(57)【要約】【課題】ＶＣＯ回路及びＰＬＬ回路を有する無線機の局部発振回路において、ＶＣＯ回路を複数個設けないことで回路規模を大きくすることなく局発発振回路から出力される局発信号の周波数の広帯域化を図る（周波数可変範囲を広げる）ことができるようにすることを目的とする。【解決手段】複数の特性を有するループフィルタと切替器を備えることにより、局発信号の周波数に応じて最適なループフィルタに切り替えることができるようにすることで、広帯域化を図ることができるようにする。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＶＣＯ回路及びＰＬＬ回路を有する無線機において、起因する複数の特性のループフィルタ回路及び切替器を有し設定周波数により最適なループフィルタを切替えて使用することを特徴とする無線機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は広帯域ＶＣＯ回路及びＰＬＬ回路を持つ無線機の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来例を図２に示す。無線機は、送信部１、受信部２、局部発振回路３で構成されている。その局部発振回路３は主に位相比較器４、ループフィルタ５、ＶＣＯ回路Ａ９、分周器１１でＰＬＬ回路を形成して、発振周波数の制御をしている。発振周波数を可変するには、ＶＣＯ回路Ａ９内でＬＣ共振回路１４を構成しているコイル１５やコンデンサ１６の共振点を変化させ、一般的には可変容量ダイオード１７で回路のキャパシタンス成分を変化させる方法が採用されている。このＶＣＯ回路Ａ９で発振した周波数は分周器１１で分周後、位相比較器４で周波数及び位相とを比較しその誤差に比例した平均直流電圧を出力し、ループフィルタ５で高周波成分や雑音を除去し、ＶＣＯ回路Ａ９へ制御電圧を印加して周波数制御を行うようにＰＬＬ回路が構成されている。本回路で広帯域ＶＣＯ回路を得るには、ＬＣ共振回路１４に対する可変容量ダイオード１７の寄与率を上げる事で周辺容量に対するダイオードの容量変化比を大きくして、周波数可変範囲を確保する。又、ループフィルタ５はスプリアス、Ｃ／Ｎ特性や立ち上がり特性を満足するような特性を決める役割をもち、ＶＣＯ回路Ａ９の変調感度を元に設計される。一般的にループフィルタ５は図４に示す応答特性の良いラグリードフィルタが採用され、
固有周波数ｆｎ＝１／２π×√（位相比較器ゲインＫｐ×ＶＣＯ変調感度Ｋｖ／分周器Ｎ×ループフィルタ容量ＣＦ  ）
ダンピングファクターζ＝ループフィルタ抵抗ＲＦ／２×√（Ｋｐ×Ｋｖ×ＣＦ  ／分周数Ｎ）
というように一般特性式が用いられている。又、ＰＬＬ回路内に異なる発振周波数で設定されたＶＣＯ回路Ａ９及びＶＣＯ回路Ｂ１０とを複数揃え設定周波数毎にＶＣＯ切替器１２で切替えて使用する方法や、ＶＣＯ回路Ｂ１０内にキャパシタンス追加回路１３を有する事で設定周波数毎に切替えて使用する方法が取られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
近年の機器小型化及び省電力化の為に内部駆動回路の低電圧化が促進されている。ＰＬＬ回路の駆動電圧が低電圧化されるとＶＣＯ制御電圧範囲が狭くなる為、ＶＣＯ回路の変調感度を上げる事で周波数可変範囲を確保する、即ちＶＣＯを広帯域化する必要が出てきた。ＶＣＯを広帯域化させるには発振回路で使用している可変容量ダイオードの寄与率を上げれば良いが、ＶＣＯ制御電圧−発振周波数が線形特性とならなければ、最適なループ特性を得ることが出来ない。しかしながら可変容量ダイオード単品での端子間容量−逆方向電圧特性は一般に図３ａのような特性であり、ＬＣ発振周波数を換算すると発振周波数−ＶＣＯ制御電圧特性は図３ｂとなり、ＶＣＯ制御電圧の上下での変調感度偏差が大きくなってしまい、使用するループフィルタに対するループ特性が図３ｃの点線のように変化して、制御電圧下側ではダンピングファクターが高くなった事で近傍スプリアスも除去し難くなり、Ｃ／Ｎ特性も劣化してしまう。又、制御電圧上側では逆に図３ｃの破線のように変化してカットオフ周波数が低くなってしまい、立ち上がり特性が劣化してしまう。その結果、容量変化比を上げて周波数可変範囲を広げたにもかかわらず、制御電圧の上下では使えない領域となって特性上利用出来る範囲が限られてしまう為、思ったように広帯域化が図れない。又、ＶＣＯ回路を複数有する場合では設定周波数毎に切り替える方法の為、ＶＣＯ回路Ａ、ＶＣＯ回路Ｂの変調感度を揃えなければならない。
【０００４】
一般にＶＣＯ回路は周辺ノイズの影響を受けやすいのでシールド板等で隔離するが、複数のＶＣＯ回路を持つ事で回路規模も大きくなり、機器の小型化も図りにくくなる。発振回路内にキャパシタンスを追加する方法では、キャパシタンス無しの状態では可変容量ダイオードの寄与率が大きいが、キャパシタンス有りの状態では可変容量ダイオードの寄与率が低下する為に変調感度差が発生し、より大きいループ特性差が発生するので各特性差が顕著に表れてしまい、使いにくいＶＣＯ回路となってしまう。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明では周波数可変帯域内偏差を抑える為に、起因する複数の特性のループフィルタ回路及び切替器を有し設定周波数により最適なループフィルタを切替えて、ＶＣＯ制御電圧範囲内を広く均一な特性で使用できるようＶＣＯ回路の広帯域化を図ることである。
【０００６】
その結果、設定周波数に相当するＶＣＯ回路の制御電圧範囲内で最適なループフィルタ特性に切り替わる為に、Ｃ／Ｎ特性や近傍スプリアス、立ち上がり特性の劣化を抑えた状態で制御電圧範囲を広く使用する事が出来、ＶＣＯ回路の広帯域が図れる事となる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施例について図１をもとに説明する。ＶＣＯ回路８とループフィルタ切換器１８、分周器１１、位相比較器４、ループフィルタＡ６、ループフィルタＢ７で構成された局部発振回路３を有する無線機とする。そのＶＣＯ回路８内の可変容量ダイオード１７を有するＬＣ共振回路１４内において、発振周波数の広帯域化を図るべく可変容量ダイオード１７の寄与率を上げた回路構成とする。この状態でのＶＣＯ制御電圧−発振周波数特性を図３ｂに示す。制御電圧上側と下側で変調感度偏差が起こるが、制御電圧上側の変調感度が低い状態に最適となるループフィルタをループフィルタＡ６、制御電圧下側の変調感度が高い状態に最適となるループフィルタをループフィルタＢ７と設定する。このループフィルタＡ６とループフィルタＢ７を切り替わる機能を持たせたものがループフィルタ切換器１８となり、設定周波数により最適となるループフィルタを選択する方式となる。設定周波数をｆＡ  とすると、制御電圧が上側に相当するのでループフィルタＡ６を選択すべくループフィルタ切換器１８が動作し、変調感度が低い状態で最適化されたループフィルタの特性となりカットオフ周波数が落ち込まない為、立ち上がり特性の劣化を防ぐことが出来る。一方、設定周波数がｆＢ  となった場合、制御電圧が下側に相当するのでループフィルタＢ７を選択するようループフィルタ切替器１８が動作し、変調感度が高い状態で最適化されたループフィルタＢ７の特性となりダンピングファクターを低く抑えられる為、近傍スプリアスやＣ／Ｎの劣化を防ぐことが出来る。
【０００８】
【発明の効果】
本発明によれば、ＶＣＯ制御電圧範囲の両端で変調感度偏差が大きくて諸特性が劣化していた為に使えない範囲を、切替器とＶＣＯ回路の変調感度を元に最適なループフィルタ特性を複数有し、設定周波数に従ってループフィルタを切り替えることで、ＶＣＯ制御電圧範囲内での変調感度偏差による諸特性の劣化を抑えることで、ＶＣＯ回路の制御電圧−発信周波数特性を広く使用する事が出来、ＶＣＯの広帯域化を図る事が出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例である無線機の構成を示すブロック図。
【図２】従来の一例である無線機の構成を示す図。
【図３】可変容量ダイオードに起因する特性図。
【図４】ラグリードフィルタの回路構成を示す図。
【符号の説明】
１：送信部
２：受信部
３：局部発信回路
４：位相比較器
５：ループフィルタ
６：ループフィルタＡ
７：ループフィルタＢ
８：ＶＣＯ回路
９：ＶＣＯ回路Ａ
１０：ＶＣＯ回路Ｂ
１１：分周器
１２：ＶＣＯ切替器
１３：キャパシタンス追加回路
１４：ＬＣ発信回路
１５：コイル
１６：コンデンサ
１７：可変容量ダイオード
１８：ループフィルタ切替器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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