JPS62142429A - 位相同期ル−プ - Google Patents

位相同期ル−プ

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JPS62142429A
JPS62142429A JP60284065A JP28406585A JPS62142429A JP S62142429 A JPS62142429 A JP S62142429A JP 60284065 A JP60284065 A JP 60284065A JP 28406585 A JP28406585 A JP 28406585A JP S62142429 A JPS62142429 A JP S62142429A
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JP
Japan
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signal
phase
output
phase difference
output signal
Prior art date
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Pending
Application number
JP60284065A
Other languages
English (en)
Inventor
Masahiro Fujita
雅博 藤田
Katsuya Hori
堀 克弥
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Publication date
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  • Synchronisation In Digital Transmission Systems (AREA)
  • Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)
  • 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】 A産業上の利用分野 本発明は位相同期ループに間し、例えばスペクドラム拡
散信号を用いた測距システムに適用し得るものである。
B発明の概要 本発明は数値制御発振器を用いた位相同期ループにおい
て、位相比較器で得られた入力信号と出力信号との位相
差から出力信号に含まれている量子化誤差を減算して量
子化誤差を除去した位相差を得、この位相差に基づき出
力信号を発生するようにしたことにより、出力信号を入
力信号に対して安定に追従させるようにしたものである
C従来の技術 スペクトラム拡散信号を用いた通信としてOPS  (
Global Positioning System
)があり、例えば航空機、船舶、自動車等の移動体の測
距システムとして用いられている。
このスペクトラム拡散信号を用いた通信においては、擬
似雑音信号(以下、PN信号と呼ぶ)が用いられており
、受信機において受信信号におけるPN信号とローカル
で形成したPN信号との位相同期を位相同期ループを介
して得ることにより、逆拡散処理するようになされてい
る。
このように両PN信号の位相同期をとる位相同期ループ
として従来第4図に示すものがある。この位相同期ルー
プにおいては位相比較器2においてアナログ/ディジタ
ル変換回路1でディジタルデータに変換された受信信号
r?FにおけるPN信号(以下、受信PN信号と呼ぶ)
とPN信号発生回路3で発生されたPN信号(以下、発
生PN信号と呼ぶ)S□との位相差を検出し、ループフ
ィルタ4を介して数値制御発振器(NGO)5に与える
。NCO5はこの位相差検出出力に基づき得られた新た
な位相の値がO(rad )を横切るときに発振器6か
らの固定周期を有するクロック信号CKIでPN信号発
生回路3に与えるクロック信号CK2の位相を進めたり
、遅らせたりする。その結果、PN信号発生回路3は受
信PN信号に追従する発生PN信号S□を発生する。
D発明が解決しようとする問題点 以上のようにして発生PN信号S□は受信PN信号に追
従するが、クロック信号CKIの立上りタイミング又は
立下りタイミングにクロック信号CK2が同期するよう
になされているため発生PN信号5PIIの位相は追従
させようとする位相に完全には一致せず、量子化誤差を
伴う。
このように発生PN信号5r)lが量子化誤差を伴うた
め位相差検出出力も量子化誤差を有し、新たに形成され
た制御用の位相にも量子化誤差が入り込む。この新たな
位相に応じて発生PN信号S2、を発生しようとすると
、再び量子化誤差が生ずる。
従って、従来の位相同期ループにおいては量子化誤差が
重畳されて行き、発生PN信号SPNが不安定に変化し
、受信PN信号に適確に追従し得えないおそれがある。
そこで、クロック信号CKIの周波数を高めて量子化数
を大きくして量子化誤差の程度を問題とならない程度に
抑えることが考えられる。しかしながら、測距システム
に用いる場合、測距精度を考慮すると量子化誤差が問題
とならない程度の周波数としては、例えば30〔闘2〕
と非常に高くなる。このように非常に高い周波数のクロ
ック信号を用いる装置を構成しようとすると、各回路に
対する要求が厳しくなり、装置が複雑、高価になる。
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、量子化数
が大きい場合に得られると同様の安定な位相同期制御を
少ない量子化数で実現することのできる位相同期ループ
を提供しようとするものである。
E問題点を解決するための手段 かかる問題点を解決するため本発明においては、入力信
号INと出力信号OUTとの位相差を位相比較器10で
検出し、この検出された位相差信号をループフィルタ1
3を介して数値制御発振器を有する出力信号発生部11
に与え、入力信号INに追従した出力信号OUTを得る
位相同期ループにおいて、出力信号発生部11から出力
信号OUTに含まれている量子化誤差を表す量子化誤差
信号QERを受け、検出された位相差信号Δφ1から当
該量子化誤差信号QERを減算する加算器12を具えた
F作用 加算器12において位相差信号Δφ1から量子化誤差Q
ERを減算するので出力信号発生部11には量子化誤差
が除去された位相差信号Δφ3が与えられる。
その結果、出力信号発生部11において形成される出力
信号OUTの新たな位相情報には量子化誤差が含まれな
い。従って、出力信号OUTに現れる量子化誤差の影響
は重畳されていくことはなく、出力信号OUTは入力信
号INに対して安定な追従動作を行う。
G実施例 先ず、第1図について本発明の位相同期ループの原理を
説明する。
第1図において、入力信号INは位相比較器10におい
て出力信号発生部11から与えられる出力信号OUTと
位相比較され、位相差信号が加算器12を介してループ
フィルタ13に与えられ、ループフィルタ13において
その位相差信号からノイズ成分が除去され、また、ロッ
ク状態で固定位相差が生じないように信号処理されて出
力信号発生部11に与えられる。
出力信号発生部11はループフィルタ13を介した位相
差信号Δφ3に応じた新たな位相情報を発生するNGO
を具え、この位相情報に応じて入力信号INに追従する
出力信号OUTを送出する。
また、出力信号発生部11は新たな位相情報に基づき出
力信号OUTを形成する際に生じる量子化誤差を表す量
子化誤差信号QERを上述の加算器12に与える。
ここで、出力信号OUTは量子化誤差を有するものであ
るので、位相比較回路10から送出される位相差信号Δ
φ、にも量子化誤差分が含まれる。
従って加算器12において位相差信号Δφ1から量子化
誤差信号QERを減算することにより出力信号発生部1
1に与えられる位相差信号Δφ2は量子化誤差を含まな
いものとなり、この位相差信号Δφ2により形成された
新たな位相情報も量子化誤差を含まないものとなる。
かくして、出力信号OUTに量子化誤差が含まれていて
も、位相情報に量子化誤差が含まれず、この位相情報に
基づき形成される出力信号OUTに対して量子化誤差の
影響が蓄積されていかず、従って、出力信号OUTを入
力信号INに安定に追従させることができる。
次に、本発明の以上の原理に基づきPN信号の位相同期
ループに適用した一実施例を第1図との対応部分に同一
符号を付して示す第2図について説明する。
この実施例の場合、PN信号の位相同期方法としてD 
L L (delay 1ocked 1oop)方式
を採用しており、受信信号RFは乗算器構成の相関器2
1及び22に第1の乗算入力として与えられる。相関器
21にはPN信号発生回路23から出力PN信号OFN
に対してPN信号のクロック周期の半分の時間φC/2
だけ位相が進んでいるような進みPN信号E□が第2の
乗算入力として与えられ、他方の相関器22にはPN(
1号発生回路23から出力PN信号0デ、に対して時間
φC/2だけ位相が遅れているような遅れPN(li号
LPNが第2の乗算入力として与えられる。
このようにして相関器21及び22において得られた相
関出力はそれぞれ対応するバンドパスフィルタ24及び
25を介してノイズ等の不要成分を除去した後、それぞ
れ対応するアナログ/ディジタル変換回路(A/D変換
回路)26及び27を介してディジタルデータに変換さ
れて振幅検出回路28又は29に与えられる。振幅検出
回路28及び29はそれぞれA/D変換回路26又は2
7を介して与えられる相関出力CRI、CR2の振幅を
検出するためのものである。
ここで、PN信号の自己相関係数は位相差が0のとき最
大(すなわち、値は1)であり、位相差がPN信号のク
ロック周期φ。以上になるとほぼ零(正確には、例えば
PN信号が63ビツトの信号の場合には一1/63)と
なり、位相差が一φゎ〜φゎの範囲では位相差が0から
離れるに従い値が小さくなって行くように変化する。
仮に、出力PN信号OPNと受信PN信号との位相差が
0であれば、進みPN信号E7.4は受信PN信号に対
してφc/2だけ進み、また、受信PN信号が出力PN
信号OF、1に対してφC/2だけ進んでいれば進みP
N信号EPNと受信PN信号は同相になる。従って振幅
検出回路28の検出出力S28は出力PN信号OFNと
受信PN信号との位相差Δφ1に応じて第3図(A)に
示すようにφ。
/2を中心として変化する。
同様に、遅れPN信号LPHに対応する振幅検出回路2
9の検出出力S29は位相差Δφ、に応じて第3図(B
)に示すように一φc/2を中心として変化する。
振幅検出回路28及び29の検出出力S28及び329
はそれぞれ加算器30に与えられ、加算器30において
検出出力328から検出出力S29を減算し、その減算
出力330を位相差検出図路31に与える。
ここで、減算出力330は第3図(C)に示すように位
相差Δφ、が0のときを中心として位相差に応じて逆S
字状に変化し、従って減算出力S30のレベルに基づき
この第に一1番目のサンプリングにおける受信PN信号
と出力PN信号OPNとの位相差Δφ+(k−1)が得
られ、この位相差を表す位相差信号Δφ+(k−1)が
位相差検出回路31から加算回路12を介してループフ
ィルタ13に与えられる。
従って、この実施例では、相関器21.22、バンドパ
スフィルタ24.25、A/D変換回路26.27、振
幅検出回路28.29、加算器30、位相差検出口R3
1により第1図における位相比較器10が構成されてい
る。
ループフィルタ13においてノイズ成分が除去され、ロ
ック状態において固定位相差が残らないように処理され
た位相差信号Δφ、(k−1)はラッチ回路33、クロ
ック発生回路34と共にNGOを構成する出力信号発生
部11の加算器32に与えられる、加算器32にはまた
第に一1番目のサンプリング時点における出力PN信号
OFNに対する位相情報φ(k−1)がラッチ回路33
から与えられる。
かくして、加算器32は次式 %式%(1) に示す演算を実行し、第に番目のサンプリング時点にお
ける出力PN信号OFNの位相情報φ(k)を得てラッ
チ回路33に与えてラッチさせる。
ここで、A/D変換回路26及び27における量子化ビ
ット数は加算器30から出力された位相差信号Δφ1の
量子化誤差が問題にならない程度に選定されている。従
って、ラッチ回路33においてラッチされている位相情
報φ(k)も量子化誤差が問題とならない程度のビット
数である。
この位相情報φ(k)のうち上位数ビットφup(k)
はクロック発生回路34に与えられる。クロック発生回
路34には発振器35からマスタクロック信号CK3が
与えられ、このマスタクロック信号CK3を用いてクロ
ック信号CK4の発生タイミングを位相情報φup(k
)に応じて変化させてPN信号発生回路23に与える。
しかして、位相情報φup (k)に応じた出力PN信
号0.N、進みPN信号EPN%遅れPN信号LPNが
PN信号発生回路23から出力される。
ここで、クロック発生回路34に対して与えられる位相
情報φup (k)のビット数はマスタクロック信号C
K3を用いてクロック信号CK4の位相を制御し得るの
に必要十分なビット数に選定されている。このことは、
これより下位ビットの情報φcow (k)が与えられ
てもクロック信号CK4の位相制御には変わりがないこ
とを意味しており、これより下位ビットφ、。w (k
)はクロック発生回路34及びPN信号発生回路23で
なる回路部分で生ずる量子化誤差を表す。
このような位相情報φ(k)のうちの下位数ビットφ1
゜1(k)は上述の加算器12に与えられる。
加算器12は、位相差検出回路31から到来する位相差
信号Δφl (k)から位相情報φ(k)の下位数ビッ
トφLoll (k)を減算して量子化誤差分を除去し
位相差信号Δφ!(k)を出力する。
以上の構成において、受信PN信号と出力PN信号0□
との位相が位相比較器10において比較されて位相差信
号Δφ、 (k−1)が加算器12に与えられる。この
位相差信号Δφ、(k−1)からこの位相差信号に含ま
れる量子化誤差分φ、。M (k−1)を加算器12に
おいて減算することにより除去し、量子化誤差を含まな
い位相差信号Δφ、(k−1)を得、ループフィルタ1
3を介して固定位相差が残らないように変換してその出
力信号Δφ3(k−1)を出力信号発生部11に与える
出力信号発生部11においてこの位相差信号Δφ5(k
−1)はラッチ回路33でラッチされている位相情報φ
(k−1)と加算され、かくして、新たな位相情報φ(
k)が得られ、この位相情報に基づき出力PN信号op
Nを送出すると共に、出力PN信号OFNに含まれる量
子化誤差を表す量子化誤差信号φ1゜、(k)を加算器
12に与えて量子化誤差分を除去する。
以下、上述の動作を繰り返し、かくして受信PN信号に
追従する出力PN信号OFNを送出する。
上述の実施例によれば、次のタイミングの位相情報φ(
k)を得る位相差信号Δφ、(k−1)に量子化誤差が
含まれていないので、形成された位相情報φ(k)に量
子化誤差が蓄積されていかず、安定に追従動作を行うこ
とができる。従って、出力PN信号OFNに含まれる誤
差分は小さく、測距システムに適用した場合、測距の精
度を高めることができる。
なお、上述においては本発明をDLL方式を採用したP
N信号の位相同期ループに適用したものを示したが、タ
ウディザ一方式のPN信号の位相同期ループに適用する
こともでき、さらにPN信号以外の信号の位相同期ルー
プにも必要に応じて適用することができる。
H発明の効果 以上のように本発明によれば、出力信号の位相情報を量
子化誤差分を除去して形成するようにしく15) たので、出力信号発生部における量子化数を上げること
なく安定な追従動作が得られる位相同期ループを容易に
得ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による位相同期ループの原理を示すブロ
ック図、第2図は本発明の一実施例を示すブロック図、
第3図は第2図の位相同期ループにおける位相差検出の
説明に供する路線図、第4図は従来の位相同期ループを
示すブロック図である。 10・・・・・・位相比較器、11・・・・・・出力信
号発生部、12・・・・・・加算器、13・・・・・・
ループフィルタ、IN・・・・・・入力信号、OUT・
・・・・・出力信号、QER・・・・・・量子化誤差信
号。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 入力信号と出力信号との位相差を位相比較器で検出し、
    この検出された位相差信号をループフィルタを介して数
    値制御発振器を有する出力信号発生部に与え、上記入力
    信号に追従した上記出力信号を得る位相同期ループにお
    いて、 上記出力信号発生部から上記出力信号に含まれている量
    子化誤差を表す量子化誤差信号を受け、上記検出された
    位相差信号から当該量子化誤差信号を減算する加算器を
    具えたことを特徴とする位相同期ループ。
JP60284065A 1985-12-17 1985-12-17 位相同期ル−プ Pending JPS62142429A (ja)

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JP60284065A JPS62142429A (ja) 1985-12-17 1985-12-17 位相同期ル−プ

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JP60284065A JPS62142429A (ja) 1985-12-17 1985-12-17 位相同期ル−プ

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0341382A (ja) * 1989-07-07 1991-02-21 Matsushita Electric Ind Co Ltd Gps受信機のコード追尾方法
FR2674336A1 (fr) * 1991-03-22 1992-09-25 Thomson Csf Dispositif comparateur de phase a grande dynamique.
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