JPS6059822A - 周波数変換回路 - Google Patents

周波数変換回路

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JPS6059822A
JPS6059822A JP58168760A JP16876083A JPS6059822A JP S6059822 A JPS6059822 A JP S6059822A JP 58168760 A JP58168760 A JP 58168760A JP 16876083 A JP16876083 A JP 16876083A JP S6059822 A JPS6059822 A JP S6059822A
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JP
Japan
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frequency
noise
output
low
input signal
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Pending
Application number
JP58168760A
Other languages
English (en)
Inventor
Toshio Hashi
橋 利雄
Kazuharu Chiba
千葉 一治
Yoshibumi Nakajima
義文 中島
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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Publication of JPS6059822A publication Critical patent/JPS6059822A/ja
Pending legal-status Critical Current

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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
    • H03L7/16Indirect frequency synthesis, i.e. generating a desired one of a number of predetermined frequencies using a frequency- or phase-locked loop
    • H03L7/22Indirect frequency synthesis, i.e. generating a desired one of a number of predetermined frequencies using a frequency- or phase-locked loop using more than one loop
    • H03L7/23Indirect frequency synthesis, i.e. generating a desired one of a number of predetermined frequencies using a frequency- or phase-locked loop using more than one loop with pulse counters or frequency dividers

Landscapes

  • Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (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】 〔発明の技術分野〕 本発明は、伝送路又は電波により送信された信号を受信
して、これを位相同期回路(PLL回路)を用いて周波
数変換する周波数変換回路に関する。
(技術の背景〕 PLL(フェーズ・ロックド・ループ )回路は、第1
図に示すように、内部に位相比較器11゜低減フィルタ
12.必要に応じて設けられた誤差信号増幅器13.電
圧制御発振器14(以下VCOという)を有する一種の
帰還回路で、出力端子からは、入力信号に同期した同一
周波数の出力信号を発生ずる。P L L回路中に分周
回路を挿入すると、入力信号に対して任意の分周比の周
波数をもった出力信何を得ることができるので、この性
質を利用して入力信号の周波数変換を行うことができる
P L L回路を用いた周波数変換回路は2基準となる
入力信号に同期して、入力信号周波数のm / n倍(
m、nは正の整数)に当たる逓倍波又は分周波を比較的
簡単に作ることができるため。
基準信号に同期した多数の信号を必要とする通信装置を
はじめ2周波数シンセサイザ等各種装置に広く用いられ
ている。
〔従来技術と問題点〕
第2図は、従来のPLL回路を用いた周波数変換回路を
示したものである。
送信元21から周波数fiの信号が伝送路22又は電波
により受信側の周波数変換回路2oに送られる。周波数
変換回路2oは、受信された入力信号S’iを異なった
周波数に変換する2個の同じ構成からなる周波数変換回
路20+〜20pを備えている。
周波数変換回路201についてその動作を説明すると、
入力信号Siは第1分周器23により1/n ’(nは
正の整数)に分周されて位相比較器24の一方に加えら
れる。位相比較器24の他方にはVCO26の出力を第
2分周器27により1/m(mは正の整数)に分周した
信号が加えられる。
位相比較器24は2両分周信号の位相を比較しその位相
差に比例した誤差電圧を出力する。この誤差電圧は低域
フィルタ25で平滑されてVc026の制御電圧となり
VCO26の出方周波数を制御する。そしてVCO26
は誤差電圧が零となるようにその出力周波数を自動制御
される。そのときVC026の出力周波数fo+は、入
力信号Siの周波数fiに対しくm/n)fiに周゛波
数変換されたものとなる。
他の周波数変換回路202〜20pの構成及び動作は、
第1及び第2の分周器の分周比を異ならせて相異なる変
換周波数fo2〜fopを発生させる点を除いて2周波
数変換回路jO+の構成及び動作と同様である。
このようなPLL回路を用いた周波数変換回路において
は、出力に雑音が含まれるとそれが位相比較器からの誤
差電圧となって現れ出方周波数を変動させるため、出力
に含まれる雑音をできるだけ小さくすることが重要であ
る。
出力に含まれる雑音は、第1及び第2分周器23.27
が発生する付加雑音2位相比較器24の付加雑音、入力
信号Stに含まれる雑音、Vc026自身のもつ雑音等
からなる。したがって出力を低雑音にするためには、使
用部分の選定、パラメータの選定には十分注意すること
が必要である。
ところで、一般にPLL回路の伝達関数は、低域フィル
タ25のカットオフ周波数fcをカットオフ周波数とす
る低域通過形となるため、入力雑音、各分周器雑音9位
相比較器雑音等の雑音はそのfc以下の低周波成分は減
衰せずに出力に現れ。
またVCO26自身の雑音はfc以上の高周波成分がそ
のまま出力に現れる。
したがって、出力雑音を少なくするためには。
PLL回路の雑音帯域を狭くすることすなわち低域フィ
ルタ25のカットオフ周波数fcを低くすることが効果
的であるが、一方PLL回路の雑音帯域を狭くすると、
PLL回路のキャプチャレンジすなわち同期できる周波
数の変動範囲が狭くなる傾向があり、PLL動作の安定
性が損なわれるという問題が生じる。そこで雑音帯域を
狭くして雑音を低域することにも一定の限界があった。
さらに、入力信号が長い伝送路又は電波によって受信さ
れた場合、伝送路ジッター、空間域位相ゆらぎのため、
受信信号すなわち入力信号は送信元におけるよりはるか
に大きな雑音を含んでいる。
またこの入力信号を受けて周波数変換する場合は前述の
ように分周器が不可欠のため9分周器の付加雑音が加わ
り雑音はさらに増大する。このためVCOの出力信号の
雑音は著しく増大し、出力の短気周波数安定度が悪くな
り、システムの品質が損なわれることになる。
従来は、このような不都合をな(すために。
VCOとして高品質の電圧制御水晶発振器を使用し、各
分周器や位相比較器にも低雑音のものを選定する等の方
法を使用することにより、出力信号を低¥IL音にして
いた。しかしながら、この方法は各部品が高価となり、
特に高品質の電圧制御水晶発振器は恒温槽を必要とする
ため装置を高価にするとともにその構成を複雑にすると
いう問題があった。
〔発明の目的] 本発明の目的は、低価格かつ簡単な構成で入力信号に大
きな雑音が含まれる場合でも出力雑音の小さい、PLL
回路を用いた周波数変換回路を提供するにある。
〔発明の構成〕
この目的を達成するため2本発明の周波数変換回路では
、PLL回路を用いた周波数変換回路において、電圧制
御発振器を備えた第1のPLL回路により、入力信号周
波数に同期した安定な低雑音信号を出力する基準信号発
生手段と、この基準信号発生手段の出力信号を用い、第
2のPLL回路により周波数変換を行なう周波数変換手
段を少なくとも一個備えたことを特徴とする。
〔発明の実施例〕
本発明の一実施例を第3図に基づいて説明する。
図において1点線で囲まれた部分は、基準信号発生手段
30及び複数個の周波数変換手段401〜4、0 pを
示す。基準信号発生手段30において。
点線のブロック33は第1分周器、34は位相比較器、
35は低域フィルタ、36は最高品質の低雑音電圧制御
水晶発振器(以下vcxoという)。
点線のブロック37は第2分周器である。このうち第1
分周器33及び第2分周器37は本発明の他の実施例に
おいて用いられるもので1本実施例においては使用され
ない。31は周波数fiの送信元、32ば伝送路又はで
電波伝播路である。
周波数変換手段401において、41は第3分周器、4
2ば位相比較器、43は低域フィルタ。
44ばVCO,A5は第4分周器である。
他の周波数変換手段402〜40pは、第3及び第4分
周器の分周比が異なるだけ、すなわちVCOの出力周波
数が異なるだけで1周波数変換手段401と同じ構成の
ものである。
次に第3図の動作を、まず基準信号発生手段30につい
て説明する。
位相比較器34.低域フィルタ35.VCXO36はP
LL回路を構成しているので、vcx。
36の出力周波数fOは、送信元31から伝送路又は電
波伝播路32を経由して受信された入力信号Siの周波
数fiに同期する。
VCXO36は、最高級の低雑音電圧制御水晶発振器で
、かつその自走時の発信周波数が入力信号周波数frと
なるように選定し、低域フィルタ35のカットオフ周波
数すなわちP L L回路のカットオフ周波数を低くす
ることにより、入力信号に含まれる雑音を抑圧してVC
X’036の自走時の特性を最大限に利用し、長期的ド
リフトのみを入力信号と同期させるようにする。
このように構成すると、VCXO36の出力の短期安定
度は、その出力の雑音で決まるため自走時のVCXO3
6の特性そのものとなり、極めて低雑音、高安定の出力
が得られる。またキャプチャレンジが狭くてすむことが
らPLL回路のカットオフ周波数を低くとることができ
るので1位相比較器42で付加される雑音も殆ど影響し
ない。
さらに本実施例では第1及び第2分周器33.37を用
いていないので、これからの付加雑音がない結果、出力
雑音は極めて低い値のものとなる。
なお9周囲温度変動による周波数変化1位相変化、長期
的ドリフ1へ等によるVCXOa6の比較的ゆっくりし
た変動は入力信号に同期されて抑圧されるため問題とな
らない。
このようにして、基準信号発生手段30からは。
伝送路ジッター又は空間波位相ゆらぎのために入力信号
Siに大きな雑音が含まれる場合でも、送信元31の周
波数fiに正しく同期し、かつ極めて低雑音の出力So
が送出される。
次に2周波数変換手段の周波数変換動作を周波数変換手
段401について説明する。
周波数変換手段401の構成は、第2図の周波数変換回
路201〜20pと同じである。すなわち1位相比較器
42.低域フィルタ/13.VCO44及び第4分周器
45はP L L回路を構成している。したがって、第
3分周器41及び第4分周器450分周比をそれぞれ1
/n、1/mとすると、VC0471からは(n/m)
fiに周波数変換された出力が送出される。
周波数変換子1★401 (402〜4.0 pも同様
である)においては、VCO44として一般の低価格で
恒/、!!fffを必要としない水晶発振器を用い。
それに伴いキャプチャレンジを広くするため、PL L
回路のカットオフ周波数を高く (約I K HZ程度
)設定する。
このようにすると、VCO44の出力雑音は。
入力信号すなわち基準信号発生手段30の出力SOの雑
音と各分周器(4,1,45)の雑音によって決まり、
VCO44の自走時の雑音には依らないようにすること
ができる。一方出力SOの雑音は前述のように極めて低
いので、 各分周器(’41.45)さえ低雑音設計す
れば、 VCO44の出力雑音も極めて低い値のものに
することができる。
他の周波数変換手段402〜40pは、第3及び第4分
周器の分周比を互いに異ならせて、相異なる変換周波数
の出力を発生する点を除いて周波数変換手段401と同
様の構成で、同様な周波数変換動作を行なう。
本発明において、基準信号発生手段30の発生ずる出力
が極めて低雑音であることは、主にvCX036が極め
て低雑音でかつ安定な電圧制御水晶発振器を用いたこと
、それに伴いキャプチャレンジが狭くてよいためPLL
回路の力・ノl−オフ周波数が低いことによるものであ
るから、第1及び第2分周器を十分に低雑音設計ずれは
、伝送路ジッターや空間波位相ゆらぎ等のために入力信
号Stに大きな雑音が含まれるようになっても、出力信
号Soの雑音を十分に低い値のものとすることができる
そこで2本発明の他の実施例は、第3図の基準信号発生
手段30として、内部に十分に低5′「音設計された第
1分周器33及び第2分周器37を設いるようにしたも
のである。第1及び第2の分周器33.37の分周比を
それぞれ1/P、1/Qとすると、基準信号発生手段3
0から、入力信号周波数置に同期した周波数(Q/P)
r iの、十分に低1iIL’音の安定した出力信号が
発生される。
出力信号ばVCXO36の出力側から取り出すことも、
第2分周器37の出力側からも取り出すことができるが
、後者の場合の周波数(1/P)fiとなる。各周波数
変換手段40+〜40pは。
基準信号発生手段30の発生した出力信号(Q/P)f
i又は(1/P)riをそれぞれ周波数変換して所望周
波数の出力を送出する。
なお、基準信号発生手段30のVCXO36及び各周波
数変換手段401〜40pのVC○44の前段に誤差信
号増幅器を設けてもよいことはもちろんである。
〔発明の効果〕
従来の周波数変換回路では2高品質の電圧制御水晶発振
器が周波数変換手段の数だけ必要となるのでに対し1本
発明の周波数変換回路では高品質の電圧側fatl水晶
発振器は基準信号発生手段における1台のみであり、他
の周波数変換手段は全て低価格で恒温槽を必要としない
一般水晶発振器で十分であるため、全体の装置の価格は
低くなりかつ構成も簡単ですむことになる。したがって
、入力信号周波数fiに同期した多周波数を合成する場
合に本発明は特に有効である。さらに2本発明の方が各
周波数変換手段の発生する出力に含まれるA′1ffl
音を、従来の方法によるものよりも小さくすることが可
能である。
【図面の簡単な説明】
第1図はPLI−回路の説明図、第2図は従来のP L
 L回路を用いた周波数変換回路の説明図、第3図は本
発明のP L L回路を用いた周波数変換回路の説明図
である。 図中、11は位相比較器、12は低域フィルタ。 13ば誤差信号増幅器、14は電圧制御発振器。 201〜20pは周波数変換回路、21は送信元。 22は伝送路、23は第1分周器、24は位相比較器、
25は低域フィルタ、26は電圧制御発振器、27は第
2分周器、30は基準信号発生手段。 31は送信元、32は伝送路又は電波伝播路。 33は第1分周器、34ば位相比較器、35は低域フィ
ルタ、36は高品質の低雑音電圧制御水晶発振器、37
ば第2分周器、401〜40pは周波数変換手段、41
は第3分周器、42は位相比較器、43は低域フィルタ
、44は電圧制御発振器、45は第4分周器を示す。 特許出願人 富士通株式会社 代理人弁理士 山 谷 晧 榮

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (])PLL回路を用いた周波数変換回路において、電
    圧制御発振器を備えた第1のPLL回路により、入力信
    号周波数に同期した安定な低雑音信号を出力する基準信
    号発生手段と、この基準信号発生手段の出力信号を用い
    、第2のPLL回路により周波数変換を行う周波数変換
    手段を少なくとも一個備えたことを特徴とする周波数変
    換回路。 (2)基準信号発生手段が入力信号周波数と間−周波数
    の低雑音信号を再生するものであることを特徴とする第
    1項記載の周波数変換回路。 (3)基準信号発生手段が入力信号周波数の分周周波数
    または該分周周波数の整数倍にあたる低雑音信号を発生
    するものであることを特徴とする第1項記載の周波数変
    換回路。
JP58168760A 1983-09-13 1983-09-13 周波数変換回路 Pending JPS6059822A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2016225779A (ja) * 2015-05-29 2016-12-28 セイコーエプソン株式会社 基準信号発生装置、電子機器、移動体、データ通信装置および地上デジタル通信網

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