャンネル指定信号５４はすべての発振器４３，４５，
４９に並列に接続される。又すべての発振器４３，４５
，４９の符号変換回路を共通にして各発振器の基準分周
器、帰還路分周器各々には同一の分周数をプリセットし
てもよい。第３図のような方式を取ることにより従属接
続される各発振器の効果は相乗的となり、等比級数への
近似は飛躍的に上昇する。例えば第２図の発振器２台を
従属接続するとき１台のみのとき誤差が土０．３ＨＺ以
内であったものが土０．０７５日２以内、３台を従属接
続するとき土０．０３３ＨＺ以内となる。第４図は第１
図、第２図の多チャンネルトーン発振器を更に改良する
本願の第３の発明の実施例である。第４図において、点
線の囲い６１の部分は第１図と全く同じ構成である。但
しすべての構成要素の周波数はＬ倍されているものとす
る。つまり基準発振器６２、、電圧制御水晶発振器６６
、低域通過フィル夕６５の周波数はＬ倍となっている。
そして電圧制御発振器６６の出力７０を分周数Ｌの固定
分周器７１に入力し、その出力７２に所定の希望の周波
数を得ている。このように囲い６１の構成要素の周波数
をＬ倍に高めるときは、位相比較器６４、低域通過フィ
ル夕６５、電圧制御発振器６６、帰還路分周器６７より
成るフェィズロツクループの応答速度を速め、チャンネ
ル切替時間を大中に短縮することができる。例えばＬ＝
１００とするとき、チャンネル切替時間は約１／１００
になる。なお構成部品も小型化される。固定分周器７１
の出力７２の波形は矩形波であるがこれを低域通過フィ
ル夕７３を用いることでその高調波を減衰し希望周波数
のみを通過させ正弦出力を出力端子７４に得ているが、
この処理の容易なことも長所となる。本願の発明によれ
ば、等比級数で設定された周波数群より任意の１波を指
定して取り出し得る多チャンネルト−ン発振器が実用性
の高い高精度の近似で、しかも比較的簡単な回路構成と
無調整化で得られる。

工業上その価値は高い。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の基本的な構成を示すブロック図、第２
図は本発明の具体的な実施例を示す回路構成図、第３図
は本発明による複数台の発振器を接続して１台の発振器
とした時のブロック図、第４図は出力に分周器、低域通
過フィル夕を接続した本発明による発振器のブロック図
。１，２１，４０，６２・・…・基準発振器、３，２２，
６３・・・・・・基準分周器、５，２３，６４・・・・
・・位相比較器、Ｔ，２４，６５…・・・低域通過フィ
ル夕、９，２５，６６・・・・・・電圧制御発振器、１
２，２７，６７…・・・帰還路分周器、１５，２８，６
８・・・・・・符号変換回路、１１，２６，５３，７４
．．・．・■多チャンネルトーン発振器の出力端子、１
７，３２，５５，６９・・・・・・チャンネル指定信号
の入力端子、７１・・・・・・固定分周器、７３・・・
・・・出力用低域通過フィル夕。才’四オＺ図才３図才４図

Claims

【特許請求の範囲】１正の整数Ｍなる分周比でプリセツト可能な基準分周
器、位相比較器、低域通過フイルタ及び該フイルタの直
流電圧出力によりその出力周波数を制御する如くなした
電圧制御発振器の夫々を直列に接続してなるメインルー
トに、前記電圧制御発振器出力の一部を前記位相比較器
のもう一方の入力に帰還せしめるルートを設け該ルート
中に分周数Ｎ（Ｎは正の整数）をプリセツト信号で設定
することができるようにした帰還路分周器を挿入してフ
エイズロツクループを構成し、外部から入力するチヤン
ネル指定信号に対応して前記基準分周器及び帰還路分周
器の夫々の分周数ＭとＮが所定の関係をもつて増減する
如く制御せしめる符号変換回路を付加して構成したフエ
ーズロツクループ分周器の、前記基準分周器に基準発振
器を接続したことを特徴とする多チヤンネルトーン発振
器。２正の整数Ｍなる分周比でプリセツト可能な基準分周
器、位相比較器、低域通過フイルタ及び該フイルタの直
流電圧出力によりその出力周波数を制御する如くなした
電圧制御発振器の夫々を直列に接続してなるメインルー
トに、前記電圧制御発振器出力の一部を前記位相比較器
のもう一方の入力に帰還せしめるルートを設け該ルート
中に分周数Ｎ（Ｎは正の整数）をプリセツト信号で設定
することができるようにした帰還路分周器を挿入してフ
エイズロツクループを構成し、外部から入力するチヤン
ネル指定信号に対応して前記基準分周器及び帰還路分周
器の夫々の分周器ＭとＮが所定の関係をもつて増減する
如く制御せしめる符号変換回路を付加して構成したフエ
ーズロツクループ分周器を複数台多段従属接続し初段の
前記基準分周器入力に基準発振器を接続すると共に各段
の前記符号変換回路の夫々に外部からチヤンネル指定信
号を入力したことを特徴とする多チヤンネルトーン発振
器。３正の整数Ｍなる分周比でプリセツト可能な基準分周
器、位相比較器、低域通過フイルタ及び該フイルタの直
流電圧出力によりその出力周波数を制御する如くなした
電圧制御発振器の夫々を直列に接続してなるメインルー
トに、前記電圧制御発振器出力の一部を前記位相比較器
のもう一方の入力に帰還せしめるルートを設け該ルート
中に分周数Ｎ（Ｎは正の整数）をプリセツト信号で設定
することができるようにした帰還路分周器を挿入してフ
エイズロツクループを構成し、外部から入力するチヤン
ネル指定信号に対応して前記基準分周器及び帰還路分周
器の夫々の分周器ＭとＮが所定の関係をもつて増減する
如く制御せしめる符号変換回路を付加して構成したフエ
ーズロツクループ分周器の、前記基準分周器に基準発振
器を接続した多チヤンネルトーン発振器、又は前記フエ
ーズロツクループ分周器を複数台多段従属接続し初段の
前記基準分周器入力に前記基準発振器を接続すると共に
各段の前記符号変換回路の夫々に外部からチヤンネル指
定信号を入力するように構成した多チヤンネルトーン発
振器の出力に分周波Ｌ（Ｌは正整数）の固定分周器を接
続し、該固定分周器の出力に、低域通過フイルタを接続
したことを特徴とする多チヤンネルトーン発振器。４前記チヤンネル指定信号を２進バイナリ符号とする
と共に、前記符号変換回路として、これに２進バイナリ
符号の数値に所定の定数を加算するものと該数値から前
記チヤンネル指定信号を減算するものとの２者を設け、
その一方を前記基準分周器に、又他方を前記帰還路分周
器に接続し夫々の分周数を所定の関係となる如く制御す
るようにしたことを特徴とする特許請求の範囲１、２又
は３記載の多チヤンネルトーン発振器。