JPS6142900B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は一定時間内に必ず収束を完了するこ
とを期待される様な位相同期装置に関する。

従来位相同期装置の引込み特性については、そ
の引込み周波数範囲、その引込み時間等について
古くから様々なケースについて研究が成されてき
た。

位相同期系はその位相差検出器の検出特性が２
πの周期を持つている為、系は２πごとに疑似安
定点を持つことになる。この疑似安定点は位相面
解析で言う鞍点に対応するもので、系の初期条件
が正確にこの鞍点上に存在すると、系が位相差零
の、真の安定点に達するまでの時間は無限大にな
る。実際には系の外部からの雑音により比較的早
くこの鞍点から転がり落ちるのが普通である。こ
のため系がループ、フイルタを含まない一次ルー
プである場合にはこの鞍点の存在あまり問題にな
らない。

しかし系がループ、フイルタを含む二次以上の
ループである場合には多少事情がかわつてくる。
すなわちVCO（電圧制御発振器）の発振周波数
を制御する信号がフイルタの出力であることか
ら、位相差検出器の出力にのみ依存していた一次
ループと異り、VCOの発振周波数変化はフイル
タが系に持させた系の惰性に左右されることにな
る。すると前記鞍点に登る様な初期条件で系がス
タートすると、系が鞍点近傍を登りながら通過す
るので非常に長い時間がかかる。もちろん鞍点近
傍から降りに掛れば速い速度で遠ざかることがで
きる。

この様に二次ループ以上の位相引込み時間は初
期条件によつて非常に長い時間を費やす可能性を
持つている。

この様な現象は従来からも知られていて、これ
に対する対策は以下の様なものであつた。すなわ
ち引込動作を開始する前に位相差θｅがπ／２≦θｅ ≦π／２以内に存在するか、それ以外の所に存在する かを判定する。この位相差判定には通常の位相差
検出器の外に、VCOの位相が前記位相差検出器
の位相と90度異る様な位相差検出器を併用する必
要がある。そしてこの判定の結果θｅが−π／２≦θ ｅ≦π／２の外側に存在している場合に０−π位相変 調器でVCOの出力信号位相をπだけ推移させ、
θｅを−π／２≦θｅ≦π／２の内側に移す。この様な
前 処理によつて位相引込み動作が前記鞍点近傍を初
期値として始まるのをふせいでいる。この技術に
ついては（2nd Inferrational第２回デイジタル衛
星通信・国際会議1972） Conference on Digital Safellife
Communication1972）の論文集に超高速PSK―
TDMAシステムの搬送波とビツト、タイミング
再生の研究 （“Ａ Study on Carrier and Bit―Timing
Recorery for Vltrahigh―Speed PSK―TDMA
Systems”）と題した論文に詳しく述べられてい
る。

また位相差判定の後VCOの位相を推移させる
他の方法としてVCOの制御信号に一定振幅、時
間幅のパルスを重畳させる方法も提案されてい
る。しかしいずれにしてもVCO出力位相を推移
させるかどうかは前記位相差判定の結果に依存し
ている点においては共通である。

本発明の目的はかかる二次ループ以上の位相同
期装置の位相引込み時間を一定時間以内に抑える
ように配慮された位相同期装置を提供することに
ある。

この発明によれば一定時間内の収束を期待され
る位相同期装置において、前記一定時間終了の前
に電圧制御発振器の出力と入力信号との位相差を
一定量だけ変化させる位相推移器を付加し、疑似
安定点からの脱出を促すところの位相同期装置が
得られる。

この発明によれば一定時間以内に必ず位相引込
みを終らさせることのできる位相同期装置が提供
でき、TDMA通信（Time Division Multiple
Access）における間欠信号に対する搬送波同期
が、複雑な付加装置なしで、完全なものにするこ
とができる。

次に本発明について図面を参照して詳細に説明
する。

第１図は二次の位相同期装置に関する位相差θ
ｅと周波数系ｄθ／dt≡θｅとにより表わされた
位相面軌跡を表わしたものである。

図中θｅ，θｅ＝０が真の安定点で安定な結接
点であることがわかる。これに対しθｅ＝π，θ
ｅ＝０の点は疑似安定点で鞍点となつている。軌
跡１はこの鞍点上を通過するもので理論的に鞍点
通過時間は無限大である。軌跡２，９は軌跡１よ
りわずかに異るもので各々鞍点のすそ野を迂回し
ているので比較的短い時間で鞍点近傍を離れる。
軌跡１からさらに離れた軌跡３は鞍点にあまり接
近することなく結接点へ向つているので短時間で
収束が完了する。

この様に考えるとθｅ〓０（周波数差が小さい
時）の初期条件で引込み動作を起こし一定時間を
経過すると、初期条件が軌跡１の上、あるいは鞍
点近傍であるもの以外はすみやかに収束を完了し
てしまう。

一定時間経過後、系がまだ収束していないとす
ると、系の状態は位相面上で言うと軌跡１の上で
鞍点へ向つているものか、鞍点のごく近傍から鞍
点を迂回して離れかかつている状態である。

まず状態が軌跡１の上を動いている場合につい
て考える。第１図の点６に系の状態がある時、θ
ｅを変えずにθｅだけをある量Δθｅだけ移動し
たとする。すると状態は点８または点７に移動し
たちまち鞍点のすそ野を迂回する軌跡４，５に乗
ることになり、ここからの収束時間は比較的短
い。

さて逆にθｅをΔθｅだけ移動することにより
鞍点近傍へ引き戻される様なことかどうかを考え
る。すなわちθｅ＝０ θｅ＝π±Δθ近傍に系
の状態が置かれる場合であるが、これはこの近傍
を横切る軌跡がすべて一定時間以内で収束する
と、この時間以降この近傍には系の状態は存在せ
ずΔθｅの位相移動で系の状態が鞍点へ引き戻さ
れると言うことはなくなる。

初期状態としてθｅ〓０を仮定すると都合よく
鞍点への引き戻しは起きない。

これが本発明の原理である。

第２図は本発明の一実施例を示すブロツク図で
ある。図は入力端子１００、位相比較器１０、ル
ープ、フイルタ２０、VCO３０から成る平凡な
位相同期装置が基本になつている。この基本回路
に位相推移器６０が付加されている。位相推移器
は加算器４０と単一パルス発生器５０とから成つ
ている。単一パルス発生器５０は単安定回路が流
用できトリガ―パルスを端子２００へ加えること
により図中３００の様な定振幅、定時間幅のパル
スが発生する。このパルスがΔCOの制御端子に
加えられ、一定時間一定の周波数ステツプを
VCOに起し、これによりVCOの出力位相が所定
の量Δθｅだけ推移する系がすでに収束している
場合、Δθｅ程度の位相シフトは全く何の影響も
与えない。

第３図は本発明の別の一実施例を示す図であ
る。図中、位相差検出器１０、ループ―フイルタ
２０、VCO３０は第２図のものと同じものであ
る。位相推移器６０はスイツチ８０と遅延線９０
とから成つていてSW８０を端子３００から端子
４００へ、制御信号端子２００からの制御信号に
よつて、切り換えることによつてVCO位相を一
定量遅らせることができる。また各実施例には示
しているが位相推移器６０に加えられるパルスは
単安定回路等により構成される一定時間判定器か
ら供給される。

位相推移器６０の挿入場所としては二つの実施
例の外に位相同期ループの入力側に入れることも
でき、前記二つの実施例と全く同様の効果をもた
らすものである。

以上の様に本発明によれば複雑な90度位相差検
出器による位相差決定手段を用いることなく第２
図、第３図で示した様に簡単な位相推移器を付加
した位相同期装置を構成し疑似安定点にかかわる
収束時間の上限を一定時間以内に限ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は位相同期装置の引込み特性を説明する
為の図、第２図は本発明の位相同期装置の一実施
例を示すブロツク図、第３図は本発明の他の実施
例を示すブロツク図である。 図中、１０は位相比較器、２０はループ、フイ
ルタ、３０はVCO、６０は位相推移器を各々示
す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 一定時間内の収束を期待され入力信号に対し
   て電圧制御発振器の出力信号を同期化させる位相
   同期装置において、前記位相同期装置の同期化ル
   ープ内または前記ループの入力側の少なくとも一
   方に配置された位相推移器を含み、前記位相推移
   器により前記電圧制御発振器出力信号位相と前記
   入力信号位相との位相差を前記一定時間終了の前
   に一定量変化させ疑似安定点からの脱出を促すこ
   とを特徴とする位相同期装置。