(57)【要約】【課題】出力信号の位相誤差を低減することができる出力信号発生装置を提供する。【解決手段】位相比較部１１０は、回帰信号とリファレンス信号との間の位相差を算出する。ループフィルタ１２０は、制御電圧信号を生成する。制御部１３０は、リファレンス信号が位相比較部１１０に入力される場合、制御電圧信号の入力を受けて出力し、リファレンス信号が位相比較部１１０に入力されない場合、自走電圧信号を生成し出力する。Ｄ／Ａ変換部１４０は、制御電圧信号又は自走電圧信号を、アナログ信号に変換し、発振部１５０に出力する。発振部１５０は、アナログ信号に基づいて、出力信号を出力する。分周部１６０は、出力信号を分周して回帰信号として出力する。温度管理部１７０は、Ｄ／Ａ変換部１４０の温度を、所定の温度に一定に保つように制御する。【選択図】      図１
2015061083.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力されるアナログ制御信号に基づいて、出力信号を出力する発振部と、
前記発振部により出力される出力信号を分周して回帰信号として出力する分周部と、
前記回帰信号と外部から入力されるリファレンス信号との間の位相差を算出する位相比較部と、
前記位相比較部により算出される前記位相差に基づいて、制御電圧信号を生成する制御電圧生成部と、
前記リファレンス信号が前記位相比較部に入力される場合、前記制御電圧生成部により生成される前記制御電圧信号の入力を受けて出力し、前記リファレンス信号が前記位相比較部に入力されない場合、自走電圧信号を生成し出力する制御部と、
前記制御部により出力される前記制御電圧信号又は前記自走電圧信号を、アナログ信号に変換し、前記アナログ制御信号として前記発振部に出力するＤ／Ａ変換部と、
前記Ｄ／Ａ変換部の温度を、所定の温度に一定に保つように制御する温度管理部と、を有する出力信号発生装置。
【請求項２】
前記発振部と、前記分周部と、前記位相比較部と、前記制御電圧生成部と、前記制御部と、前記Ｄ／Ａ変換部と、を有する複数のループ回路を備え、
前記温度管理部は、前記複数のループ回路の各々の前記Ｄ／Ａ変換部の温度を、所定の温度に一定に保つように制御する請求項１に記載の出力信号発生装置。
【請求項３】
前記複数のループ回路の各々の前記Ｄ／Ａ変換部は、収容体に密閉収容され、
前記温度管理部は、前記収容体の温度を、所定の温度に一定に保つように制御する請求項２に記載の出力信号発生装置。
【請求項４】
前記複数のループ回路の各々の前記Ｄ／Ａ変換部は、同一基板上に実装され、
前記温度管理部は、前記基板の温度を、所定の温度に一定に保つように制御する請求項２又は３に記載の出力信号発生装置。
【請求項５】
前記温度管理部は、前記Ｄ／Ａ変換部及び前記発振部の温度を、所定の温度に一定に保つように制御する請求項１に記載の出力信号発生装置。
【請求項６】
発振部が、入力されるアナログ制御信号に基づいて、出力信号を出力する発振ステップと、
前記発振ステップにより出力される出力信号を分周して回帰信号として出力する分周ステップと、
位相比較部が、前記回帰信号と外部から入力されるリファレンス信号との間の位相差を算出する位相比較ステップと、
前記位相比較ステップにより算出される前記位相差に基づいて、制御電圧信号を生成する制御電圧生成ステップと、
前記リファレンス信号が前記位相比較部に入力される場合、前記制御電圧生成ステップにより生成される前記制御電圧信号の入力を受けて出力し、前記リファレンス信号が前記位相比較部に入力されない場合、自走電圧信号を生成し出力する制御ステップと、
Ｄ／Ａ変換部が、前記制御ステップにより出力される前記制御電圧信号又は前記自走電圧信号を、アナログ信号に変換し、前記アナログ制御信号として前記発振部に出力するＤ／Ａ変換ステップと、
前記Ｄ／Ａ変換部の温度を、所定の温度に一定に保つように制御する温度管理ステップと、を含む出力信号発生方法。
【請求項７】
入力されるアナログ制御信号に基づいて、出力信号を出力する発振部と、前記発振部により出力される出力信号を分周して回帰信号として出力する分周部と、前記回帰信号と外部から入力されるリファレンス信号との間の位相差を算出する位相比較部と、前記位相比較部により算出される前記位相差に基づいて、制御電圧信号を生成する制御電圧生成部と、前記制御電圧生成部により出力される前記制御電圧信号を、アナログ信号に変換し、前記アナログ制御信号として前記発振部に出力するＤ／Ａ変換部と、を備える複数のループ回路と、
前記リファレンス信号と前記複数のループ回路の各々の前記分周部により出力される複数の回帰信号のうち、いずれか１つを選択信号として選択し、前記複数のループ回路のうち、少なくとも１つのループ回路の前記位相比較部に対して、前記リファレンス信号に代えて、前記選択信号を出力する信号選択部と、を有する出力信号発生装置。
【請求項８】
入力されるアナログ制御信号に基づいて、出力信号を出力する発振部と、
前記発振部により出力される出力信号を分周して回帰信号として出力する分周部と、
前記回帰信号と外部から入力されるリファレンス信号との間の位相差を算出する位相比較部と、
前記位相比較部により算出される前記位相差に基づいて、制御電圧信号を生成する制御電圧生成部と、
前記リファレンス信号が前記位相比較部に入力される場合、前記制御電圧生成部により生成される前記制御電圧信号の入力を受けて出力し、前記リファレンス信号が前記位相比較部に入力されない場合、自走電圧信号を生成し出力する制御部と、
前記制御部により出力される前記制御電圧信号又は前記自走電圧信号を、アナログ信号に変換し、前記アナログ制御信号として前記発振部に出力するＤ／Ａ変換部と、を備える複数のループ回路を有し、
前記複数のループ回路の各々の前記制御部は、基準時刻から前記複数のループ回路の各々により出力される前記回帰信号が発生した各時刻までの平均値である平均時間に基づいて、当該ループ回路の前記自走電圧信号の電圧値を制御する電圧値算出部を有する出力信号発生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、出力信号発生装置等に関し、例えば、発振部を有する出力信号発生装置等に関する。
【背景技術】
【０００２】
昨今、例えばＬＴＥ（Long Term Evolution）規格を採用する移動通信システムの基地局装置が広く普及している。また、例えばＭＢＳＦＮ（Multicast/Broadcast over Single-Frequency Network）のように、移動通信システムの各基地局装置が互いに同期していることが前提となっているサービスが普及してきている。そのため、上述したような基地局装置や携帯電話やパーソナルコンピュータなどの通信機器等で用いられる出力信号発生装置は、周波数精度もさることながら高精度で信頼性の高い位相精度を有する基準信号を発生することが求められている。
【０００３】
このような出力信号発生装置は、例えば、図１１に示すような構成となっている。図１１は、一般的な出力信号発生装置１０００Ａを示す図である。
【０００４】
出力信号発生装置１０００Ａでは、位相比較部１１０は、リファレンス信号受信部２０００から入力されるリファレンス信号と分周部１６０から入力される信号の間の位相差を算出し、ループフィルタ１２０は、位相比較部１１０により算出される位相差を基に制御信号を生成し、制御部１３０は、リファレンス信号を検出し、制御信号を受けて出力し、Ｄ／Ａ変換部１４０は、制御部１３０により出力される制御信号をアナログ信号に変換し、発振部１５０は、Ｄ／Ａ変換部１４０により出力されるアナログ信号に基づいて出力信号を発生し、分周部１６０は、発振部１５０により出力される出力信号を分周して位相比較部１１０に出力する。このように負帰還動作を行うことで、発振部１５０により出力される出力信号の位相誤差を低減している。
【０００５】
ところで、例えば、リファレンス信号受信部２０００にＧＰＳレシーバを用いた場合、ＧＰＳ衛星からの信号の電界強度が低い受信環境や、妨害波が存在する受信環境では、ＧＰＳ衛星からの信号を基にしたリファレンス信号が途切れることがある。このようにリファレンス信号が途絶えた場合、信号発生装置１０００Ａの制御部１３０は、所定の設定値をもとにＤ／Ａ変換部１４０に信号を生成し出力する。
【０００６】
上記に関連する出力信号発生装置の技術が、例えば、特許文献１〜３に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００４−１２８５３５号公報
【特許文献２】特開２０１１−１５５３６７号公報
【特許文献３】特開２０１３−０３８５４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、図１１に例示される出力信号発生装置では、出力信号の位相誤差を、十分に低減することができないという問題があった。その原因として、例えば、リファレンス信号が途絶えた場合、Ｄ／Ａ変換部１４０の温度変動による変換誤差が大きく、発振部１５０の出力信号の位相誤差が時間共に大きくなることが知られている。
【０００９】
また、例えば、リファレンス信号の到来周期の確率分布に偏りがあった場合、発振部１５０の出力信号の位相の精度を十分に維持できないことが知られている。
【００１０】
本発明は、このような事情を鑑みてなされたものであり、その目的は、出力信号の位相誤差を低減することができる出力信号発生装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の出力信号発生装置は、入力されるアナログ制御信号に基づいて、出力信号を出力する発振部と、前記発振部により出力される出力信号を分周して回帰信号として出力する分周部と、前記回帰信号と外部から入力されるリファレンス信号との間の位相差を算出する位相比較部と、前記位相比較部により算出される前記位相差に基づいて、制御電圧信号を生成する制御電圧生成部と、前記リファレンス信号が前記位相比較部に入力される場合、前記制御電圧生成部により生成される前記制御電圧信号の入力を受けて出力し、前記リファレンス信号が前記位相比較部に入力されない場合、自走電圧信号を生成し出力する制御部と、前記制御部により出力される前記制御電圧信号又は前記自走電圧信号を、アナログ信号に変換し、前記アナログ制御信号として前記発振部に出力するＤ／Ａ変換部と、前記Ｄ／Ａ変換部の温度を、所定の温度に一定に保つように制御する温度管理部と、を有する。
【００１２】
本発明の出力信号発生方法は、発振部が、入力されるアナログ制御信号に基づいて、出力信号を出力する発振ステップと、前記発振ステップにより出力される出力信号を分周して回帰信号として出力する分周ステップと、位相比較部が、前記回帰信号と外部から入力されるリファレンス信号との間の位相差を算出する位相比較ステップと、前記位相比較ステップにより算出される前記位相差に基づいて、制御電圧信号を生成する制御電圧生成ステップと、前記リファレンス信号が前記位相比較部に入力される場合、前記制御電圧生成ステップにより生成される前記制御電圧信号の入力を受けて出力し、前記リファレンス信号が前記位相比較部に入力されない場合、自走電圧信号を生成し出力する制御ステップと、Ｄ／Ａ変換部が、前記制御ステップにより出力される前記制御電圧信号又は前記自走電圧信号を、アナログ信号に変換し、前記アナログ制御信号として前記発振部に出力するＤ／Ａ変換ステップと、前記Ｄ／Ａ変換部の温度を、所定の温度に一定に保つように制御する温度管理ステップと、を含む。
【００１３】
本発明の出力信号発生装置は、入力されるアナログ制御信号に基づいて、出力信号を出力する発振部と、前記発振部により出力される出力信号を分周して回帰信号として出力する分周部と、前記回帰信号と外部から入力されるリファレンス信号との間の位相差を算出する位相比較部と、前記位相比較部により算出される前記位相差に基づいて、制御電圧信号を生成する制御電圧生成部と、前記制御電圧生成部により出力される前記制御電圧信号を、アナログ信号に変換し、前記アナログ制御信号として前記発振部に出力するＤ／Ａ変換部と、を備える複数のループ回路と、前記リファレンス信号と前記複数のループ回路の各々の前記分周部により出力される複数の回帰信号のうち、いずれか１つを選択信号として選択し、前記複数のループ回路のうち、少なくとも１つのループ回路の前記位相比較部に対して、前記リファレンス信号に代えて、前記選択信号を出力する信号選択部と、を有する。
【００１４】
本発明の出力信号発生装置は、入力されるアナログ制御信号に基づいて、出力信号を出力する発振部と、前記発振部により出力される出力信号を分周して回帰信号として出力する分周部と、前記回帰信号と外部から入力されるリファレンス信号との間の位相差を算出する位相比較部と、前記位相比較部により算出される前記位相差に基づいて、制御電圧信号を生成する制御電圧生成部と、前記リファレンス信号が前記位相比較部に入力される場合、前記制御電圧生成部により生成される前記制御電圧信号の入力を受けて出力し、前記リファレンス信号が前記位相比較部に入力されない場合、自走電圧信号を生成し出力する制御部と、前記制御部により出力される前記制御電圧信号又は前記自走電圧信号を、アナログ信号に変換し、前記アナログ制御信号として前記発振部に出力するＤ／Ａ変換部と、を備える複数のループ回路を有し、前記複数のループ回路の各々の前記制御部は、基準時刻から前記複数のループ回路の各々により出力される前記回帰信号が発生した各時刻までの平均値である平均時間に基づいて、当該ループ回路の前記自走電圧信号の電圧値を制御する電圧値算出部を有する。
【発明の効果】
【００１５】
本発明にかかる技術によれば、出力信号の位相誤差をより低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第１の実施の形態における出力信号発生装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態における出力信号発生装置の構成の位置関係を例示した図である。図２（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第１の実施の形態における出力信号発生装置の構成を示す透過図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態における出力信号発生装置の構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態における出力信号発生装置の構成の位置関係を例示した図である。図４（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第２の実施の形態における出力信号発生装置の構成を示す透過図である。
【図５】本発明の第３の実施の形態における出力信号発生装置の構成を示すブロック図である。
【図６】本発明の第３の実施の形態における出力信号発生装置の動作フローを示す図である。
【図７】本発明の第３の実施の形態における出力信号発生装置の動作を説明するための図である。
【図８】本発明の第４の実施の形態における出力信号発生装置の構成を示すブロック図である。
【図９】本発明の第４の実施の形態における出力信号発生装置の動作フローを示す図である。
【図１０】本発明の第４の実施の形態における出力信号発生装置の動作を説明するための図である。
【図１１】関連技術の出力信号発生装置の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
＜第１の実施の形態＞
図１を用いて、本発明の第１の実施の形態における出力信号発生装置１０００の詳細な構成を説明する。図１は、本発明の第１の実施の形態における出力信号発生装置１０００の構成を示すブロック図である。
【００１８】
説明の便宜上、まず、図１を用いて、リファレンス信号受信部２０００の構成を説明する。
【００１９】
図１に示されるように、リファレンス信号受信部２０００は、出力信号発生装置１０００に接続されている。リファレンス信号受信部２０００は、同期の基準となる基準パルスであるリファレンス信号（図中Ｆｒ１）を出力信号発生装置１０００へ出力する。このリファレンス信号は、基準タイミングパルスとも呼ばれる。リファレンス信号受信部２０００は、例えば、ＧＰＳ（Global Positioning System）レシーバ等である。しかしながら、リファレンス信号受信部２０００は、ＧＰＳレシーバに限らず、例えば、ＩＥＥＥ（Institute of Electrical and Electronics Engineers）１５８８規格に準拠したネットワーク等であってもよい。
【００２０】
なお、ここでは、リファレンス信号受信部２０００は、ＧＰＳレシーバである例を示している。なお、リファレンス信号受信部２０００が出力するリファレンス信号Ｆｒ１は、通常１秒に１回の間隔で発せられる。従って、このリファレンス信号Ｆｒ１は、１ｐｐｓ（Pulse per Second）パルスとも呼ばれる。
【００２１】
また、リファレンス信号受信部２０００は、出力信号発生装置１０００へのリファレンス信号Ｆｒ１の出力を検出し、その検出結果を後述する制御部１３０に通知している。しかしながら、必ずしもリファレンス信号受信部２０００がリファレンス信号Ｆｒ１の出力を制御部１３０へ通知する必要はなく、リファレンス信号検出端子（不図示）等がリファレンス信号Ｆｒ１を検出し、その検出結果を制御部１３０に通知してもよい。
【００２２】
次に、図１を用いて、出力信号発生装置１０００の詳細な構成を説明する。
【００２３】
図１に示されるように、出力信号発生装置１０００は、位相比較部１１０と、ループフィルタ１２０と、制御部１３０と、Ｄ／Ａ変換部１４０と、発振部１５０と、分周部１６０と、温度管理部１７０と、収容体３００とを含んで構成されている。出力信号発生装置１０００は、リファレンス信号受信部２０００から出力されるリファレンス信号Ｆｒ１を基準として同期する出力信号Ｆout１を発振部１５０から出力する。
【００２４】
以下では、位相比較部１１０と、ループフィルタ１２０と、制御部１３０と、Ｄ／Ａ変換部１４０と、発振部１５０と、分周部１６０と、を総称してループ回路２００と呼ぶ。
【００２５】
図１に示されるように、位相比較部１１０は、リファレンス信号受信部２０００とループフィルタ１２０とに互いに接続されている。位相比較部１１０は、リファレンス信号受信部２０００から入力されるリファレンス信号Ｆｒ１と後述する分周部１６０から入力される回帰信号Ｆｄ１との間の位相差を算出する。位相比較部１１０には、一般的な位相比較器ＰＣ（Phase Comparator）を用いることができる。
【００２６】
図１に示されるように、ループフィルタ１２０は、位相比較部１１０と制御部１３０とに互いに接続されている。ループフィルタ１２０は、位相比較部１１０により算出される位相差に基づいて、制御電圧信号を生成する。ループフィルタ１２０は、後述する回帰信号Ｆｄ１が、リファレンス信号Ｆｒ１に対して遅れている場合は、発振部１５０の出力信号の発振周波数を上昇させ、回帰信号Ｆｄ１が、リファレンス信号Ｆｒ１に対して進んでいる場合は、発振部１５０の出力信号の発振周波数を下降させるように制御電圧信号を生成する。なお、ループフィルタ１２０は、本発明の制御電圧生成部に相当する。ループフィルタ１２０には、一般的なデジタルループフィルタを用いることができる。
【００２７】
図１に示されるように、制御部１３０は、ループフィルタ１２０とＤ／Ａ変換部１４０とに互いに接続されている。制御部１３０は、リファレンス信号受信部２０００からのリファレンス信号Ｆｒ１が出力されているか否かの検出結果を、リファレンス信号受信部２００より受けている。制御部１３０は、リファレンス信号Ｆｒ1が位相比較部１１０に入力される場合、すなわち、リファレンス信号Ｆｒ１が出力されていることをリファレンス信号受信部２０００から受けた場合、ループフィルタ１２０により生成される制御電圧信号の入力を受けて出力する。
【００２８】
一方、制御部１３０は、リファレンス信号Ｆｒ１が位相比較部１１０に入力されない場合、すなわち、リファレンス信号Ｆｒ１が出力されていないことをリファレンス信号受信部２０００から受けた場合、自走電圧信号を生成し出力する。なお、リファレンス信号受信部２０００が、例えば、ＧＰＳ衛星などからの信号強度が低い環境下や、ＧＰＳ衛星からの信号を妨害する妨害波が存在する環境下にある場合等に、リファレンス信号受信部２０００からリファレンス信号Ｆｒ１が位相比較部１１０に入力されない。
【００２９】
また、自走電圧信号は、リファレンス信号Ｆｒ１が途切れる直前までループフィルタ１２０が出力していた制御電圧信号の値に基づいて生成される。しかしながら、自走電圧信号は、必ずしも上記のように生成される必要はなく、例えば、予め設定される所定の設定値に基づいて生成されてもよい。上述のように、リファレンス信号Ｆｒ１が途切れた場合、制御部１３０が自走電圧信号を生成し、出力信号発生装置１０００の動作を継続させることを、ホールドオーバーあるいは自走発振状態と呼ぶ。
【００３０】
図１に示されるように、Ｄ／Ａ変換部１４０は、制御部１３０と発振部１５０と温度管理部１７０とに互いに接続されている。Ｄ／Ａ変換部１４０は、制御部１３０により出力されるデジタルコードである制御電圧信号又は自走電圧信号を、アナログ信号に変換し、アナログ制御信号として発振部１５０に出力する。なお、Ｄ／Ａ変換部１４０は、高精度電圧レギュレータ（不図示）を含んでいる。高精度電圧レギュレータは、Ｄ／Ａ変換部１４０に高安定な基準電圧を供給する基準電圧源である。
【００３１】
図１に示されるように、発振部１５０は、Ｄ／Ａ変換部１４０と分周部１６０と温度管理部１７０とに互いに接続されている。発振部１５０は、Ｄ／Ａ変換部１４０により出力されるアナログ制御信号に基づいて、出力信号を出力する。なお、出力信号は、基準タイミングパルスとも呼ばれる。発振部１５０には、例えば、ＶＣＸＯ（Voltage Controlled Crystal Oscillator）やＴＣＸＯ（Temperature Compensated Crystal Oscillator）やＯＣＸＯ（Oven Controlled Crystal Oscillator）等の水晶発振器を用いることができる。しかしながら、発振部１５０は、必ずしも発振子に水晶を用いた水晶発振器である必要はなく、例えば、発振子にセラミック等を用いた発振器であってもよい。
【００３２】
なお、ここでは、発振部１５０は、発振周波数を数百ｐｐｂ（Parts Per Billion）の範囲で変動可能なＯＣＸＯである例を挙げている。また、ここでは、発振部１５０を構成するＯＣＸＯの振動子にＳＣ（Stress Compensation）カット片を用いる例を挙げている。
【００３３】
なお、発振部１５０により出力される出力信号は、信号断検出装置（不図示）やクロック発生装置（不図示）やＣＰＵ（不図示）や内部状態報告レジスタ群（不図示）や内蔵不揮発性メモリ（不図示）等の各種電子回路等に入力されてもよい。
【００３４】
なお、信号断検出装置は、発振部１５０の出力信号の異常等を検出し、内部状態報告レジスタ群に報告する。クロック発生装置は、例えば、発振部１５０の出力信号に基づいて、任意の周波数のクロックを発生する。ＣＰＵは、例えば、内部状態報告レジスタ群に、設定値の書き込みや読み込みを行う。設定値及び内部状態報告レジスタ群は、例えば、設定値に基づいてループ回路２００の監視制御等を行う。内蔵不揮発性メモリは、例えば、発振部１５０の発振子の発振周波数の個体バラつきを吸収するための補正係数等を保持している。
【００３５】
図１に示されるように、分周部１６０は、発振部１５０と位相比較部１１０とに互いに接続されている。分周部１６０は、発振部１５０により出力される出力信号Ｆout１を分周して回帰信号Ｆｄ１として出力する。なお、回帰信号は、内部タイミングパルスとも呼ばれる。また、分周部１６０は、一般的な分周器を用いることができる。なお、分周部１６０の分周数は、任意の値に設定される。
【００３６】
図１に示されるように、温度管理部１７０は、Ｄ／Ａ変換部１４０と発振部１５０とに互いに接続されている。温度管理部１７０は、センサ１７１とヒータ１７２とを含んで構成される。温度管理部１７０は、後述する収容体３００を加熱又は冷却することで、収容体３００の温度を所定の温度に一定に保つように制御し、それにより、Ｄ／Ａ変換部１４０及び発振部１５０の温度を所定の温度に一定に保つ。なお、温度管理部１７０は、収容体３００がない場合には、Ｄ／Ａ変換部１４０及び発振部１５０を直接加熱又は冷却する。
【００３７】
なお、温度管理部１７０は、必ずしも発振部１５０の温度を所定の温度に一定に保つ必要はなく、Ｄ／Ａ変換部１４０のみの温度を所定の温度に一定に保つようにしてもよい。しかしながら、温度管理部１７０は、Ｄ／Ａ変換部１４０及び発振部１５０の温度を所定の温度に一定に保つように制御することによって、発振部１５０の温度変化による特性の変化も抑制することができる。
【００３８】
なお、ここでは、温度管理部１７０は、Ｄ／Ａ変換部１４０及び発振部１５０の温度を約８５℃に保つ例を挙げている。なぜなら、８５℃において、発振部１５０を構成する発振子のＳＣカット片が零温度係数となるためである。しかしながら、所定の温度は、必ずしも８５℃である必要はなく、適宜変更可能である。
【００３９】
センサ１７１は、収容体３００内の温度を測定する。センサ１７１には、一般的な温度センサを用いることができる。
【００４０】
ヒータ１７２は、収容体３００を加熱又は冷却することにより、Ｄ／Ａ変換部１４０及び発振部１５０を加熱又は冷却する。
【００４１】
図１に示されるように、収容体３００は、Ｄ／Ａ変換部１４０と発振部１５０と温度管理部１７０とを密閉収容する。収容体３００には、例えば、恒温槽等を用いることができる。なお、収容体３００は、前述したように、温度管理部１７０が、Ｄ／Ａ変換部１４０及び発振部１５０を直接加熱又は冷却することで、Ｄ／Ａ変換部１４０及び発振部１５０の温度を所定の温度に一定に保つ制御を行う場合には、必ずしも本発明に必要ではない。
【００４２】
次に、図２を用いて、出力信号発生装置１０００の各構成の位置関係を説明する。図２は、本発明の第１の実施の形態における出力信号発生装置１０００の構成の位置関係を例示した図である。図２（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第１の実施の形態における出力信号発生装置１０００の構成を示す透過図である。
【００４３】
図２（ａ）及び（ｂ）は、図１に対応する図である。ただし、図２（ａ）及び（ｂ）には、説明の便宜上、図１において図示していない構成である外部温度管理部１７０ａ、外部収容体３００ａ、外装ケーシング４００、基板５００及び５００ａ、システム・オン・ア・チップ（以下、ＳｏＣと呼ぶ）６００、端子７００及び７００ａを追加して示している。
【００４４】
図２に示されるように、出力信号発生装置１０００には、外装ケーシング４００が設けられている。外装ケーシング４００の材料には、アルミやステンレス等の一般的な金属を用いることができる。なお、外装ケーシング４００は、出力信号発生装置１０００を保護するためのものであり、必ずしも本発明に必要ではない。
【００４５】
図２に示されるように、出力信号発生装置１０００には、外装ケーシング４００内に外部収容体３００ａが設けられている。外部収容体３００ａには、前述の収容体３００と同様に恒温槽等を用いることができる。外部収容体３００ａ内には、基板５００とＳｏＣ６００と端子７００と外部温度管理部１７０ａと収容体３００が密閉収容されている。なお、外部収容体３００ａは、ＳｏＣ６００の温度を一定に保つために使用されるものであり、ＳｏＣ６００の安定した動作が保障されている場合、必ずしも本発明に必要ではない。
【００４６】
図２に示されるように、基板５００には、ＳｏＣ６００と外部温度管理部１７０ａが実装され、互いに電気的に接続されている。また、基板５００には、端子７００及び７００ａが接続されている。基板５００には、例えば、電子基板等の一般的な基板を用いることができる。
【００４７】
図２に示されるように、ＳｏＣ６００は、基板５００に実装されている。ＳｏＣ６００には、前述した位相比較部１１０とループフィルタ１２０と制御部１３０と分周部１６０とが含まれて構成されている。ＳｏＣ６００は、基板５００に接続された端子７００及び７００ａを介して、リファレンス信号や制御電圧信号や出力信号や回帰信号等の各種信号の入出力を行う。なお、ＳｏＣ６００は、位相比較部１１０とループフィルタ１２０と制御部１３０と分周部１６０とが含まれて構成されていれば、マイコンやＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）などであってもよい。
【００４８】
図２に示されるように、外部温度管理部１７０ａは、基板５００に実装されている。外部温度管理部１７０ａは、温度管理部１７０に対応する構成であり、温度管理部１７０と同様にセンサ（不図示）とヒータ（不図示）を含んで構成されている。外部温度管理部１７０ａは、外部収容体３００ａの温度を一定に保つことで、ＳｏＣ６００の温度を一定に保っている。こうすることで、ＳｏＣ６００の温度変化による特性の変化を低減することができる。なお、外部温度管理部１７０ａは、ＳｏＣ６００の温度変化による特性の変化を考慮する必要がない場合、必ずしも本発明に必要ではない。
【００４９】
図２に示されるように、端子７００は、基板５００に接続されている。端子７００を介して、リファレンス信号は、ＳｏＣ６００の位相比較部１１０に入力され、出力信号は、ＳｏＣ６００の分周部１６０に入力され、且つ、出力信号は、外装ケーシング４００より外部に出力される。また、端子７００は、例えば、クロック発生装置やＣＰＵや内蔵不揮発性メモリやレジスタ群等の各種電子回路等に電気的に接続されている。
【００５０】
図２に示されるように、前述した収容体３００内には、Ｄ／Ａ変換部１４０と発振部１５０と温度管理部１７０と基板５００ａと端子７００ａとが密閉収容されている。
【００５１】
図２に示されるように、基板５００ａには、Ｄ／Ａ変換部１４０と発振部１５０と温度管理部１７０とが実装され、互いに電気的に接続されている。また、基板５００ａには、端子７００ａが接続されている。基板５００ａには、基板５００と同様に、電子基板等の一般的な基板を用いることができる。なお、基板５００ａの温度は、温度管理部１７０によって所定の温度に一定に保たれている。
【００５２】
図２に示されるように、端子７００ａは、基板５００ａと基板５００に接続されている。端子７００ａを介して、ＳｏＣ６００の制御部１３０により出力される制御電圧信号は、Ｄ／Ａ変換部１４０に入力され、発振部１５０により出力される出力信号は、ＳｏＣ６００の分周部１６０に出力され、基板５００及び端子７００を通じて外装ケーシング４００より外部に出力される。
【００５３】
以上に説明したように、本発明の第１の実施の形態における出力信号発生装置１０００は、位相比較部１１０と、ループフィルタ１２０と、制御部１３０と、Ｄ／Ａ変換部１４０と、発振部１５０と、分周部１６０と、温度管理部１７０とを備えている。位相比較部１１０は、分周部１６０により出力される回帰信号と外部から入力されるリファレンス信号との間の位相差を算出する。ループフィルタ１２０は、位相比較部１１０により算出される位相差に基づいて、制御電圧信号を生成する。制御部１３０は、リファレンス信号が位相比較部１１０に入力される場合、ループフィルタ１２０により生成される制御電圧信号の入力を受けて出力し、リファレンス信号が位相比較部１１０に入力されない場合、自走電圧信号を生成し出力する。Ｄ／Ａ変換部１４０は、制御部１３０により出力される制御電圧信号又は自走電圧信号を、アナログ信号に変換し、アナログ制御信号として発振部１５０に出力する。発振部１５０は、入力されるアナログ制御信号に基づいて、出力信号を出力する。分周部１６０は、発振部１５０により出力される出力信号を分周して回帰信号として出力する。温度管理部１７０は、Ｄ／Ａ変換部１４０の温度を、所定の温度に一定に保つように制御する。
【００５４】
このように、本発明の第１の実施の形態における出力信号発生装置１０００では、温度管理部１７０は、Ｄ／Ａ変換部１４０の温度を、所定の温度（例えば、８５℃）に一定に保つように制御する。
【００５５】
ここで、ホールドオーバー時の発振部１５０により出力される出力信号Ｆout１の位相誤差は、時間ｔの関数として下記（１）式のように表される。
【００５６】
Ｔ(ｔ)＝Ｔ０＋∫０ｔＲ(ｔ)ｄｔ＋ε(ｔ)  ・・・（１）
Ｔ０はホールドオーバー開始直後の発振部１５０の位相誤差、Ｒ(ｔ)は出力信号Ｆout１の時刻ｔにおける周波数の誤差、ε(ｔ)は時刻ｔにおけるランダムな位相誤差である。
【００５７】
ここで、上記（１）式において、Ｒ(ｔ)は、時間積分されているため、ホールドオーバー開始から、時間が経過するほどＴ(ｔ)に対する影響が大きくなる。このＲ(ｔ)は、Ｄ／Ａ変換部１４０において、自走電圧信号からアナログ制御信号への変換時の変換誤差によりもたらされる。
【００５８】
Ｄ／Ａ変換部１４０の変換誤差は、主にＤ／Ａ変換部１４０の温度変動に起因する。例えば、Ｄ／Ａ変換部１４０のアナログ制御信号の出力電圧範囲は、０Ｖ−５Ｖ、出力電圧の安定度は、２０ｐｐｍ（Parts per Million）／℃、ホールドオーバー中にＤ／Ａ変換部１４０の温度が２０℃変動した場合、Ｄ／Ａ変換部１４０が、アナログ制御信号の出力電圧を２．５Ｖで維持しようとすれば、変換誤差として２．５[Ｖ]／（５[Ｖ]−０[Ｖ]）×２０[℃]×２０[ｐｐｍ／℃]＝１[ｍＶ]を生じることになる。
【００５９】
そして、例えば、発振部１５０のアナログ制御電圧信号値１Ｖ当たりにおける出力信号の発振周波数の変調感度が１００ｐｐｂ／Ｖの場合、Ｒ(ｔ)は、０．１ｐｐｂとなる。この場合、例えばＴ０及びε(ｔ)が０であっても、（１）式より、１秒間に０．１ｎｓずつ位相誤差Ｔ（ｔ）が蓄積されることになる。近年、要求される位相精度は０．５μｓ程度であるから、この場合、位相誤差Ｔ(ｔ)が０．５μｓに蓄積されるまでの時間は、０．５μｓ／０．１ｎｓ＝５０００ｓ＝８３分となる。８３分では、一般的なホールドオーバー耐久時間として十分でない。
【００６０】
これに対して、本発明の出力信号発生装置１０００では、温度管理部１７０は、Ｄ／Ａ変換部１４０の温度を、所定の温度に一定に保つように制御するため、Ｄ／Ａ変換部１４０の温度変動による変換誤差に起因する発振部１５０の出力信号の位相誤差を低減することができる。
【００６１】
従って、本実施形態によれば、Ｄ／Ａ変換部１４０の温度を一定に保つことで変換誤差を抑制でき、その結果、発振部１５０により出力される出力信号の位相誤差を低減することができる。
【００６２】
また、本発明の第１の実施の形態における出力信号発生装置１０００において、温度管理部１７０は、Ｄ／Ａ変換部１４０及び発振部１５０の温度を、所定の温度に一定に保つように制御する。これにより、Ｄ／Ａ変換部１４０の温度変化による特性の変化だけでなく、発振部１５０の温度変化による特性の変化も抑制することができる。
【００６３】
また、本発明の第１の実施の形態における出力信号発生装置１０００において、Ｄ／Ａ変換部１４０は、収容体３００に密閉収容され、温度管理部１７０は、収容体３００の温度を所定の温度に一定に保つように制御する。そのため、Ｄ／Ａ変換部１４０は、収容体３００に密閉収容されることで外部の温度変化の影響を受けにくく、より安定して温度を所定の温度に一定に保たれる。その結果、Ｄ／Ａ変換部１４０の変換誤差を抑制でき、発振部１５０により出力される出力信号の位相誤差を低減することができる。
【００６４】
また、本発明の第１の実施の形態における出力信号発生装置１０００において、Ｄ／Ａ変換部１４０は、基板上に実装され、温度管理部１７０は、基板５００ａの温度を所定の温度に一定に保つように制御する。温度管理部１７０が、基板５００ａの温度を所定の温度に一定に保つことにより、基板５００ａ上のＤ／Ａ変換部１４０の温度が一定に保たれる。その結果、Ｄ／Ａ変換部１４０の変換誤差を抑制でき、発振部１５０により出力される出力信号の位相誤差を低減することができる。
【００６５】
また、本発明の実施の形態における出力信号発生方法は、発振ステップと、分周ステップと、位相比較ステップと、制御電圧生成ステップと、制御ステップと、Ｄ／Ａ変換ステップと、温度管理ステップと、を含んでいる。発振ステップは、発振部１５０が、入力されるアナログ制御信号に基づいて、出力信号を出力する。分周ステップは、発振ステップにより出力される出力信号を分周して回帰信号として出力する。位相比較ステップは、位相比較部１１０が回帰信号と外部から入力されるリファレンス信号との間の位相差を算出する。制御電圧生成ステップは、位相比較ステップにより算出される位相差に基づいて、制御電圧信号を生成する。制御ステップは、リファレンス信号が位相比較部１１０に入力される場合、制御電圧生成ステップにより生成される制御電圧信号の入力を受けて出力し、リファレンス信号が位相比較部１１０に入力されない場合、自走電圧信号を生成し出力する。Ｄ／Ａ変換ステップは、Ｄ／Ａ変換部１４０が、制御ステップにより出力される制御電圧信号又は自走電圧信号を、アナログ信号に変換し、アナログ制御信号として発振部１５０に出力する。温度管理ステップは、Ｄ／Ａ変換部１４０の温度を、所定の温度に一定に保つように制御する。
【００６６】
この出力信号発生方法は、上述した出力信号発生装置１０００の装置の発明を方法の発明としたものであるから、上述した出力信号発生装置１０００と同様の作用効果を奏する。
＜第２の実施の形態＞
図３を用いて、本発明の第２の実施の形態における出力信号発生装置１０００ａの詳細な構成を説明する。図３は、本発明の第２の実施の形態における出力信号発生装置１０００の構成を示すブロック図である。なお、図３では、図１及び図２で示した各構成要素と同等の構成要素には、図１及び図２に示した符号と同等の符号を付している。
【００６７】
図３に示されるように、出力信号発生装置１０００ａは、位相比較部１１０とループフィルタ１２０と制御部１３０とＤ／Ａ変換部１４０と発振部１５０と分周部１６０とを有する複数のループ回路２００を備えて構成されている。また、出力信号発生装置１０００ａは、温度管理部１７０ｂと収容体３００ｂとを有して構成されている。
【００６８】
ここで、図１と図３とを対比する。図３では、出力信号発生装置１０００ａは、複数のループ回路２００を備え、温度管理部１７０ｂは、複数のループ回路２００の各々のＤ／Ａ変換部１４０及び発振部１５０の温度を所定の温度に一定に保つように制御する点で、図１に示される出力信号発生装置１０００と互いに相違する。以下の説明では、図１及び図２で示した構成と同等の構成については、説明を省略する。
【００６９】
図３に示されるように、温度管理部１７０ｂは、複数のループ回路２００の各々のＤ／Ａ変換部１４０及び発振部１５０と互いに接続されている。温度管理部１７０ｂは、収容体３００ｂを加熱又は冷却することで、収容体３００ｂの温度を所定の温度に一定に保つように制御し、それにより複数のループ回路２００の各々のＤ／Ａ変換部１４０及び発振部１５０の温度を所定の温度に一定に保つ。なお、温度管理部１７０ｂは、収容体３００ｂがない場合には、各Ｄ／Ａ変換部１４０及び各発振部１５０を直接加熱又は冷却する。
【００７０】
なお、出力信号発生装置１０００ａの温度管理部１７０ｂは、必ずしも複数のループ回路２００の各々の発振部１５０の温度を所定の温度に一定に保つ必要はなく、複数のループ回路２００の各々のＤ／Ａ変換部１４０のみの温度を所定の温度に一定に保つようにしてもよい。
【００７１】
図３に示されるように、収容体３００ｂは、複数のループ回路２００の各々のＤ／Ａ変換部１４０及び発振部１５０と、温度管理部１７０ｂとを密閉収容する。なお、収容体３００ｂは、前述したように、温度管理部１７０ｂが、各Ｄ／Ａ変換部１４０及び発振部１５０を直接加熱又は冷却することで、各Ｄ／Ａ変換部１４０及び発振部１５０の温度を所定の温度に一定に保つ制御を行う場合には、必ずしも本発明に必要ではない。
【００７２】
次に、図４を用いて、出力信号発生装置１０００ａの各構成の位置関係を説明する。図４は、本発明の第２の実施の形態における出力信号発生装置１０００ａの構成の位置関係を例示した図である。図４（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第２の実施の形態における出力信号発生装置１０００ａの構成を示す透過図である。
【００７３】
ここで、図２と図４とを対比する。図４では、ＳｏＣ６００ａは、複数のループ回路２００の各々の位相比較部１１０、ループフィルタ１２０、制御部１３０及び分周部１６０を含んで構成され、収容体３００ｂは複数のループ回路２００の各々のＤ／Ａ変換部１４０及び発振部１５０を含んで構成されている点で、図２の出力信号発生装置１０００と互いに相違する。
【００７４】
図４に示されるように、ＳｏＣ６００ａは、基板５００に実装されている。ＳｏＣ６００ａは、複数のループ回路２００の各々の位相比較部１１０、ループフィルタ１２０、制御部１３０及び分周部１６０を含んで構成されている。
【００７５】
図４に示されるように、収容体３００ｂ内には、複数のループ回路２００の各々のＤ／Ａ変換部１４０及び発振部１５０と、基板５００ａと、端子７００ａとが密閉収容されている。
【００７６】
図４に示されるように、基板５００ａには、複数のループ回路２００の各々のＤ／Ａ変換部１４０及び発振部１５０が実装され、互いに電気的に接続されている。なお、基板５００ａの温度は、温度管理部１７０ｂによって所定の温度に一定に保たれている。
【００７７】
以上の通り、本発明の第２の実施の形態における出力信号発生装置１０００ａは、位相比較部１１０とループフィルタ１２０と制御部１３０とＤ／Ａ変換部１４０と発振部１５０と分周部１６０とを有する複数のループ回路２００を備えて構成されている。出力信号発生装置１０００ａにおいて、温度管理部１７０ｂは、複数のループ回路２００の各々のＤ／Ａ変換部１４０の温度を所定の温度に一定に保つように制御する。これにより、複数のループ回路２００の各々のＤ／Ａ変換部１４０の温度変動による変換誤差を抑制でき、その結果、複数のループ回路２００の各々の発振部１５０の出力信号の位相誤差を低減することができる。また、１つの温度管理部１７０ｂで、複数のＤ／Ａ変換部１４０の温度を所定の温度に一定に保つことができるため、出力信号発生装置１０００ａの省電力化を図ることができる。
【００７８】
また、本発明の第２の実施の形態における出力信号発生装置１０００ａにおいて、複数のループ回路２００の各々のＤ／Ａ変換部１４０は、収容体３００ｂに密閉収容され、温度管理部１７０ｂは、収容体３００ｂの温度を所定の温度に一定に保つように制御する。これにより、複数のＤ／Ａ変換部１４０は、外部の温度変化の影響を受けにくくなり、より安定してＤ／Ａ変換部１４０の温度が所定の温度に一定に保たれる。また、複数のＤ／Ａ変換部１４０を１つの収容体３００ｂ内に収容することで、出力信号発生装置１０００ａの省スペース化を図ることができる。
【００７９】
また、本発明の第２の実施の形態における出力信号発生装置１０００ａにおいて、複数のループ回路２００の各々のＤ／Ａ変換部１４０は、同一基板５００ａ上に実装され、温度管理部１７０ｂは、基板５００ａの温度を所定の温度に一定に保つように制御する。これにより、複数のループ回路２００の各々のＤ／Ａ変換部１４０の温度変動による変換誤差を抑制でき、その結果、複数のループ回路２００の各々の発振部１５０の出力信号の位相誤差を低減することができる。また、複数のループ回路２００の各々のＤ／Ａ変換部１４０を同一基板５００ａ上に実装することで、出力信号発生装置１０００ａの省スペース化を図ることができる。
【００８０】
また、本発明の第２の実施の形態における出力信号発生装置１０００ａは、位相比較部１１０とループフィルタ１２０と制御部１３０とＤ／Ａ変換部１４０と発振部１５０と分周部１６０とを有する複数のループ回路２００を備えて構成されている。出力信号発生装置１０００ａにおいて、温度管理部１７０ｂは、複数のループ回路２００の各々のＤ／Ａ変換部１４０及び発振部１５０の温度を所定の温度に一定に保つように制御する。これにより、Ｄ／Ａ変換部１４０の温度変化による特性の変化だけでなく、発振部１５０の温度変化による特性の変化も抑制することができる。
【００８１】
また、本発明の第２の実施の形態における出力信号発生装置１０００ａにおいて、複数のループ回路２００の各々のＤ／Ａ変換部１４０及び発振部１５０は、収容体３００ｂに密閉収容され、温度管理部１７０ｂは、収容体３００ｂの温度を所定の温度に一定に保つように制御する。これにより、複数のＤ／Ａ変換部１４０及び発振部１５０は、外部の温度変化の影響を受けにくくなり、より安定してＤ／Ａ変換部１４０の温度が所定の温度に一定に保たれる。また、複数のＤ／Ａ変換部１４０及び発振部１５０を１つの収容体３００ｂ内に収容することで、出力信号発生装置１０００ａの省スペース化を図ることができる。
【００８２】
また、本発明の第２の実施の形態における出力信号発生装置１０００ａにおいて、複数のループ回路２００の各々のＤ／Ａ変換部１４０及び発振部１５０は、同一基板５００ａ上に実装され、温度管理部１７０ｂは、基板５００ａの温度を所定の温度に一定に保つように制御する。これにより、複数のループ回路２００の各々のＤ／Ａ変換部１４０の温度変動による変換誤差を抑制でき、その結果、複数のループ回路２００の各々の発振部１５０の出力信号の位相誤差を低減することができる。また、複数のループ回路２００の各々のＤ／Ａ変換部１４０及び発振部１５０を同一基板５００ａ上に実装することで、出力信号発生装置１０００ａの省スペース化を図ることができる。
＜第３の実施の形態＞
まず、本発明の第３の実施の形態における出力信号発生装置１０００ｂの構成について、図５を用いて説明する。図５は、本発明の第３の実施の形態における出力信号発生装置１０００ｂの構成を示すブロック図である。なお、図５では、図１〜４で示した各構成要素と同等の構成要素には、図１〜４に示した符号と同等の符号を付している。
【００８３】
図５に示されるように、出力信号発生装置１０００ｂは、複数のループ回路２００及び２００ａと温度管理部１７０ｂと信号選択部１８０と収容体３００ｂとを含んで構成されている。信号選択部１８０は、時刻差算出部１８１を有している。なお、ここでは、説明の便宜上、複数のループ回路のうち、ループ回路２００は、後述する信号選択部１８０からの選択信号Ｆｒ２が入力されないループ回路であり、ループ回路２００ａは、後述する信号選択部１８０からの選択信号Ｆｒ２が入力されるループ回路である場合を説明する。また、ここでは、説明の便宜上、複数のループ回路は、２つである例を挙げている。しかしながら、複数のループ回路は、２つ以上であってもよい。
【００８４】
ここで、図３と図５とを対比する。図５では、出力信号発生装置１０００ｂは、信号選択部１８０を備えた点で、図３に示される出力信号発生装置１０００ａと互いに相違する。以下の説明では、図１〜４で示した構成と同等の構成については、説明を省略する。
【００８５】
図５に示されるように、信号選択部１８０は、リファレンス信号受信部２０００と複数のループ回路２００及び２００ａと互いに接続されている。信号選択部１８０は、時刻差算出部１８１を有している。信号選択部１８０は、リファレンス信号Ｆｒ１と、複数のループ回路２００及び２００ａの各々の分周部１６０により出力される複数の回帰信号Ｆｄ１及びＦｄ２の入力を受け、いずれか一つを選択信号Ｆｒ２として選択し、複数のループ回路のうち、少なくとも１つのループ回路（ここでは、ループ回路２００ａ）の位相比較部１１０に対して、リファレンス信号に代えて、選択信号Ｆｒ２を出力する。具体的には、信号選択部１８０は、後述する時刻差算出部１８１により算出される信号時刻差に基づいて、選択信号Ｆｒ２を出力する。なお、より詳細な信号選択部１８０の処理内容については、後述の動作フローの説明の中で詳しく述べる。
【００８６】
また、信号選択部１８０は、制御部１３０と同様に、リファレンス信号受信部２０００からリファレンス信号Ｆｒ１が出力されているか否かの検出結果の通知を受ける。これにより、信号選択部１８０は、ホールドオーバー状態か否かを判断することができる。
【００８７】
なお、ここでは、信号選択部１８０は、ループ回路２００ａに選択信号Ｆｒ２を出力する例を挙げている。しかしながら、信号選択部１８０は、全ての複数のループ回路に選択信号Ｆｒ２を出力してもよい。このようにした場合、例えば、リファレンス信号Ｆｒ１に同期した信号（以下、Ｆｒ１Ａと呼ぶ）を外部より信号選択部１８０に入力することで、信号選択部１８０は、リファレンス信号Ｆｒ１に同期したループ回路２００の回帰信号Ｆｄ１を得たことと同じことになる。
【００８８】
また、信号選択部１８０は、予め設定される所定の信号選択設定値を記憶している。信号選択設定値は、信号選択部１８０が、選択信号Ｆｒ２を選択する際に用いられる設定値である。なお、ここでは、信号選択設定値は、Ｈｉｇｈ又はＬｏｗで表される例を挙げている。なお、信号選択設定値は、Ｈｉｇｈ又はＬｏｗに適宜変更可能である。
【００８９】
また、信号選択部１８０は、予め設定される所定の設定値である窓幅Ｔｗを記憶している。窓幅Ｔｗは、信号選択部１８０が、後述する時刻差算出部１８１により算出される信号時刻差の値が所定の範囲内であるか否かを判断するための閾値である。なお、窓幅Ｔｗは、適宜変更可能である。また、信号選択部１８０は、図４に示されるＳｏＣ６００内に設けられる。
【００９０】
時刻差算出部１８１は、複数のループ回路のうち、選択信号Ｆｒ２が入力されないループ回路の回帰信号（ここでは、ループ回路２００の回帰信号Ｆｄ１）であるフィードバック信号と、リファレンス信号Ｆｒ１と、が信号選択部１８０に入力された時刻の差である信号時刻差を算出する。なお、時刻差算出部１８１は、上述したように、全ての複数のループ回路に選択信号Ｆｒ２が入力される場合、外部より入力されるリファレンス信号Ｆｒ１に同期した信号Ｆｒ１Ａを、フィードバック信号とし、リファレンス信号Ｆｒ１とフィードバック信号の信号時刻差を算出する。
【００９１】
次に、図６及び図７を用いて、本発明の第３の実施の形態における出力信号発生装置１０００ｂの信号選択部１８０の動作について詳細に説明する。なお、ここでは、ホールドオーバー時ではない場合の信号選択部１８０の動作について説明する。ホールドオーバー時の動作については後述する。図６は、本発明の第３の実施の形態における出力信号発生装置１０００ｂの信号選択部１８０の動作フローを示す図である。図７は、本発明の第３の実施の形態における出力信号発生装置１０００ｂの信号選択部１８０の動作を説明するための図である。
【００９２】
まず、図６に示されるように、信号選択部１８０は、フィードバック信号Ｆｄ１と、リファレンス信号Ｆｒ１と、が信号選択部１８０に入力された時刻の差である信号時刻差が、窓幅Ｔｗの範囲内か否かを検出する（ステップ（以下、Ｓとする）１１０）。
【００９３】
次に、図６に示されるように、信号選択部１８０は、Ｓ１１０の処理において、信号時刻差が窓幅Ｔｗの範囲内である場合（Ｓ１１０、ＹＥＳ）、リファレンス信号Ｆｒ１を選択信号Ｆｒ２としてループ回路２００ａに出力する（Ｓ１２０）。この結果、ループ回路２００ａは、リファレンス信号Ｆｒ１に同期するループ回路２００と同等の動作を行うことになる。従って、窓幅Ｔｗの設定値を極めて大きくすることで、常にループ回路２００ａの動作を、リファレンス信号Ｆｒ１に同期するループ回路２００と同等の動作にすることができる。
【００９４】
この図６に示すＳ１２０の処理は、図７に示す対応番号１及び２に相当する。なお、対応番号１と対応番号２とを対比すると、対応番号１は信号選択設定値がＬｏｗであるのに対し、対応番号２は信号選択設定値がＨｉｇｈである点で互いに相違する。しかしながら、信号時刻差が窓幅Ｔｗの範囲内であるから、信号選択設定値がいずれの場合であっても、信号選択部１８０は、リファレンス信号Ｆｒ１を選択信号Ｆｒ２として選択する。
【００９５】
なお、図７に示されるように、信号選択部１８０は、選択信号Ｆｒ２を出力するとき、選択信号Ｆｒ２に遅延処理を行う。なぜなら、リファレンス信号Ｆｒ１、フィードバック信号Ｆｄ１、回帰信号Ｆｄ２のうち、最終的に選択信号として選択される信号が信号選択部１８０に入力された時間においては、信号選択部１８０が、選択信号Ｆｒ２の選択を完了していないからである。ここでは、信号選択部１８０は、窓幅Ｔｗと同じ長さだけ選択信号Ｆｒ２に遅延処理を行う例を挙げている。
【００９６】
そして、信号選択部１８０は、Ｓ１１０の処理において、信号時刻差が窓幅Ｔｗの範囲内でない場合（Ｓ１１０、ＮＯ）、信号選択設定値がＬｏｗであるか否かを検出する（Ｓ１３０）。
【００９７】
次に、図６に示されるように、信号選択部１８０は、Ｓ１３０の処理において、信号選択設定値がＬｏｗである場合（Ｓ１３０、ＹＥＳ）、フィードバック信号Ｆｄ１を選択信号Ｆｒ２として選択しループ回路２００ａへ出力する（Ｓ１４０）。この結果、ループ回路２００ａは、ループ回路２００にカスケード接続されたのと同等の動作を行うことになる。この図６に示すＳ１４０の処理は、図７に示す対応番号３に相当する。
【００９８】
そして、信号選択部１８０は、Ｓ１３０の処理において、信号選択設定値がＬｏｗでない場合（Ｓ１３０、ＮＯ）、ループ回路２００ａの回帰信号Ｆｄ２が、窓幅Ｔｗの範囲内であるか否かを検出する（Ｓ１５０）。
【００９９】
次に、図６に示されるように、信号選択部１８０は、Ｓ１５０の処理において、回帰信号Ｆｄ２が、窓幅Ｔｗの範囲内である場合（Ｓ１５０、ＹＥＳ）、回帰信号Ｆｄ２を選択信号Ｆｒ２として選択しループ回路２００ａへ出力する（Ｓ１６０）。この結果、ループ回路２００ａは、自身の回帰信号Ｆｄ２に同期する動作を行うことになる。この図６に示すＳ１６０の処理は、図７に示す対応番号４に相当する。
【０１００】
次に、信号選択部１８０は、Ｓ１５０の処理において、回帰信号Ｆｄ２が、窓幅Ｔｗの範囲内でない場合（Ｓ１５０、ＮＯ）、リファレンス信号Ｆｒ１を選択信号Ｆｒ２として選択しループ回路２００ａへ出力する（Ｓ１７０）。この結果、ループ回路２００ａは、リファレンス信号Ｆｒ１に同期するループ回路２００と同等の動作を行うことになる。この図６に示すＳ１７０の処理は、図７に示す対応番号５に相当する。
【０１０１】
なお、信号選択部１８０は、Ｓ１１０〜Ｓ１７０の処理を繰り返す。これにより、信号選択部１８０は、連続的に選択信号Ｆｒ２を可変することができる。
【０１０２】
ここで、図７の対応番号６を用いて、ホールドオーバー時の信号選択部１８０の動作を説明する。
【０１０３】
前述したように信号選択部１８０は、リファレンス信号受信部２０００からリファレンス信号Ｆｒ１が出力されているか否かの検出結果の通知を受けている。図７に示されるように、信号選択部１８０は、リファレンス信号受信部２０００からリファレンス信号Ｆｒ１の出力が途絶えたことを検出した場合、ホールドオーバー状態であると判断し、フィードバック信号Ｆｄ１を選択信号Ｆｒ２しループ回路２００ａへ出力する。
【０１０４】
なお、ここでは、ホールドオーバー時、ループ回路２００ａの制御部１３０が、自走電圧信号を生成する例を挙げている。従って、信号選択部１８０においていかなる信号が選択信号Ｆｒ２として選択されようとも、ループ回路２００ａの制御部１３０は自走電圧信号を出力するため、信号選択部１８０の動作はドントケアとなる。
【０１０５】
しかしながら、ループ回路２００ａの制御部１３０が、ホールドオーバー時に自走電圧信号を生成しない場合、すなわち、ホールドオーバー時、ループ回路２００ａの制御部１３０が、選択信号Ｆｒ２と回帰信号Ｆｄ２の位相差に基づく制御電圧信号を出力する場合であってもよい。この場合、ループ回路２００ａは、ループ回路２００に同期する動作となる。
【０１０６】
また、複数のループ回路２００、２００ａのそれぞれに制御部１３０が設けられていない場合、図７に示す対応番号６の動作を考慮する必要はない。
【０１０７】
以上の通り、本発明の第３の実施の形態における出力信号発生装置１０００ｂは、位相比較部１１０とループフィルタ１２０とＤ／Ａ変換部１４０と発振部１５０と分周部１６０と、を備える複数のループ回路２００、２００ａと信号選択部１８０とを有する。位相比較部１１０は、回帰信号と外部から入力されるリファレンス信号との間の位相差を算出する。ループフィルタ１２０は、位相比較部１１０により算出される位相差に基づいて、制御電圧信号を生成する。Ｄ／Ａ変換部１４０は、ループフィルタ１２０により出力される制御電圧信号を、アナログ信号に変換し、アナログ制御信号として発振部１５０に出力する。発振部１５０は、入力されるアナログ制御信号に基づいて、出力信号を出力する。分周部１６０は、発振部１５０により出力される出力信号を分周して回帰信号として出力する。信号選択部１８０は、リファレンス信号と複数のループ回路２００、２００ａの各々の分周部１６０により出力される複数の回帰信号のうち、いずれか１つを選択信号として選択し、複数のループ回路２００、２００ａのうち、少なくとも、１つのループ回路の位相比較部１１０に対して、リファレンス信号に代えて、選択信号Ｆｒ２を出力する。
【０１０８】
これにより、信号選択部１８０において同期の基準とする信号の選別が可能となる。従って、同期の基準となる信号を可変することができ、選択信号Ｆｒ２が入力される出力信号発生装置１０００ｂのループ回路２００ａの特性を連続的に可変することができる。
【０１０９】
また、本発明の第３の実施の形態における出力信号発生装置１０００ｂにおいて、複数のループ回路は、選択信号Ｆｒ２が入力されるループ回路２００ａと、選択信号Ｆｒ２が入力されないループ回路２００とであり、信号選択部１８０は、複数のループ回路２００、２００ａのうち、選択信号Ｆｒ２が入力されないループ回路２００の回帰信号Ｆｄ１であるフィードバック信号Ｆｄ１と、リファレンス信号Ｆｒ１と、が信号選択部１８０に入力された時刻の差である信号時刻差を算出する時刻差算出部１８１を有し、時刻差算出部１８１により算出される信号時刻差に基づいて、フィードバック信号Ｆｄ１と回帰信号Ｆｄ２とリファレンス信号Ｆｒ１のうちいずれか１つを選択して選択信号Ｆｒ２として出力する。
【０１１０】
この結果、リファレンス信号Ｆｒ１が信号選択部１８０に入力される周期の確率分布に偏りがあったとしても、信号選択部１８０は、リファレンス信号Ｆｒ１以外の精度の高い信号を選択信号Ｆｒ２とすることで、選択信号Ｆｒ２が入力される出力信号発生装置１０００ｂのループ回路２００ａは、高精度な出力信号Ｆout２を出力することができる。
【０１１１】
また、本発明の第３の実施の形態における出力信号発生装置１０００ｂにおいて、信号選択部１８０は、信号時刻差が所定の閾値（ここでは、窓幅Ｔｗの値）内の場合、リファレンス信号Ｆｒ１を選択信号Ｆｒ２とする。これにより、信号選択部１８０に設定されている設定値である窓幅Ｔｗの大きさを変化させることで、選択信号Ｆｒ２を容易に可変することができ、その結果、選択信号Ｆｒ２が入力されるループ回路２００ａの特性を容易に可変することができる。
＜第４の実施の形態＞
まず、本発明の第４の実施の形態における出力信号発生装置１０００ｃの構成について、図８を用いて説明する。図８は、本発明の第４の実施の形態における出力信号発生装置１０００ｃの構成を示すブロック図である。なお、図８では、図１〜７で示した各構成要素と同等の構成要素には、図１〜７に示した符号と同等の符号を付している。
【０１１２】
図８に示されるように、出力信号発生装置１０００ｃは、複数のループ回路２００及び２００ａと温度管理部１７０ｂと信号選択部１８０と収容体３００ｂとを含んで構成されている。複数のループ回路２００及び２００ａの各々のループ回路は、位相比較部１１０とループフィルタ１２０と制御部１３０ａとＤ／Ａ変換部１４０と発振部１５０と分周部１６０とを有している。
【０１１３】
ここで、図５と図８とを対比する。図８では、出力信号発生装置１０００ｃの複数のループ回路２００及び２００ａの各々の制御部１３０ａは、電圧値算出部１３１を備えた点で、図５に示される出力信号発生装置１０００ｂと互いに相違する。以下の説明では、図１〜７で示した構成と同等の構成については説明を省略する。
【０１１４】
図８に示されるように、複数のループ回路２００及び２００ａの各々の制御部１３０ａは、電圧値算出部１３１を有する。また、図８に示されるように、複数のループ回路２００及び２００ａの各々の制御部１３０ａは、信号選択部１８０により出力される選択信号Ｆｒ２の出力を受けるループ回路２００ａの位相比較部１１０に接続され、選択信号Ｆｒ２と回帰信号Ｆｄ２との間の位相差ＦＨＯの入力を受ける。
【０１１５】
複数のループ回路２００及び２００ａの各々の電圧値算出部１３１は、基準時刻から複数のループ回路２００、２００ａの各々により出力される回帰信号Ｆｄ１、Ｆｄ２が発生した各時刻までの平均値である平均時間に基づいて、当該ループ回路の自走電圧信号の電圧値を制御する。また、複数のループ回路２００及び２００ａの各々の電圧値算出部１３１は、基準時刻から当該ループ回路の回帰信号の発生した時刻までの時間が、平均時間に近づくように自走電圧信号の電圧値を制御する。なお、より詳細な制御部１３１の処理内容については、後述の動作の説明の中で詳しく述べる。
【０１１６】
次に、図９を用いて、本発明の第４の実施の形態における出力信号発生装置１０００ｃの制御部１３１の動作について詳細に説明する。図９は、本発明の第４の実施の形態における出力信号発生装置１０００ｃの動作フローを示す図である。なお、以下では、ホールドオーバー時の出力信号発生装置１０００ｃの動作について説明する。ホールドオーバー時でない場合については、前述した出力信号発生装置１０００ｂと同様のため、説明を省略する。
【０１１７】
まず、図９に示されるように、複数のループ回路２００及び２００ａの各々の制御部１３０ａは、ホールドオーバー開始時、自走電圧信号を生成し、Ｄ／Ａ変換部１４０へ出力する。なお、前述の通り、自走電圧信号は、リファレンス信号Ｆｒ１が途切れる直前までループフィルタ１２０が出力していた制御電圧信号の値に基づいて生成される（Ｓ１１０）。
【０１１８】
次に、図９に示されるように、複数のループ回路２００及び２００ａの各々の電圧値算出部１３１は、当該ループ回路の自走電圧信号の電圧値を算出する（Ｓ１２０）。Ｓ１２０の処理のより詳細な動作については後述する。
【０１１９】
次に、図９に示されるように、複数のループ回路２００及び２００ａの各々の制御部１３０ａは、各電圧値算出部１３１により算出される電圧値の自走電圧信号を、各Ｄ／Ａ変換部１４０へ出力する（Ｓ１３０）。
【０１２０】
なお、複数のループ回路２００及び２００ａの各々の制御部１３０ａは、予め設定された所定の設定値である制御周期ＴＵＰＤ,ＨＯ毎に、Ｓ１２０とＳ１３０の処理を繰り返す。これにより、各制御部１３０ａにより出力される自走電圧信号は、制御周期ＴＵＰＤ,ＨＯ毎に制御されるため、出力信号発生装置１０００ｃの各制御部１３０ａは、より安定した自走電圧信号を出力することができる。
【０１２１】
なお、ここでは、この制御周期ＴＵＰＤ,ＨＯが経過したかどうかは、各制御部１３０ａが、ループ回路２００ａの回帰信号Ｆｄ２の発生時刻をもとに計測している。しかしながら、各制御部１３０ａが、外部から制御周期ＴＵＰＤ,ＨＯが経過したことの通知を受けるようにしてもよい。また、ホールドオーバー状態が終了した場合、複数のループ回路２００及び２００ａの各々の制御部１３０ａは、各ループフィルタ１２０により出力される制御電圧信号の入力を受け、各Ｄ／Ａ変換部１４０へ出力する。
【０１２２】
次に、Ｓ１２０のより詳細な処理について図１０を用いて説明する。図１０は、本発明の第４の実施の形態における出力信号発生装置１０００ｃの動作を説明するための図である。
【０１２３】
図１０に示されるように、ホールドオーバー開始直後、複数のループ回路２００及び２００ａの各回帰信号Ｆｄ１及びＦｄ２にはほとんど位相差がない。これは、ホールドオーバー開始の直前まで、各ループ回路２００及び２００ａは、リファレンス信号Ｆｒ１に同期する動作を行っているからである。
【０１２４】
次に、図１０に示されるように、ある所定の制御周期ＴＵＰＤ,ＨＯが経過した後では、各回帰信号Ｆｄ１とＦｄ２の発生時刻（図中、Ｔ１及びＴ２）の間には位相ずれが発生している。
【０１２５】
ここで、ループ回路２００の電圧値算出部１３１は、基準時刻Ｔ２から回帰信号Ｆｄ１の発生時刻Ｔ１までの時間（図中、ＴＤ(２,１)）が、基準時刻Ｔ２から各ループ回路２００及び２００ａの各回帰信号Ｆｄ１及びＦｄ２の発生した時刻Ｔ１及びＴ２までの平均時間（図中、ＴＡＶＧ（２））、に近づくように自走電圧信号の電圧値（ＶＣＴＬ,ｎｅｗ(１)）を算出して制御する。なお、ここでは、基準時刻は、ループ回路２００ａの回帰信号Ｆｄ２の発生時刻Ｔ２である例を挙げている。しかしながら、基準時刻は、Ｔ２に限らず、例えば、ループ回路２００の回帰信号Ｆｄ１の発生時刻Ｔ１としてもよい。
【０１２６】
また、同様に、ループ回路２００ａの電圧値算出部１３１は、基準時刻Ｔ２から回帰信号Ｆｄ２の発生時刻Ｔ２までの時間（ＴＤ(２,２)（不図示）、ここでは、同一時刻のため０）が、平均時間ＴＡＶＧ（２）に近づくように自走電圧信号の電圧値（ＶＣＴＬ,ｎｅｗ(２)）を算出して制御する。
【０１２７】
ここで、各電圧値算出部１３１が算出する自走電圧信号の電圧値（ＶＣＴＬ,ｎｅｗ(ｎ)）は、下記（２）式のように表される。
【０１２８】
ＶＣＴＬ,ｎｅｗ(ｎ)＝ＶＣＴＬ,ｏｌｄ(ｎ)＋（ＴＤ(ｍ,ｎ)−ＴＡＶＧ（ｍ））／（Ｋｖ×１０-９）／ＴＵＰＤ,ＨＯ
・・・（２）
ＶＣＴＬ,ｏｌｄ(ｎ)は制御前の自走電圧信号の電圧値である。ＴＤ(ｍ,ｎ)は、基準時刻とする複数のループ回路全Ｎ個のうちｍ番目のループ回路の回帰信号の発生時刻から、ループ回路ｎ番目の回帰信号の発生時刻までの時間である。Ｋｖ[ｐｐｂ／Ｖ]は各発振部１５０の変調感度である。また、ＴＡＶＧ（ｍ）は、基準時刻とする複数のループ回路全Ｎ個のうちｍ番目のループ回路の回帰信号の発生時刻から、各ループ回路の各回帰信号の発生した時刻までの平均時間である。すなわち、ＴＡＶＧ（ｍ）は、下記（３）式のように表される。
【０１２９】
ＴＡＶＧ（ｍ）＝Σｎ＝１ＮＴＤ(ｍ,ｎ)／Ｎ  ・・・（３）
つまり、第４の実施の形態における出力信号発生装置１０００ｃにおいて、図１０に示されるＴＡＶＧ（２）は、（３）式より下記（４）式のように表される。
【０１３０】
ＴＡＶＧ（２）＝Σｎ＝１２ＴＤ(２,ｎ)／Ｎ＝ＴＤ(２,１)／２  ・・・（４）
従って、複数のループ回路２００及び２００ａの各電圧値算出部１３１が算出する自走電圧信号の各電圧値ＶＣＴＬ,ｎｅｗ(１)及びＶＣＴＬ,ｎｅｗ(２)は、上記（２）〜（４）式より下記（５）及び（６）式で表される。
【０１３１】
ＶＣＴＬ,ｎｅｗ(１)＝ＶＣＴＬ,ｏｌｄ(１)＋ＴＤ(２,１)／２／（Ｋｖ×１０-９）／ＴＵＰＤ,ＨＯ
・・・（５）
ＶＣＴＬ,ｎｅｗ(２)＝ＶＣＴＬ,ｏｌｄ(２)−ＴＤ(２,１)／２／（Ｋｖ×１０-９）／ＴＵＰＤ,ＨＯ
・・・（６）
図１０に示されるように、ループ回路２００の回帰信号Ｆｄ１は、先行しているためＴＤ(２,１)の値は負となる。従って、ＶＣＴＬ,ｎｅｗ(１)＜ＶＣＴＬ,ｏｌｄ(１)となるから、ループ回路２００の発振部１５０は、出力信号Ｆout１の発振周波数を減じる動作となる。これにより、ループ回路２００の出力信号Ｆout１及び回帰信号Ｆｄ１の位相誤差をすることができる。
【０１３２】
一方、図１０に示されるように、ループ回路２００ａの回帰信号Ｆｄ２は、遅れているためＴＤ(２,１)の値は正となる。従って、ＶＣＴＬ,ｎｅｗ(２)＞ＶＣＴＬ,ｏｌｄ(２)となるから、ループ回路２００ａの発振部１５０は、出力信号Ｆout２の発振周波数を増加させる動作となる。これにより、ループ回路２００ａの出力信号Ｆout２及び回帰信号Ｆｄ２の位相誤差も低減することができる。
【０１３３】
なお、前述したように、複数のループ回路２００及び２００ａの各制御部１３０ａは、選択信号Ｆｒ２と回帰信号Ｆｄ２との間の位相差ＦＨＯを受けている。前述したように、ホールドオーバー時、選択信号Ｆｒ２は、リファレンス信号Ｆｒ１に同期する回帰信号Ｆｄ１である。従って、選択信号Ｆｒ２と回帰信号Ｆｄ２との間の位相差ＦＨＯは、回帰信号Ｆｄ１と回帰信号Ｆｄ２との間の位相差となり、ＴＤ(２,１)表される。これにより、複数のループ回路２００及び２００ａの各電圧値算出部１３１は、位相差ＦＨＯに基づいて、自走電圧信号の各電圧値を算出することができる。なお、複数のループ回路２００及び２００ａの各制御部１３０ａは、外部より位相差ＦＨＯの入力を受けるようにしてもよい。この場合、信号選択部１８０は、必ずしも本発明に必要ではない。
【０１３４】
なお、出力信号発生装置１０００ｃにおいて、温度管理部１７０ｂは、各Ｄ／Ａ変換部１４０及び各発振部１５０の温度変化による特性の変化を低減するために設けられている。しかしながら、各Ｄ／Ａ変換部１４０及び各発振部１５０の温度変化による特性の変化を考慮する必要がない場合、温度管理部１７０ｂは本発明に必ずしも必要ではない。
【０１３５】
以上説明したように、本発明の第４の実施の形態における出力信号発生装置１０００ｃの各制御部１３０ａは、電圧値算出部１３１を有している。電圧値算出部１３１は、基準時刻から複数のループ回路２００、２００ａの各々により出力される回帰信号Ｆｄ１、Ｆｄ２が発生した各時刻Ｔ１、Ｔ２までの平均値である平均時間ＴＡＶＧ（ｍ）に基づいて、当該ループ回路の自走電圧信号の電圧値を制御する。これにより、出力信号発生装置１０００ｃの各ループ回路の出力信号及び回帰信号の位相を制御することができる。
【０１３６】
また、本発明の第４の実施の形態における出力信号発生装置１０００ｃの各制御部１３０ａの電圧値算出部１３１は、基準時刻から当該ループ回路の回帰信号の発生した時刻までの時間が、平均時間に近づくように自走電圧信号の電圧値を制御する。
【０１３７】
ここで、全Ｎ個のループ回路の全Ｎ個の回帰信号の各発生時刻の平均をＴＡＶＧとする。ここで、ＴＡＶＧの理想的な回帰信号の発生時刻からのずれはβ成分とε成分の２成分に分解できる。β成分は、電源電圧の変動などの共通要素の存在により各ループ回路の間で相関が認められる成分である。一方、ε成分は、Ｎ個のループ回路各々における雑音等に起因する各Ｎ間で独立無相関なランダム成分である。
【０１３８】
これに対して、本発明の出力信号発生装置１０００ｃでは、複数のループ回路２００、２００ａの各電圧値算出部１３１は、基準時刻から当該ループ回路の回帰信号の発生した時刻までの時間が、平均時間に近づくように自走電圧信号の電圧値を制御する。これにより、ε成分は、Ｎが大きくなることで大数の法則により零に漸近し、ε成分の偏差は、ループ回路１（Ｎ＝１）個と比較して、１／√Ｎとなる。従って、複数のループ回路の各出力信号及び回帰信号の位相誤差を低減することができる。
【０１３９】
また、本発明の第４の実施の形態における出力信号発生装置１０００ｃの各制御部１３０ａの電圧値算出部１３１は、所定の周期（ここでは、制御周期ＴＵＰＤ,ＨＯ）毎に、自走電圧信号の電圧値を制御する。これにより、各制御部１３０ａにより出力される自走電圧信号は、制御周期ＴＵＰＤ,ＨＯ毎に制御されるため、出力信号発生装置１０００ｃの各制御部１３０ａは、より安定した自走電圧信号を出力することができる。
【０１４０】
前記実施の形態の一部又は全部は、以下の付記のように記載され得るが、以下に限られない。
（付記１）
入力されるアナログ制御信号に基づいて、出力信号を出力する発振部と、
前記発振部により出力される出力信号を分周して回帰信号として出力する分周部と、
前記回帰信号と外部から入力されるリファレンス信号との間の位相差を算出する位相比較部と、
前記位相比較部により算出される前記位相差に基づいて、制御電圧信号を生成する制御電圧生成部と、
前記リファレンス信号が前記位相比較部に入力される場合、前記制御電圧生成部により生成される前記制御電圧信号の入力を受けて出力し、前記リファレンス信号が前記位相比較部に入力されない場合、自走電圧信号を生成し出力する制御部と、
前記制御部により出力される前記制御電圧信号又は前記自走電圧信号を、アナログ信号に変換し、前記アナログ制御信号として前記発振部に出力するＤ／Ａ変換部と、
前記Ｄ／Ａ変換部の温度を、所定の温度に一定に保つように制御する温度管理部と、を有する出力信号発生装置。
（付記２）
前記発振部と、前記分周部と、前記位相比較部と、前記制御電圧生成部と、前記制御部と、前記Ｄ／Ａ変換部と、を有する複数のループ回路を備え、
前記温度管理部は、前記複数のループ回路の各々の前記Ｄ／Ａ変換部の温度を、所定の温度に一定に保つように制御する付記１に記載の出力信号発生装置。
（付記３）
前記複数のループ回路の各々の前記Ｄ／Ａ変換部は、収容体に密閉収容され、
前記温度管理部は、前記収容体の温度を、所定の温度に一定に保つように制御する付記２に記載の出力信号発生装置。
（付記４）
前記複数のループ回路の各々の前記Ｄ／Ａ変換部は、同一基板上に実装され、
前記温度管理部は、前記基板の温度を、所定の温度に一定に保つように制御する付記２又は３に記載の出力信号発生装置。
（付記５）
前記温度管理部は、前記Ｄ／Ａ変換部及び前記発振部の温度を、所定の温度に一定に保つように制御する付記１に記載の出力信号発生装置。
（付記６）
前記発振部と、前記分周部と、前記位相比較部と、前記制御電圧生成部と、前記制御部と、前記Ｄ／Ａ変換部と、を有する複数のループ回路を備え、
前記温度管理部は、前記複数のループ回路の各々の前記Ｄ／Ａ変換部及び前記発振部の温度を、所定の温度に一定に保つように制御する付記５に記載の出力信号発生装置。
（付記７）
前記複数のループ回路の各前記Ｄ／Ａ変換部及び各前記発振部は、収容体に密閉収容され、
前記温度管理部は、前記収容体の温度を、所定の温度に一定に保つように制御する付記６に記載の出力信号発生装置。
（付記８）
前記複数のループ回路の各前記Ｄ／Ａ変換部及び各発振部は、同一基板上に実装され、
前記温度管理部は、前記基板の温度を、所定の温度に一定に保つように制御する付記６又は７に記載の出力信号発生装置。
（付記９）
前記Ｄ／Ａ変換部は、収容体に密閉収容され、
前記温度管理部は、前記収容体の温度を、所定の温度に一定に保つように制御する付記１に記載の出力信号発生装置。
（付記１０）
前記Ｄ／Ａ変換部は、基板上に実装され、
前記温度管理部は、前記基板の温度を、所定の温度に一定に保つように制御する付記１又は９に記載の出力信号発生装置。
（付記１１）
発振部が、入力されるアナログ制御信号に基づいて、出力信号を出力する発振ステップと、
前記発振ステップにより出力される出力信号を分周して回帰信号として出力する分周ステップと、
位相比較部が、前記回帰信号と外部から入力されるリファレンス信号との間の位相差を算出する位相比較ステップと、
前記位相比較ステップにより算出される前記位相差に基づいて、制御電圧信号を生成する制御電圧生成ステップと、
前記リファレンス信号が前記位相比較部に入力される場合、前記制御電圧生成ステップにより生成される前記制御電圧信号の入力を受けて出力し、前記リファレンス信号が前記位相比較部に入力されない場合、自走電圧信号を生成し出力する制御ステップと、
Ｄ／Ａ変換部が、前記制御ステップにより出力される前記制御電圧信号又は前記自走電圧信号を、アナログ信号に変換し、前記アナログ制御信号として前記発振部に出力するＤ／Ａ変換ステップと、
前記Ｄ／Ａ変換部の温度を、所定の温度に一定に保つように制御する温度管理ステップと、を含む出力信号発生方法。
（付記１２）
入力されるアナログ制御信号に基づいて、出力信号を出力する発振部と、前記発振部により出力される出力信号を分周して回帰信号として出力する分周部と、前記回帰信号と外部から入力されるリファレンス信号との間の位相差を算出する位相比較部と、前記位相比較部により算出される前記位相差に基づいて、制御電圧信号を生成する制御電圧生成部と、前記制御電圧生成部により出力される前記制御電圧信号を、アナログ信号に変換し、前記アナログ制御信号として前記発振部に出力するＤ／Ａ変換部と、を備える複数のループ回路と、
前記リファレンス信号と前記複数のループ回路の各々の前記分周部により出力される複数の回帰信号のうち、いずれか１つを選択信号として選択し、前記複数のループ回路のうち、少なくとも１つのループ回路の前記位相比較部に対して、前記リファレンス信号に代えて、前記選択信号を出力する信号選択部と、を有する出力信号発生装置。
（付記１３）
前記複数のループ回路は、前記選択信号が入力されるループ回路と、前記選択信号が入力されないループ回路とであり、
前記信号選択部は、
前記複数のループ回路のうち、前記選択信号が入力されないループ回路の前記回帰信号であるフィードバック信号と、前記リファレンス信号と、が前記信号選択部に入力された時刻の差である信号時刻差を算出する時刻差算出部を有し、
前記時刻差算出部により算出される前記信号時刻差に基づいて、前記フィードバック信号と前記回帰信号と前記リファレンス信号のうちいずれか１つを選択して前記選択信号として出力する付記１２に記載の出力信号発生装置。
（付記１４）
前記信号選択部は、前記信号時刻差が所定の閾値内の場合、前記リファレンス信号を前記選択信号とする付記１３に記載の出力信号発生装置。
（付記１５）
入力されるアナログ制御信号に基づいて、出力信号を出力する発振部と、
前記発振部により出力される出力信号を分周して回帰信号として出力する分周部と、
前記回帰信号と外部から入力されるリファレンス信号との間の位相差を算出する位相比較部と、
前記位相比較部により算出される前記位相差に基づいて、制御電圧信号を生成する制御電圧生成部と、
前記リファレンス信号が前記位相比較部に入力される場合、前記制御電圧生成部により生成される前記制御電圧信号の入力を受けて出力し、前記リファレンス信号が前記位相比較部に入力されない場合、自走電圧信号を生成し出力する制御部と、
前記制御部により出力される前記制御電圧信号又は前記自走電圧信号を、アナログ信号に変換し、前記アナログ制御信号として前記発振部に出力するＤ／Ａ変換部と、を備える複数のループ回路を有し、
前記複数のループ回路の各々の前記制御部は、基準時刻から前記複数のループ回路の各々により出力される前記回帰信号が発生した各時刻までの平均値である平均時間に基づいて、当該ループ回路の前記自走電圧信号の電圧値を制御する電圧値算出部を有する出力信号発生装置。
（付記１６）
前記制御部の前記電圧値算出部は、
前記基準時刻から当該ループ回路の前記回帰信号の発生した時刻までの時間が、前記平均時間に近づくように前記自走電圧信号の電圧値を制御する付記１５に記載の出力信号発生装置。
（付記１７）
前記制御部の前記電圧値算出部は、所定の周期毎に、前記自走電圧信号の電圧値を制御する付記１５又は１６に記載の出力信号発生装置。
【０１４１】
以上、実施の形態を基に本発明を説明した。実施の形態は例示であり、本発明の主旨から逸脱しない限り、上述の実施の形態に対して、様々な変更、増減、組合せを加えてもよい。
【符号の説明】
【０１４２】
１１０  位相比較部
１２０  ループフィルタ
１３０  制御部
１３０ａ  制御部
１３１  電圧値算出部
１４０  Ｄ／Ａ変換部
１５０  発振部
１６０  分周部
１７０  温度管理部
１７０ａ  外部温度管理部
１７０ｂ  温度管理部
１７１  センサ
１７２  ヒータ
１８０  信号選択部
１８１  時刻差算出部
２００  ループ回路
２００ａ  ループ回路
３００  収容体
３００ａ  外部収容体
３００ｂ  収容体
４００  外装ケーシング
５００  基板
５００ａ  基板
６００  ＳｏＣ
７００  端子
７００ａ  端子
１０００  出力信号発生装置
１０００ａ  出力信号発生装置
１０００ｂ  出力信号発生装置
１０００ｃ  出力信号発生装置
１０００Ａ  出力信号発生装置
２０００  リファレンス信号受信部
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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