(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
位相比較器とループフィルタと電圧制御発振器で構成された位相同期ループ装置において、
入力信号とフィードバック信号が入力される前記位相比較器と、前記位相比較器の出力信号が入力される前記ループフィルタと、前記ループフィルタからの出力信号と一定電圧VREFとを入力する差動増幅器と、前記差動増幅器からの出力信号を入力する第２の電圧制御発振器と、前記ループフィルタの出力信号を入力する第１の電圧制御発振器と、前記第１の電圧制御発振器の出力周波数f１と前記第２の電圧制御発振器の出力周波数f２との各々の出力信号の差信号(f１−f２)を前記位相比較器へフィードバックする手段とを設け、前記フィードバックする手段は、前記差信号(f１−f２)を分周器を通して前記位相比較器へフィードバックすることを特徴とする位相同期ループ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、直交位相変調された信号の受信回路等に使用される位相同期ループ装置で、周波数引込み範囲を拡張した位相同期ループ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の位相同期ループ装置は図４に示すようになっている。図において１は入力端子、２は位相比較器（ＰＣ）、３はループフィルタ、４は電圧制御発振器（ＶＣ０）、９は出力端子である。入力端子１からの信号と電圧制御発振動器４からの出力信号が位相比較器２へ入力され、位相比較器２の出力はループフィルタ３を介して電圧制御発振器４へ入力される。出力端子９は電圧制御発振器４の出力端子である。
【０００３】
次に位相同期ループ装置の動作を説明する。入力端子１に入力信号が無い場合、電圧制御発振器（ＶＣＯ）４はある周波数で自走発振している。入力端子１に信号が入力されると、位相比較器（ＰＣ）２では、入力端子１の入力信号周波数と電圧制御発振器（ＶＣＯ）４の信号周波数の周波数及び位相差に対応する信号を発生する。この信号はループフィルタ３に入り高調波成分が除去され、低周波成分だけが電圧制御発振器（ＶＣＯ）４の発振周波数を変化させる。
電圧制御発振器（ＶＣＯ）４は、その周波数が周波数引込み範囲であれば、位相比較器（ＰＣ）２の出力直流成分が小さくなるような周波数が発振するように働くため、その発振周波数は次第に入力端子１に入力されている信号の周波数と位相に同期する（第１の従来技術）。
また別の従来の位相同期ループ装置は図５に示すようになっている（例えば特開平５−２９１９４８）。図において、入力端子１、位相比較器（ＰＣ）２、ループ・フィルタ３、電圧制御発振器（ＶＣＯ）４、乗算器５、固定発振器６、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）７、レベル変換器８、出力端子９で構成される。
入力端子１は位相比較器（ＰＣ）２の片方の信号入力と接続され、その出力はループ・フィルタ３の入力と接続され、ループ・フィルタ３の出力は電圧制御発振器（ＶＣＯ）４の入力と接続され、その出力は乗算器５の片方の入力と接続される。又、固定発振器６の出力は乗算器５のもう一方と接続され、乗算器５の出力はローパスフィルタ７の入力と接続される。更にローパスフィルタ７の出力はレベル変換器８の入力と接続され、その出力は出力端子９及び位相比較器（ＰＣ）２の一方の入力と接続される。
図５に示す構成の位相同期ループ方式において、始めに入力端子１に信号が無い場合、電圧制御発振器（ＶＣＯ）４はある周波数で自走発振している。
又、固定発振器６も常に一定周波数の発振をしており、乗算器５ではこの二つの信号の乗算が行われ、その二つの信号周波数の和の周波数成分と、差の周波数成分が出力される。ローパスフィルタ７では、乗算器出力の周波数成分の内、低い周波数成分である差の周波数成分のみが通過し、レベル変換器８に入力される。  レベル変換器８では信号をクリップして一定振幅の信号に変換する。本実施例では電圧制御発振器（ＶＣＯ）４の自走振周波数は２０ＭＨｚ、固定発振器６の発振周波数は１５ＭＨｚとしてあり、その差の５ＭＨｚの周波数信号が位相比較器２の片方の入力に加わっている。
次に入力端子１に信号が入力された場合、位相比較器（ＰＣ）２では入力端子１の入力信号周波数と、レベル変換器８からの５ＭＨｚの信号の周波数及び位相差に対応する信号を発生する。この信号は次のループフィルタ３に入り高周波成分が除去され、低周波成分だけが電圧制御発振器（ＶＣＯ）４の入力に入り、電圧制御発振器（ＶＣＯ）４の発振周波数を変化させる。
電圧制御発振器（ＶＣＯ）４は、位相比較器（ＰＣ）２の出力の直流成分が小さくなるような周波数を発振するように働くため、電圧制御発振器（ＶＣＯ）４の発振周波数は、電圧制御発振器（ＶＣＯ）４の発振周波数−固定発振器６の発振周波数＝入力端子１の信号周波数に近づいていき、最後に差の信号は入力端子１の信号に同期する。この差の周波数信号が出力となる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、第１の従来技術では周波数引込み範囲は電圧制御発振器（ＶＣＯ）４の性能に関係し、また、自走発振周波数以下の周波数には追従できない問題があった。
第２の従来技術では電圧制御発振器（ＶＣＯ）４の自走発振周波数以下の周波数に追従できるが、周波数引込み範囲は第１の従来技術と同様に狭かった。
本発明は自走発振周波数以下の周波数に追従し広い周波数引き込み範囲を持つ位相同期ループ装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記問題を解決するために、本発明は、位相比較器とループフィルタと電圧制御発振器で構成された位相同期ループ装置において、入力信号とフィードバック信号が入力される前記位相比較器と、前記位相比較器の出力信号が入力される前記ループフィルタと、前記ループフィルタからの出力信号と一定電圧VREFとを入力する差動増幅器と、前記差動増幅器からの出力信号を入力する第２の電圧制御発振器と、前記ループフィルタの出力信号を入力する第１の電圧制御発振器と、前記第１の電圧制御発振器の出力周波数f１と前記第２の電圧制御発振器の出力周波数f２との各々の出力信号の差信号(f１−f２)を前記位相比較器へフィードバックする手段とを設け、前記フィードバックする手段は、前記差信号(f１−f２)を分周器を通して前記位相比較器へフィードバックするようにしたものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明の位相同期ループ装置の実施例を示すブロック図である。従来の技術ででてきた名称と同じものには同一符号をつけ、重複説明を省略する。従来の技術（図４）と比較して異なる部分は、ループフィルタ３からの出力信号と一定電圧ＶREF を入力する差動増幅器１０、差動増幅器１０からの出信号を入力し、周波数ｆ2 を乗算器５へ出力する第２の電圧制御発振器１１を備える点にある。
入力端子１は位相比較器２の片方の信号入力と接続され、その出力はループフィルタ３の入力に接続される。ループフィルタ３の出力は第１の電圧制御発振器の入力と接続され、その出力は乗算器５の片方の入力と接続される。また、ループフィルタ３の出力は差動増幅器１０の（−）端子にも接続され、その出力は第２の電圧制御発振器１１の入力と接続され、その出力は乗算器５のもう一方の入力と接続される。差動増幅器１０の（＋）の出力端子は一定の電圧が印加されている。さらに、乗算器５の出力はローパスフィルタ７の入力に接続され、その出力はレベル変換器８の入力と接続され、その出力は出力端子９及び位相比較器（ＰＣ）２のもの一方の入力と接続される。
【０００７】
次に、図３は動作の説明図である。図１と図３を基にして動作の説明をする。第１の電圧制御発振器４の入力電圧をＶ1 、出力周波数をｆ1 、また第２の電圧制御発振器１１の出力周波数をｆ2 、周波数引き込み範囲をｆRNG とし、Ｖ1 が０ＶからＶREF まで変化したときに出力端子９に現われる周波数の変化する幅とする。差動増幅器の片方に印加されている一定の電圧をＶREF とする。図２に示すとおり、Ｖ1 が増加すると、ｆ1 は増加、ｆ2 は減少する。乗算器５の出力する電圧はｆ1 ＋ｆ2 、及び、ｆ1 −ｆ2 の周波数を含む高調波で、ローパスフィルタ７でｆ1 ＋ｆ2 の周波数成分を取り除けば、出力端子９にはｆ1 −ｆ2 の周波数成分が現われる。この時のＶ1 とｆ1 −ｆ2 の関係は図３の破線となる。図６は第２の従来の技術で示された方法での出力端子９に現れる周波数引込み範囲を示す。Ｖ1 ＝０Ｖの時の出力端子９に現われる周波数は第２の従来技術と等しいが、Ｖ1 ＝ＶREF の時の出力端子９に現われる周波数は第２の従来技術の場合より大きく、周波数引込み範囲が拡大する。
上記手段によって、前記ループフィルタの出力信号に対応して、第２の電圧制御発振器の出力周波数が変化するため、自走発振周波数以下の周波数に追従し、かつ、広い周波数引き込み範囲を持つようになる。
【０００８】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、前記ループフィルタの出力信号に対応して、第２の電圧制御発振器の出力周波数が変化し、自走発振周波数以下の周波数に追従し、かつ、広い周波数引込み範囲を持つ位相同期ループ装置が実現できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明のブロック図
【図２】  本発明のブロック図
【図３】  本発明の特性図
【図４】  第１の従来技術のブロック図
【図５】  第２の従来技術のブロック図
【図６】  第２の従来技術の特性図
【符号の説明】
１  入力端子
２  位相比較器
３  ループフィルタ
４  第１の電圧制御発振器（ＶＣＯ）
５  乗算器
６  固定発振器
７  ローパスフィルタ（ＬＰＦ）
８  レベル変換器
９  出力端子
１０  差動増幅器
１１  第２の電圧制御発振器（ＶＣＯ）
１２  一定電圧（ＶREF ）
１３  分周器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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