JPS63164714A - マイクロ波ｐｌｌ発振装置 - Google Patents
マイクロ波ｐｌｌ発振装置Info
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- JPS63164714A JPS63164714A JP61312284A JP31228486A JPS63164714A JP S63164714 A JPS63164714 A JP S63164714A JP 61312284 A JP61312284 A JP 61312284A JP 31228486 A JP31228486 A JP 31228486A JP S63164714 A JPS63164714 A JP S63164714A
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
衛星放送、衛星通信用の送受信装置ではマイク口波帯の
周波数コンバータ等でローカル周波数の安定化が必要と
されるが、特に衛星通信等でのディジタルデータ伝送で
はローカル周波数の位相雑音特性を含めた超安定化発振
器が必要とされている。本発明はマイクロ波衛星通信機
器等に利用出来るマイクロ波ＰＬＬ発振装置を提供しよ
うとするものである。
周波数コンバータ等でローカル周波数の安定化が必要と
されるが、特に衛星通信等でのディジタルデータ伝送で
はローカル周波数の位相雑音特性を含めた超安定化発振
器が必要とされている。本発明はマイクロ波衛星通信機
器等に利用出来るマイクロ波ＰＬＬ発振装置を提供しよ
うとするものである。
従来の技術
従来のマイクロ波ＰＬＬ発振装置を第８図に示す。同図
で１はマイクロ波電圧制御発振器（以下ＶＣＯと略す）
でＶＣＯからの発振出力ａは２の位相検波器（Ｐ、Ｄと
略す）又はサンプリング位相検波器（Ｓ、Ｐ、Ｄと略す
）に加えられ、基本水晶発振器３と周波数逓倍器４より
構成される基準発振周波数発生器６からの基準周波数信
号と位相比較され、位相検波器２よりの位相検波出力は
、直流増幅器６で増幅され、ローパスフィルタ（Ｌ。
で１はマイクロ波電圧制御発振器（以下ＶＣＯと略す）
でＶＣＯからの発振出力ａは２の位相検波器（Ｐ、Ｄと
略す）又はサンプリング位相検波器（Ｓ、Ｐ、Ｄと略す
）に加えられ、基本水晶発振器３と周波数逓倍器４より
構成される基準発振周波数発生器６からの基準周波数信
号と位相比較され、位相検波器２よりの位相検波出力は
、直流増幅器６で増幅され、ローパスフィルタ（Ｌ。
Ｐ、Ｆ）７を経て制御電圧すがｖＣｏｌにフィードバッ
クされ、Ｐ Ｌ Ｌ （Ｐｈａｓｅ １ｏｃｋ １ｏｏ
ｐ）が形成されてＣより周波数の安定化出力信号を得て
いる。
クされ、Ｐ Ｌ Ｌ （Ｐｈａｓｅ １ｏｃｋ １ｏｏ
ｐ）が形成されてＣより周波数の安定化出力信号を得て
いる。
発明が解決しようとする問題点
一般にマイクロ波ＰＬＬ発振器では、周波数の安定化ル
ープではローフ１スフイルタの特性により発振器のプル
イング特性やホールド特性２発振信号スペクトラムの位
相雑音特性とともに引き込みの過渡応答特性に大きな影
響を与える。いずれの特ｔにおいてもローパスフィルタ
の時定数をある程度大きくする必要があり、このためＰ
ＬＬ発振回路の起動時の応答が遅くなったり、引き込ま
ない場合もあり、また、プルイング範囲も狭くなる等の
欠点があった。
ープではローフ１スフイルタの特性により発振器のプル
イング特性やホールド特性２発振信号スペクトラムの位
相雑音特性とともに引き込みの過渡応答特性に大きな影
響を与える。いずれの特ｔにおいてもローパスフィルタ
の時定数をある程度大きくする必要があり、このためＰ
ＬＬ発振回路の起動時の応答が遅くなったり、引き込ま
ない場合もあり、また、プルイング範囲も狭くなる等の
欠点があった。
問題点を解決するだめの手段
以上の従来の欠点を改善するため、従来のマイクロ波Ｐ
ＬＬ発振回路でのＰＬＬルーズに加□え、基準周波数発
振器からの基準周波数信号の一部をマイクロ波電圧制御
発振器に注入することにより発振周波数を引き込みやす
くし、発振器の過渡応答特性をはじめＰＬＬ発振器の安
定性をより一層改善しようとするものである。
ＬＬ発振回路でのＰＬＬルーズに加□え、基準周波数発
振器からの基準周波数信号の一部をマイクロ波電圧制御
発振器に注入することにより発振周波数を引き込みやす
くし、発振器の過渡応答特性をはじめＰＬＬ発振器の安
定性をより一層改善しようとするものである。
作 用
マイクロ波ＰＬＬ発振回路の電圧制御発振器に基準周波
数発振器からの基準周波数信号を注入することにより、
従来のフェーズロック作用に加えて、注入ロック作用を
重畳させることになりマイクロ波ＰＬＬ発振回路のより
一層の安定化が計れる０□ この場合、基準周波数信
号はＰＬＬ作用と注入ロック作用の両方に用いられる。
数発振器からの基準周波数信号を注入することにより、
従来のフェーズロック作用に加えて、注入ロック作用を
重畳させることになりマイクロ波ＰＬＬ発振回路のより
一層の安定化が計れる０□ この場合、基準周波数信
号はＰＬＬ作用と注入ロック作用の両方に用いられる。
実施例
第１図に本発明の実施例を示す０同図で１はマイクロ波
電圧制御発振器ＶＣＯで２は位相検波器（Ｐ、Ｄ）また
はサンプリング位相検波器（Ｓ、Ｐ、Ｄ）で６は基準発
振器で、水晶発振器で安定化された基本発振器４の基本
発振出力（約１００Ｍ１−ｉｚ）と周波数逓倍器３によ
り数ＧＨｚから１０ＧＨＥ以上の基準発振周波数を発生
させ、バッフ１増幅器６を経たＶＣＯＣ刃出の方向性結
合器の主結合線路を経た基準発振周波数とを位相検波器
２で位相比較し、その出力を直流増幅器８で増幅した後
ローパスフィルタ（Ｌ、Ｐ、Ｆ）を通してｖＣｏの周波
数コントロール端子にフィードバックする。一方、方向
性結合器の副伝送線路を経た６からの基準発振周波数を
ＲＦ増幅器１０で増幅し、アイソレータ１１を通してｖ
Ｃｏｌに加える。このことにより、ＰＬＬ発振回路にお
いてＰＬＬルーズに加えて、基準発振周波数を別ループ
でＶＣＯに注入することになり、注入ロック作用が加わ
りより強力な周波数安定化が計られることになる。すな
わち、ＰＬＬ発振回路の電源起動時に瞬間的にＰＬＬル
ープが動作していない段階では、基準発振周波数信号が
早（ＶＣＯに注入されるのでＶＣＯの発振周波数は逸早
く基準発振周波数の近くに引き寄せられる。したがって
ＰＬＬループがロックしやすくなり、ＰＬＬ発振回路の
電源投入時にすぐに周波数がロックされＰＬＬ発振回路
の応答が非常にはやく出来る。また、注入作用がない場
合、ＶＣＯｌの初期の発振周波数値が基準周波数より大
きくずれていた場合、ＰＬＬ回路の引き込み範囲外に出
てしまいＰＬＬ回路がロックしない場合が生ずるがこの
ような場合でも本発明によれば注入作用によりロック外
れを軽減することが出来る。また、注入作用によりｖＣ
ｏｌの発振周波数スペクトルの位相雑音特性も改善され
るので、ＰＬＬループでのループフィルタ（ローパスフ
ィルタ）の負担が軽くなり、その分ループフィルタの時
定数を軽く出来、その結果ＰＬＬループ応答を速くする
ことが出来る。第２図に第１図の実施例の具体回路図を
示す。同図で２１はＧａＡｓ ＦＥＴ等の発振素子（シ
リコンバイボラトランジスタでもよいのは勿論である）
。２２はＧａＡｓ ＦＥＴ２１のゲートに接続される結
合ストリップ線路で誘電体共振器２６と電気的に結合す
ることにより発振する。さらに、誘電体共振器２６には
ストリップ線路２３ 、２４が結合され、ス） ＩＪツ
ブ線路２３には高周波対応の電圧可変容量ダイオード２
７が接続され高周波チョーク３２を介して周波数制御電
圧が加えられる。ストリップ線路２４へはアイソレータ
１１からの基準周波数信号が注入される。逓倍器３では
水晶基本−発振器４からの約１００Ｍ）ｌｘの信号が結
合トランス３４を経てステップリカバリダイオード（Ｓ
−Ｒ，Ｄ）に加えられ６〜１ｏＧ）ｈの高周波信号を発
生し、位相検波回路（またはサンプリング位相検波回路
）２に加えられる。抵抗３５，３６゜４６は整合用抵抗
であり、抵抗４２，４３は検波抵抗、４４は検波電圧調
整用可変抵抗、コンデンサ３８．３９は結合用コンデン
サ、４６は検波用コンデンサ、４７ｆｄバイパスコンデ
ンサ、６３は直流増幅用ＩＣで位相検波出力を数１ｏ％
ｄＢ増幅する。抵抗４Ｂ、４９，５０，５１．５２はバ
イアス用抵抗で、抵抗５６および抵抗６７とコンデンサ
６７、抵抗６４とコンデンサ６６は直流増幅器６３のフ
ィードバック回路として働く◇直流増幅器５３の出力直
流電圧は抵抗５９とコンデンサ６０からのローパスフィ
ルタ９を経てマイクロ波電圧制御発振器１のコントロー
ル端子すに加えられ発振周波数が安定化される。第２図
では方向性結合器７は用いていない。
電圧制御発振器ＶＣＯで２は位相検波器（Ｐ、Ｄ）また
はサンプリング位相検波器（Ｓ、Ｐ、Ｄ）で６は基準発
振器で、水晶発振器で安定化された基本発振器４の基本
発振出力（約１００Ｍ１−ｉｚ）と周波数逓倍器３によ
り数ＧＨｚから１０ＧＨＥ以上の基準発振周波数を発生
させ、バッフ１増幅器６を経たＶＣＯＣ刃出の方向性結
合器の主結合線路を経た基準発振周波数とを位相検波器
２で位相比較し、その出力を直流増幅器８で増幅した後
ローパスフィルタ（Ｌ、Ｐ、Ｆ）を通してｖＣｏの周波
数コントロール端子にフィードバックする。一方、方向
性結合器の副伝送線路を経た６からの基準発振周波数を
ＲＦ増幅器１０で増幅し、アイソレータ１１を通してｖ
Ｃｏｌに加える。このことにより、ＰＬＬ発振回路にお
いてＰＬＬルーズに加えて、基準発振周波数を別ループ
でＶＣＯに注入することになり、注入ロック作用が加わ
りより強力な周波数安定化が計られることになる。すな
わち、ＰＬＬ発振回路の電源起動時に瞬間的にＰＬＬル
ープが動作していない段階では、基準発振周波数信号が
早（ＶＣＯに注入されるのでＶＣＯの発振周波数は逸早
く基準発振周波数の近くに引き寄せられる。したがって
ＰＬＬループがロックしやすくなり、ＰＬＬ発振回路の
電源投入時にすぐに周波数がロックされＰＬＬ発振回路
の応答が非常にはやく出来る。また、注入作用がない場
合、ＶＣＯｌの初期の発振周波数値が基準周波数より大
きくずれていた場合、ＰＬＬ回路の引き込み範囲外に出
てしまいＰＬＬ回路がロックしない場合が生ずるがこの
ような場合でも本発明によれば注入作用によりロック外
れを軽減することが出来る。また、注入作用によりｖＣ
ｏｌの発振周波数スペクトルの位相雑音特性も改善され
るので、ＰＬＬループでのループフィルタ（ローパスフ
ィルタ）の負担が軽くなり、その分ループフィルタの時
定数を軽く出来、その結果ＰＬＬループ応答を速くする
ことが出来る。第２図に第１図の実施例の具体回路図を
示す。同図で２１はＧａＡｓ ＦＥＴ等の発振素子（シ
リコンバイボラトランジスタでもよいのは勿論である）
。２２はＧａＡｓ ＦＥＴ２１のゲートに接続される結
合ストリップ線路で誘電体共振器２６と電気的に結合す
ることにより発振する。さらに、誘電体共振器２６には
ストリップ線路２３ 、２４が結合され、ス） ＩＪツ
ブ線路２３には高周波対応の電圧可変容量ダイオード２
７が接続され高周波チョーク３２を介して周波数制御電
圧が加えられる。ストリップ線路２４へはアイソレータ
１１からの基準周波数信号が注入される。逓倍器３では
水晶基本−発振器４からの約１００Ｍ）ｌｘの信号が結
合トランス３４を経てステップリカバリダイオード（Ｓ
−Ｒ，Ｄ）に加えられ６〜１ｏＧ）ｈの高周波信号を発
生し、位相検波回路（またはサンプリング位相検波回路
）２に加えられる。抵抗３５，３６゜４６は整合用抵抗
であり、抵抗４２，４３は検波抵抗、４４は検波電圧調
整用可変抵抗、コンデンサ３８．３９は結合用コンデン
サ、４６は検波用コンデンサ、４７ｆｄバイパスコンデ
ンサ、６３は直流増幅用ＩＣで位相検波出力を数１ｏ％
ｄＢ増幅する。抵抗４Ｂ、４９，５０，５１．５２はバ
イアス用抵抗で、抵抗５６および抵抗６７とコンデンサ
６７、抵抗６４とコンデンサ６６は直流増幅器６３のフ
ィードバック回路として働く◇直流増幅器５３の出力直
流電圧は抵抗５９とコンデンサ６０からのローパスフィ
ルタ９を経てマイクロ波電圧制御発振器１のコントロー
ル端子すに加えられ発振周波数が安定化される。第２図
では方向性結合器７は用いていない。
第３図に第２の実施例を示す。同図で第１図と同一符号
は同一物を示す。同図でｖＣｏｌからの出力に方向性結
合器１３の主伝送線路からバッファ増幅器６を経て、２
の位相検波器（またはサンプリング位相検波器）に加え
、第１図と同じように基準発振周波数５と位相比較し、
ｖＣｏｌを制御するとともに、方向性結合器の副伝送線
路からの基準発振周波数信号をＲＦ増幅器１ｏとアイソ
レータ１１を経て前述の方向性結合器１３の副伝送線路
に加えることによりマイクロ波電圧制御発振器ｖＣ０１
に注入するようにしている。この時、副伝送線路の主伝
送線路のバッファ増幅器ｅ側の端子への結合度が数１０
ｄＢあれば基準発振周波数信号はほとんどｖＣｏｌへ注
入されるとともに、アイソレータ１１によりｖＣｏｌの
発振出力はＲＦＡＭＰ１ｏ側に殆んどいかず、全てバッ
ファ増幅器に加わることになり、効率の良いＰＬＬルー
プが得られる◇これにより実施例２ではマイクロ波電圧
制御発振器の出力端子が１ケ所で共用出来るメリットが
ある。第４図に第３図の実施例の具体回路例を示す◇第
４図で第２図、第３図と同一符号は同一物を示す。第４
図の出力端子は発振出力信号の取り出し端子と基準発振
周波数信号の注入端子の両方を兼ねている。
は同一物を示す。同図でｖＣｏｌからの出力に方向性結
合器１３の主伝送線路からバッファ増幅器６を経て、２
の位相検波器（またはサンプリング位相検波器）に加え
、第１図と同じように基準発振周波数５と位相比較し、
ｖＣｏｌを制御するとともに、方向性結合器の副伝送線
路からの基準発振周波数信号をＲＦ増幅器１ｏとアイソ
レータ１１を経て前述の方向性結合器１３の副伝送線路
に加えることによりマイクロ波電圧制御発振器ｖＣ０１
に注入するようにしている。この時、副伝送線路の主伝
送線路のバッファ増幅器ｅ側の端子への結合度が数１０
ｄＢあれば基準発振周波数信号はほとんどｖＣｏｌへ注
入されるとともに、アイソレータ１１によりｖＣｏｌの
発振出力はＲＦＡＭＰ１ｏ側に殆んどいかず、全てバッ
ファ増幅器に加わることになり、効率の良いＰＬＬルー
プが得られる◇これにより実施例２ではマイクロ波電圧
制御発振器の出力端子が１ケ所で共用出来るメリットが
ある。第４図に第３図の実施例の具体回路例を示す◇第
４図で第２図、第３図と同一符号は同一物を示す。第４
図の出力端子は発振出力信号の取り出し端子と基準発振
周波数信号の注入端子の両方を兼ねている。
第５図に第３の実施例を示す。同図で第３図と同一符号
は同一物を示す。同図では第３図とはソ同じであるがバ
ッファ増幅器６と位相検波器２の間に方向性結合器１４
を挿入し、方向性結合器１４の主伝送線路を通してｖＣ
ｏ出力を位相検波器に加えるとともに、位相検波器２か
ら漏洩する基準発振周波数信号を副伝送線路より取り出
しＲＦ増幅器１ｏで増幅しアイソレータ１１を経て方向
性結合器１３を通してｖＣｏｌに基準発振周波数信号を
注入している。この構成では位相検波器２に高周波的影
響を少なくして基準発振周波数信号を取り出せるので位
相検波回路が安定になる特徴を有する。
は同一物を示す。同図では第３図とはソ同じであるがバ
ッファ増幅器６と位相検波器２の間に方向性結合器１４
を挿入し、方向性結合器１４の主伝送線路を通してｖＣ
ｏ出力を位相検波器に加えるとともに、位相検波器２か
ら漏洩する基準発振周波数信号を副伝送線路より取り出
しＲＦ増幅器１ｏで増幅しアイソレータ１１を経て方向
性結合器１３を通してｖＣｏｌに基準発振周波数信号を
注入している。この構成では位相検波器２に高周波的影
響を少なくして基準発振周波数信号を取り出せるので位
相検波回路が安定になる特徴を有する。
発明の効果
以上述べたように本発明によれば従来のマイクロ波ＰＬ
Ｌ発振装置に比べ、ＰＬＬ回路の引き込み範囲が広がり
、電源起動時（スイッチＯＮ時）の応答が速くなり、ま
た発振スペクトラムの位相雑音特性を改善することが出
来ることにより非常に安定で高性能なマイクロ波ＰＬＬ
発振装置を提供することが出来る。
Ｌ発振装置に比べ、ＰＬＬ回路の引き込み範囲が広がり
、電源起動時（スイッチＯＮ時）の応答が速くなり、ま
た発振スペクトラムの位相雑音特性を改善することが出
来ることにより非常に安定で高性能なマイクロ波ＰＬＬ
発振装置を提供することが出来る。
第１図は本発明の一実施例におけるマイクロ波ＰＬＬ発
振装置のブロック図、第２図は同装置の具体回路図、第
３図は同地の実施例におけるマイクロ波ＰＬＬ発振装置
のブロック図、第４図は同装置の具体回路図、第５図は
同地の実施例におけるマイクロ波ＰＬＬ発振装置のブロ
ック図、第６図は従来例におけるマイクロ波ＰＬＬ発振
装置のブロック図である。 １・・・・・・マイクロ波電圧制御発振器、２・・・・
・・位相検波器、３・・・・・・周波数逓倍器、４・・
・・・・水晶発振器、７．１３・・・・・・方向性結合
器、１０・・・・・・ＲＦ増幅器、１１・・・・・・ア
イソレータ、８・・・・・・直流増幅器、９・・・・・
・ローパスフィルタ０ 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図 第２図９８ ！ 第３図 第４図 今ｖ６ 第５図 第６図 ｚ
振装置のブロック図、第２図は同装置の具体回路図、第
３図は同地の実施例におけるマイクロ波ＰＬＬ発振装置
のブロック図、第４図は同装置の具体回路図、第５図は
同地の実施例におけるマイクロ波ＰＬＬ発振装置のブロ
ック図、第６図は従来例におけるマイクロ波ＰＬＬ発振
装置のブロック図である。 １・・・・・・マイクロ波電圧制御発振器、２・・・・
・・位相検波器、３・・・・・・周波数逓倍器、４・・
・・・・水晶発振器、７．１３・・・・・・方向性結合
器、１０・・・・・・ＲＦ増幅器、１１・・・・・・ア
イソレータ、８・・・・・・直流増幅器、９・・・・・
・ローパスフィルタ０ 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図 第２図９８ ！ 第３図 第４図 今ｖ６ 第５図 第６図 ｚ
Claims (5)
- （１）マイクロ波電圧制御発振器の出力端子からの発振
出力および基準発振器の出力を位相検波器に加えて得た
位相検波出力をローパスフィルタを通して前記電圧制御
発振器に加えることにより発振周波数を安定化するとと
もに、前記基準発振器の基準発振周波数信号の一部を前
記電圧制御発振器に注入することを特徴とするマイクロ
波ＰＬＬ発振装置。 - （２）基準発振器の出力を方向性結合器の主伝送線路に
加え、前記方向性結合器の主伝送線路の出力を位相検波
器またはサンプリング位相検波器に加えるとともに、前
記方向性結合器の副伝送線路からの出力をアイソレータ
を介してマイクロ波電圧制御発振器に注入することを特
徴とする特許請求の範囲第１項記載のマイクロ波ＰＬＬ
発振装置。 - （３）マイクロ波電圧制御発振器の出力を方向性結合器
の主伝送線路に加え、前記方向性結合器の主伝送線路の
出力を位相検波器またはサンプリング位相検波器に加え
るとともに、前記方向性結合器の副伝送線路に基準発振
周波数信号を加えて前記マイクロ波電圧制御発振器に注
入することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のマ
イクロ波ＰＬＬ発振装置。 - （４）マイクロ波電圧制御発振器への基準発振周波数信
号の注入端子と前記マイクロ波電圧制御発振器の出力端
子とを別々にしたことを特徴とする特許請求の範囲第１
項または第２項または第３項記載のマイクロ波ＰＬＬ発
振装置。 - （５）マイクロ波電圧制御発振器の出力端子と前記マイ
クロ波電圧制御発振器への基準発振周波数信号の注入端
子とを共通にしたことを特徴とする特許請求の範囲第１
項または第２項または第３項記載のマイクロ波ＰＬＬ発
振装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61312284A JPS63164714A (ja) | 1986-12-26 | 1986-12-26 | マイクロ波ｐｌｌ発振装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61312284A JPS63164714A (ja) | 1986-12-26 | 1986-12-26 | マイクロ波ｐｌｌ発振装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63164714A true JPS63164714A (ja) | 1988-07-08 |
Family
ID=18027391
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61312284A Pending JPS63164714A (ja) | 1986-12-26 | 1986-12-26 | マイクロ波ｐｌｌ発振装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63164714A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115189797A (zh) * | 2022-09-09 | 2022-10-14 | 中国科学院国家授时中心 | 一种时间同步方法 |
-
1986
- 1986-12-26 JP JP61312284A patent/JPS63164714A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115189797A (zh) * | 2022-09-09 | 2022-10-14 | 中国科学院国家授时中心 | 一种时间同步方法 |
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