JPS6225544A - 同期引込制御方式 - Google Patents

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】 〔概要〕 ＰＳＫ信号等の受信変調信号を周波数変換して位相検波
し、位相差成分と周波数差成分とを抽出して、位相差成
分により電圧制御発振器を制御し、位相検波用の基準搬
送波信号を発生させ、又同期外れに於ける周波数差成分
によりスイープ回路を起動して局部発振器の発振周波数
をスイープさせて、同期引込みを行わせるものである。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、４相ＰＳＫ信号等の受信変調信号の受信装置
に於いて、受信変調信号の周波数変換を行う為の局部発
振器の発振周波数をスイープさせて、復調回路に於ける
同期引込みを高速化する同期引込制御方式に関するもの
である。

〔従来の技術〕

マイクロ波ディジタル無線通信方式に於ける変調方式は
、４相、８相等のＰＳＫ方式や、１６値、６４値等のＱ
ＡＭ方式が採用されている。このような無線通信方式に
於いては、マイクロ波の受倍変調信号を中間周波信号に
変換した後、復調回路で復調するものである。第４図は
従来の受信装置のブロック図を示し、入力端子４１に加
えられたマイクロ波の４相ＰＳＫ信号等の受信変調信号
は、局部発振器４３からの局部発振信号と共に周波数変
換器４２に加えられて混合され、中間周波信号に変換さ
れる。

この中間周波信号は、中間周波増幅器４４により増幅さ
れて位相検波器４５に加えられ、又電圧制御発振器４９
から基準搬送波信号が加えられ、中間周波信号の位相検
波が行われる。この位相検波出力信号は搬送波再生部４
６に加えられる。搬送波再生部４６は、ベースバンド処
理回路等を含むもので、中間周波信号の搬送波成分の位
相と、電圧制御発振器４９からの基準搬送波信号位相と
の差に対応した信号を出力するものであるから、その信
号をローパスフィルタ４８を介して電圧制御発振器４９
の制御電圧とし、位相差が零となるように電圧制御発振
器４９が制御される。従って、位相同期回路が形成され
ることになる。又位相検波出力信号のレヘル識別によっ
て復調出力信号が得られ、この復調出力信号は出力端子
４７から後段の回路に転送される。

このような受信装置に於いては、マイクロ波の受信変調
信号の周波数変換を行う為に、局部発振器４３もマイク
ロ波の発振周波数であることが必要となり、発振周波数
が安定であることが要望される。その為、水晶発振器を
用いることが考えられる。しかし、水晶発振器はマイク
ロ波を直接発振させることが困難であるから、所望のマ
イクロ波帯の周波数とする為に逓倍数を非常に大きくし
なければならないものである。

又第５図はＡＦＣ回路のブロック図を示し、マイクロ波
を直接的に発振できる発振器５１を局部発振器４３とし
、その発振出力信号を周波数弁別器５２に加えて周波数
弁別し、中心周波数からのずれに対応した信号を直流増
幅器５３で増幅して発振器５１に加え、その発振器５１
の発振周波数を制御し、発振器５１の発振周波数の安定
化を図ることも知られている。

又第４図に於いて、位相検波器４５に入力される中間周
波数の受信変調信号の搬送波成分の位相と、電圧制御発
振器４９の発振出力信号の位相との同期化が必要であり
、局部発振器４３の発振周波数が変動すると、中間周波
数も変動し、この変動分が大きくなると、位相同期が外
れることになる。

初期状態、或いは、同期外れとなった状態の場合に、同
期引込動作が行われるが、その引込範囲を拡大する為に
、第６図に示すように、電圧制御発振器４９の発振周波
数をスィーブする為のスィーブ回路５４を設けることが
知られている。同図に於いて、第４図と同一符号は同一
部分を示す。

スイープ回路５４は同期外れの状態を検出すると起動さ
れるものであり、ローパスフィルタ４８を介して電圧制
御発振器４９に加えられる制御電圧に、スイープ回路５
４からの低周波のスイープ信号が重畳されることになる
。それによって、電圧制御発振器４９からの基準搬送波
信号の周波数がスイープされて同期引込動作が行われる
。

〔発明が解決しようとする問題点〕

水晶発振器は高価であり、又マイロク波を直接発振でき
ないので、局部発振器として用いた場合は、逓倍数の大
きい逓倍回路を設けなけれはならなくなり、非常に高価
なものとなる欠点がある。

又第５図に示すように、局部発振器にＡＦＣ回路を設け
て発振周波数の安定化を図る場合は、周波数弁別器５２
の周波数弁別特性が温度変化等により変化すると、弁別
出力信号もそれによって変化するので、局部発振周波数
が変化することになる。即ち、周波数弁別器５２の安定
度により局部発振器の発振周波数の安定度が影響を受け
るものとなる。

又第６図に示す構成に於いては、同期外れの時にスイー
プ回路５４を起動するものであり、電圧制御発振器４９
の発振周波数をスイープして、同期引込範囲を拡大する
ものであるが、同期引込状態に於いて局部発振器４３の
発振周波数が変動すると、再び同期外れが発生すること
になる。従って、局部発振器４３としては、前述のよう
に、安定化の為の構成を付加する必要があり、高価とな
る欠点があった。

本発明は、復調回路の同期外れによって局部発振器の発
振周波数をスィーブして同期引込みの高速化を図り、且
つマイクロ波を直接発振できる比較的簡単な構成の発振
器を局部発振器として使用できるようにすることを目的
とするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の同期引込制御方式は、第１図を参照して説明す
ると、周波数変換器１０１と、局部発振器１０２と、ス
ィーブ回路１°０３と、位相検波器１０４と、電圧制御
発振器１０５とを備えて、位相検波器１０４の出力信号
から位相差成分及び周波数差成分を搬送波再生部１０６
によって抽出し、位相差成分によって電圧制御発振器１
０５の発振出力信号位相を制御し、同期外れの周波数差
成分によってスイープ回路１０３を起動して、スィーブ
回路１０３の出力によって局部発振器１０２の発振周波
数をスイープさ°せ、同期引込動作を行わせるものであ
る。

〔作用〕

電圧制御発振器１０５からの基準搬送波信号と、位相検
波器１０４に入力される受信変調信号の搬送波成分との
位相差が成る範囲を超えると、同期外れの状態となり、
電圧制御発振器１０５はフリーラン状態となる。その場
合の位相検波出力信号には周波数差成分が含まれ、その
周波数差成分によって同期外れを検出してスイープ回路
１０３を起動し、局部発振器１０２にスイープ信号を加
える。それによって局部発振器１０２の発振周波数はス
イープし、周波数変換器１０１により周波数変換された
中間周波信号の周波数もスイープするから、電圧制御発
振器１０５の発振周波数と一致する周波数の時点で周波
数差成分が零となり、スイープ回路１０３の動作は停止
され、且つ電圧制御発振器１０５は位相差成分に基づい
て発振出力信号位相が制御される。

〔実施例〕

以下図面を参照して本発明の実施例について詳細に説明
する。

第２図は本発明の実施例のブロック図であり、Ｉは受信
したマイクロ波の４相ＰＳＫ信号等の受信変調信号の入
力端子、２は周波数変換器、３はマイクロ波帯の直接発
振が可能の局部発振器、４は中間周波増幅器、５は位相
検波器、６はコスタスループ型等のベースバンド処理回
路等を含む搬送波再生部、７は出力端子、８はローパス
フィルタ、９は電圧制御発振器、１０は周波数弁別部、
１１は検出回路、１２は直流増幅器、１３はスイープ回
路である。

入力端子１に加えられた受信変調信号は、局部発振器３
からの局部発振信号と共に周波数変換器２に加えられて
中間周波信号に変換され、中間周波増幅器４によって増
幅される。この中間周波信号は位相検波器５に加えられ
、電圧制御発振器９からの基準搬送波信号によって位相
検波される。

位相検波出力信号は搬送波再生部６に加えられ、レベル
識別等により復調されて復調信号は出力端子７から後段
の回路へ転送される。

搬送波再生部６は、ベースバンド処理回路等を含むもの
で、電圧制御発振器９からの基準搬送波信号と、中間周
波信号の搬送波成分との位相差成分の信号及び周波数差
成分の信号が搬送波再生部６から出力される。位相差成
分の信号はローパスフィルタ８を介して電圧制御発振器
９の制御電圧となり、位相差が零となるように制御され
る。即ち、位相同期回路が形成されることになる。又周
波数差成分の信号は周波数弁別部１０に於いて弁別され
、周波数差に対応した弁別出力信号を検出回路１１によ
り検出し、直流増幅器１２を介してスイープ回路１３を
動作させる。それによってスイープ回路１３は局部発振
器３にスィーブ信号を加えるので、局部発振器３の発振
周波数がスィーブされる。

局部発振器３は、マイクロ波用バイポーラトランジスタ
、ＧａＡｓ　　ＦＥＴ、ガンダイオード、インバットダ
イオード等を発振素子として構成され、バイアス電圧に
よるパラメータの変化或いはバラクタの容量変化等によ
って発振周波数が変化されるもので、スィーブ回路１３
から低周波数のスイープ信号がバイアス電圧として加え
られることにより、局部発振周波数がスイープされ、そ
れによって周波数変換器２により周波数変換された中間
周波信号の周波数も変化する。

マイクロ波を直接発振できる局部発振器３の発振周波数
の変動等により、位相検波器５に入力される中間周波数
の受信変調信号と基準搬送波信号との周波数に差が生じ
ると、搬送波再生部６から周波数差成分の信号が出力さ
れ、この周波数差成分の信号は周波数弁別部１０によっ
て弁別され、検出回路１１によって検出されて直流増幅
器１２を介してスイープ回路１３が動作され、局部発振
器３にスイープ信号が加えられて、局部発振周波数がス
イープされる。それによって、位相検波器５に入力され
る受信変調信号と基準搬送波信号との周波数が一致する
時が生じることになり、その時は周波数弁別出力信号は
零となり、スイープ回路１３の動作は停止され、又その
時の位相差成分の信号に応じて電圧制御発振器９の位相
制御が行われることになる。

従って、局部発振器３としては、復調回路の同期引込範
囲外の発振周波数の変動幅を有するものであっても、同
期外れの時に発振周波数のスィーブが行われるので、同
期引込みを容易に行うことができることになる。

第３図は復調回路のブロック図を示し、４相ＰＳＫ信号
を受信復調する場合についてのものである。中間周波数
に変換された受信変調信号は、ハイブリッド回路２１に
より２分岐されて位相検波器２２．２３に加えられる。

この位相検波器２２．２３は第２図に於ける位相検波器
５に相当するものである。位相検波器２２には電圧制御
発振器３４から直接基準搬送波が加えられ、又位相検波
器２３には電圧制御発振器３４から移相器３５を介して
９０度移相された基準搬送波信号が加えられて、受信変
調信号の位相検波が行われる。電圧制御発振器３４は第
２図に於ける電圧制御発振器９に相当するものである。

位相検波器２２．２３の位相検波出力信号は、コスタス
ループ型等のベースバンド処理回路２４に加えられる。

電圧制御発振器３４の発振周波数と、中間周波数の受信
変調信号の周波数との差をω４とし、位相検波器２２．
２３の出力信号をそれぞれ５ｉｎ（ω、ｔ＋θ）及びＣ
Ｏ５（ωｄ　ｔ＋θ）とすると、ベースバンド処理回路
２４の出力信号は、５ｉｎ４（＋ｕ＋ａｔ＋θ）及びｃ
ｏｓ４（ωｄ　１＋θ）となる。周波数差ω４が０であ
ると、変調位相θに対応した位相検波出力信号となり、
図示を省略したレベル識別手段によって識別することに
より、復８周することができる。

前述のベースバンド処理回路２４の出力信号は、微分回
路２５．　２６　（ｄ／ｄ　ｔ）及び混合回路２７．２
８に加えられる。微分回路２５．２６の出力信号は、４
ω、ｃｏｓ４　（ω６　ｔ＋θ）及び−４ω、５ｉｎ４
（ω、ｔ＋θ）となる。この微分出力信号とベースバン
ド処理回路２４の出力信号とを混合回路２７．２８によ
り混合することにより、混合回路２７．２８の出力信号
ｖ、、ｖ２は、それぞれ４ω６　　ｃｏ　ｓ２４　（ω
ａ　　を十〇）及び−４ω、ｓｉｎ”　４　（ωａ　を
十〇）となる。差回路２９は（ＶＩ　　Ｖ２）の処理を
行うものであり、その差回路２９の出力信号は４ω、と
なる。

即ち、周波数差ω４を４倍した信号となる。

差回路２９の出力信号はローパスフィルタ３０を介して
直流増幅器３１に加えられ、この直流増幅器３１からス
イープ回路へ加えられる。従って、微分回路２５，２６
、混合回路２７．２８、差回路２９等が第２図に於ける
周波数弁別部１０に相当するものとなる。又ローパスフ
ィルタ３０゜直流増幅器３１が第２図に於ける検出回路
１１及び直流増幅器１２に相当するものとなる。

又ベースバンド処理回路２４の出力信号の何れか一方を
位相差成分の信号として用いるものであり、周波数差ω
４がＯであれば、５ｉｎ４θ及びｃｏｓ４θとなり、こ
の場合のθを位相差とすれば、その４倍に相当する信号
となり、増幅器３２により増幅されてローパスフィルタ
３３を介して電圧制御発振器３４の制御電圧となる。こ
の制御電圧によって位相差が零となるように電圧制御発
振器３４は制御されることになる。

同期外れの場合には、周波数差ω４が大きくなるので、
差回路２９の出力信号が太き（なり、直流増幅器３１を
介してスイープ回路１３に加えられる信号レベルが大き
くなる。スイープ回路１３は所定レベル以上で起動され
る構成を有するものであり、周波数差ω６が大きくなっ
た時の信号レベルによって起動されて局部発振器３ヘス
イ一プ信号を加えることになり、局部発振周波数がスイ
ープされ、周波数変換された受信変調信号の中間周波数
もスイープされて、電圧制御発振器３４の同期引込みが
行われ、ローパスフィルタ３３を含む位相同期回路のみ
による電圧制御発振器３４の同期引込動作よりも同期引
込みを高速化することができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明は、受信変調信号、の周波
数を変換する周波数変換器２と局部発振器３と、この局
部発振器３の発振周波数をスイープする為のスイープ回
路１３と°、基準搬送波信号を発生する為の電圧制御発
振器９と、この基準搬送波信号により受信変調信号を位
相検波する位相検波器５とを備えて、位相検波器５の出
力信号から搬送波再生部６により位相差成分及び周波数
差成分を抽出し、位相差成分によって電圧制御発振器９
の発振出力信号位相を制御し、同期外れ等に於ける周波
数差成分によってスイープ回路１３を動作させて局部発
振器３の発振周波数をスイープさせるものであり、復調
回路の同期引込範囲に考慮することなく、局部発振器３
を構成することができる。即ち、比較的簡単な構成のマ
イクロ波直接発振を行う発振器を局部発振器３として使
用することができる。そして、局部発振器３の発振周波
数の変動等により復調回路の同期外れが発生した時は、
スイープ回路１３を動作させて、局部発振周波数をスイ
ープさせるので、復調回路に於ける同期引込みを容易に
行わせることができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理ブロック図、第２図は本発明の実
施例のブロック図、第３図は復調回路のブロック図、第
４図は従来の受信装置のブロック図、第５図はＡＦＣ回
路のブロック図、第６図はスイープ回路を設けた従来例
のブロック図である。 １は入力端子、２，１０１は周波数変換器、３．１０２
は局部発振器、４は中間周波増幅器、５２２．２３，１
０４は位相検波器、６，１０６は搬送波再生部、７は出
力端子、８．３３はローパスフィルタ、９，３４．’１
０５は電圧制御発振器、１０は周波数弁別部、１１は検
出回路、１２は直流増幅器、１３，１０３はスイープ回
路、２４はベースバンド処理回路、２５．２６は微分回
路、２７．２８は混合回路、２９は差回路、３０はロー
パスフィルタ、３１は直流増幅器である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 受信変調信号の周波数変換を行う周波数変換器（１０１
   ）と、該周波数変換器（１０１）に局部発振信号を加え
   る局部発振器（１０２）と、該局部発振器（１０２）の
   発振周波数をスイープさせるスイープ回路（１０３）と
   、前記周波数変換器（１０１）によって周波数変換され
   た受信変調信号を位相検波する位相検波器（１０４）と
   、該位相検波器（１０４）に基準搬送波信号を加える電
   圧制御発振器（１０５）とを備え、 前記位相検波器（１０４）の出力信号から位相差成分及
   び周波数差成分を抽出して前記位相差成分を前記電圧制
   御発振器（１０５）の制御電圧とし、前記周波数差成分
   によって前記スイープ回路（１０３）を起動して、前記
   局部発振器（１０２）の発振周波数をスイープさせるこ
   とを特徴とする同期引込制御方式。