(57)【要約】【課題】割り切れにくい周波数のローカル信号を位相雑音特性良く広い周波数可変範囲で出力する。【解決手段】３０ＭＨｚの信号を発振するＶＣＸＯ１１０と、当該３０ＭＨｚの信号に基づいて、所望のチャネルに割り当てられた周波数の割り切れにくい周波数成分を生成するための信号（中心周波数信号）を出力する第１のＰＬＬ回路３００と、前記３０ＭＨｚの信号に基づいて、０〜１５０ＭＨｚにわたって６ＭＨｚ間隔で複数の線スペクトルが存在するコムスペクトル列を生成するコムスペクトル発生回路２００と、中心周波数信号とコムスペクトル列とを周波数加減算して５１波のローカル信号列を生成する周波数加減算部４００と、ローカル信号列のうち所望の１チャネルに対応するローカル信号に位相同期する信号を出力する第２のＰＬＬ回路５００とを備える。【選択図】    図１
2004312247.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定周波数のローカル信号を発振するローカル信号発生装置であって、
水晶発振子を共振器にして特定周波数の信号を発振する発振器と、
前記発振器から発振された信号を第１の分周比で分周した第１の基準信号と、内部でフィードバックされた第１の比較信号との位相差に応じて位相同期した第１の信号を出力する第１のＰＬＬ回路部と、
前記発振器から発振された信号に基づいて、第１の所定周波数帯域にわたって所定周波数間隔で複数の線スペクトルが存在するコムスペクトル列を生成し出力するコムスペクトル列生成回路部と、
前記第１のＰＬＬ回路部から出力された前記第１の信号および前記コムスペクトル列生成回路部から出力された前記コムスペクトル列を周波数加減算して、第２の周波数帯域にわたって前記所定周波数間隔で複数のローカル信号が存在するローカル信号列を生成し出力するローカル信号列生成回路部と、
前記ローカル信号列生成回路部から出力された前記ローカル信号列を構成する前記複数のローカル信号の１つと、内部でフィードバックされた第２の比較信号との位相差に応じて位相同期した前記所定周波数のローカル信号を出力する第２のＰＬＬ回路部と、
を備えるローカル信号発生装置。
【請求項２】
請求項１記載のローカル信号発生装置であって、
前記第２のＰＬＬ回路部は、前記複数のローカル信号の１つと前記第２の比較信号との位相差に応じた位相差信号を出力する位相比較器と、前記位相比較器から出力された前記位相差信号の電圧に応じて所定周波数の信号を発振する電圧制御発振器と、を有し、
前記位相比較器は、前記複数のローカル信号列を構成する前記複数のローカル信号の内、当該位相比較器に印加される直流電圧に応じた周波数のローカル信号を前記第２の比較信号と位相比較するローカル信号発生装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載のローカル信号発生装置であって、
前記発振器を含み、外部から供給される特定周波数の第３の基準信号または所定の直流電圧を有した第４の基準信号と、前記発振器から発振された信号を第３の分周比で分周した第３の比較信号とを比較し、前記第３の基準信号と前記第３の比較信号の位相差または前記第４の基準信号と前記第３の比較信号の位相差に応じて位相同期した信号を出力する基準ＰＬＬ回路部を備え、
前記基準ＰＬＬ回路部は、外部から前記第３の基準信号が供給されると当該第３の基準信号に位相同期した特定周波数の信号を出力し、前記第３の基準信号が供給されないときは前記発振器が自励で発振して所定周波数の信号を出力するローカル信号発生装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか一項記載のローカル信号発生装置であって、
前記第１のＰＬＬ回路部は、前記第１の基準信号と前記第１の比較信号との位相差に応じて水晶発振子を共振器にして所定周波数の信号を発振するローカル信号発生装置。
【請求項５】
請求項３記載のローカル信号発生装置であって、
前記基準ＰＬＬ回路部が有する２つの信号の位相を比較する手段は、ブリッジダイオードを利用したコイルアイソレート型の位相比較器であるローカル信号発生装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、所定周波数のローカル信号を発振するローカル信号発生装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
地上波デジタル放送では、ＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘ：直交周波数分割多重）方式が使用される。ＯＦＤＭ方式では、等間隔で数千本の搬送波（１チャネルあたり１ｋＨｚ間隔で約５６００本のキャリア）からなる信号が利用される。このため、地上波デジタル放送に使用されるローカル信号発生装置には、１ｋＨｚ離調で−１１０ｄＢｃ／Ｈｚといった非常に良好な位相雑音特性が要求される。また、地上波デジタル放送で搬送されるキャリア信号は、１３ｃｈから６２ｃｈまでの５０チャネルが６ＭＨｚ間隔で存在するため、ローカル信号発生装置に要求される周波数可変範囲は５１０ＭＨｚから８０４ＭＨｚといった広い帯域に及ぶ。さらに、地上波デジタル放送の標準化仕様に対応するためには、ローカル信号発生装置は、無限小数の周波数成分（例えば、５１０．２９２８５７１・・・ＭＨｚ）を持つ信号を出力する必要がある。
【０００３】
ところで、地上波アナログ放送で用いられてきた従来のローカル信号発生装置としては、図８に示すような水晶発振器を用いた単一ＰＬＬ方式が主流であった。この方式では、水晶発振器１６の出力周波数（基準周波数）を比較分周器１２の分周比Ｎと基準分周器１４の分周比Ｍとの比、Ｎ／Ｍ倍した信号が出力される。地上波アナログ放送では、キャリア信号の周波数が例えば１０３．２５ＭＨｚというように比較的割り切れやすい数字であるため、Ｎ／Ｍは小さくて良い。このため比較周波数を高くすることができ、結果として、ＶＣＯ（Ｖｏｌｔａｇｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ  Ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ：電圧制御発振器）１１において所望の周波数に絞り込む（ロックする）際に位相雑音のシェイプアップ効果が図れる。すなわち、当該ローカル信号発生装置からは、不要な周波数成分が小さな位相雑音の小さい信号が出力されることとなる。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１１−１７７８９７号公報
【特許文献２】
特開２００２−２１７９９２号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ひとつのＰＬＬ系で異なる発振周波数を複数種類得る為には広帯域可変ＶＣＯの使用が前提となるが、一般的にＶＣＯの位相雑音はＯＦＤＭシステムが望む低位相雑音特性に比べて極めて劣悪であるため、基準源に水晶発振器を使用したＰＬＬが不可欠である。一方、上記説明した地上波デジタル放送では、キャリア信号の周波数単位を［ＭＨｚ］としたときの小数部が割り切れにくい無限小数（例えば、５１０．２９２８５７１・・・ＭＨｚ）であるため、ローカル信号発生装置もこれに応じた周波数成分のローカル信号を出力しなければならない。しかしながら、上記説明した単一ＰＬＬ方式のローカル信号発生装置が外部からの基準信号１０ＭＨｚ（ＯＦＤＭでは一般的にこの周波数が基準源に使われる）にロックする為には、このようなローカル信号を出力しようとするとＮ／Ｍを極めて大きくしなければならないため、比較周波数が非常に低くなってしまう。この結果、位相雑音はシェイプアップされず、ＶＣＯ１１の位相雑音裸特性がそのまま出力されてしまうという問題点があった。
【０００６】
すなわち、従来の単一ＰＬＬ方式のローカル信号発生装置を地上波デジタル放送に用いても、当該ローカル信号発生装置からは位相雑音の大きなローカル信号が出力されてしまう。特に、地上波デジタル放送では１チャネル中の搬送波が１ｋＨｚ間隔で複数設定されているため、位相雑音が大きいと隣り合う搬送波と相乗加算されてしまう。このため、割り切れにくい無限小数の成分を持つ複数の周波数を位相雑音特性良く出力する周波数可変型ローカル信号発生装置が望まれていた。
【０００７】
ただし、ＶＣＯよりも位相雑音裸特性が優れたＶＣＸＯをＶＣＯ１１の代わりに用いれば、１ｋＨｚ離調で−１１０ｄＢｃ／Ｈｚといった要求される位相雑音特性を実現することはできる。しかしながら、ＶＣＸＯを備えたローカル信号発生装置の出力周波数は固定であって１チャネルにしか対応できないため、地上波デジタル放送のように複数のチャネルに対応するためには、チャネル数分のＶＣＸＯを設けなければならない。これはローカル信号発生装置の回路規模およびコストの増大につながるため、望ましいことではない。このため、位相雑音特性が良く広い周波数可変範囲に対応できるローカル信号発生装置も望まれていた。
【０００８】
本発明は、上記従来の要望に鑑みてなされたものであって、割り切れにくい周波数のローカル信号を位相雑音特性良く広い周波数可変範囲で出力できるローカル信号発生装置を提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明のローカル信号発生装置は、所定周波数のローカル信号を発振するローカル信号発生装置であって、水晶発振子を共振器にして特定周波数の信号を発振する発振器と、前記発振器から発振された信号を第１の分周比で分周した第１の基準信号と、内部でフィードバックされた第１の比較信号との位相差に応じて位相同期した第１の信号を出力する第１のＰＬＬ回路部と、前記発振器から発振された信号に基づいて、第１の所定周波数帯域にわたって所定周波数間隔で複数の線スペクトルが存在するコムスペクトル列を生成し出力するコムスペクトル列生成回路部と、前記第１のＰＬＬ回路部から出力された前記第１の信号および前記コムスペクトル列生成回路部から出力された前記コムスペクトル列を周波数加減算して、第２の周波数帯域にわたって前記所定周波数間隔で複数のローカル信号が存在するローカル信号列を生成し出力するローカル信号列生成回路部と、前記ローカル信号列生成回路部から出力された前記ローカル信号列を構成する前記複数のローカル信号の１つと、内部でフィードバックされた第２の比較信号との位相差に応じて位相同期した前記所定周波数のローカル信号を出力する第２のＰＬＬ回路部と、を備える。
【００１０】
このように、第１の信号およびコムスペクトル列は、水晶発振子を共振器にして発振された信号に基づいて生成されるため、割り切れにくい周波数のローカル信号であっても、位相雑音特性良く出力することができる。また、コムスペクトル列生成回路部で、第１の所定周波数帯域にわたって複数の線スペクトルが存在するコムスペクトル列が生成され、ローカル信号列生成回路部では、当該コムスペクトル列および第１のＰＬＬ回路部から出力された第１の信号を周波数加減算することで、第２の周波数帯域にわたって複数のローカル信号が存在するローカル信号列が生成される。そして、第２のＰＬＬ回路部からは、当該ローカル信号列を構成する複数のローカル信号の内、所定周波数のローカル信号が出力される。このため、広い周波数可変範囲でローカル信号を出力できる。
【００１１】
また、本発明のローカル信号発生装置は、前記第２のＰＬＬ回路部は、前記複数のローカル信号の１つと前記第２の比較信号との位相差に応じた位相差信号を出力する位相比較器と、前記位相比較器から出力された前記位相差信号の電圧に応じて所定周波数の信号を発振する電圧制御発振器と、を有し、前記位相比較器は、前記複数のローカル信号列を構成する前記複数のローカル信号の内、当該位相比較器に印加される直流電圧に応じた周波数のローカル信号を前記第２の比較信号と位相比較する。このため、所定の直流電圧を位相比較器に印加することによって、所定周波数のローカル信号を出力することができる。
【００１２】
また、本発明のローカル信号発生装置は、前記発振器を含み、外部から供給される特定周波数の第３の基準信号または所定の直流電圧を有した第４の基準信号と、前記発振器から発振された信号を第３の分周比で分周した第３の比較信号とを比較し、前記第３の基準信号と前記第３の比較信号の位相差または前記第４の基準信号と前記第３の比較信号の位相差に応じて位相同期した信号を出力する基準ＰＬＬ回路部を備え、前記基準ＰＬＬ回路部は、外部から前記第３の基準信号が供給されると当該第３の基準信号に位相同期した特定周波数の信号を出力し、前記第３の基準信号が供給されないときは前記発振器が自励で発振して所定周波数の信号を出力する。したがって、基準ＰＬＬ回路部は、外部から第３の基準信号が供給されるか否かにかかわらず、正確な周波数の信号を発振することができる。このため、第１のＰＬＬ回路部およびコムスペクトル列生成回路部は、正確な周波数の信号に基づいて、第１の信号およびコムスペクトル列をそれぞれ生成することができる。結果として、正確かつ安定した周波数の第１の信号およびコムスペクトル列を供給することができる。
【００１３】
また、本発明のローカル信号発生装置は、前記第１のＰＬＬ回路部は、前記第１の基準信号と前記第１の比較信号との位相差に応じて水晶発振子を共振器にして所定周波数の信号を発振する。したがって、第１のＰＬＬ回路部は、位相雑音特性の良い信号を発振することができる。
【００１４】
また、本発明のローカル信号発生装置は、前記基準ＰＬＬ回路部が有する２つの信号の位相を比較する手段は、ブリッジダイオードを利用したコイルアイソレート型の位相比較器である。したがって、当該位相比較器は、高精度かつ高安定に動作し、動作可能な周波数帯に不感帯がない。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るローカル信号発生装置の実施の形態について、〔第１の実施形態〕、〔第２の実施形態〕の順に図面を参照して詳細に説明する。第１の実施形態および第２の実施形態では、本発明に係るローカル信号発生装置を地上波デジタル放送に使用する場合について説明する。
【００１６】
地上波デジタル放送では、約４７０ＭＨｚから約７７０ＭＨｚの広い周波数帯域にわたって６ＭＨｚ間隔で存在する複数のチャネル（１３ｃｈ〜６２ｃｈの５０チャネル）が利用され、ＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘ：直交周波数分割多重）方式が使用される。地上波デジタル放送で使用するＯＦＤＭ方式では、等間隔で数千本の搬送波（１チャネルあたり１ｋＨｚ間隔で約５６００本のキャリア）からなる信号が利用される。また、地上波デジタル放送の標準化仕様によれば、任意のチャネルにおける任意の搬送波の周波数成分が無限小数（例えば、４７３．１４２８５７１  ・・・ＭＨｚ）となっており、放送装置で一般的に使用するＩＦ周波数３７．１５ＭＨｚに変換するために必要となるローカル信号発生装置としては、約５１０ＭＨｚから約８０４ＭＨｚの広い周波数帯域にわたって、６ＭＨｚ間隔でローカル信号（例えば、５１０．２９２８５７・・・ＭＨｚ）を出力する必要がある。
【００１７】
そこで、第１の実施形態および第２の実施形態のローカル信号発生装置では、６ＭＨｚ間隔の線スペクトル列（コムスペクトル列）を出力すると共に、前記無限小数の周波数成分を実現する信号（中心周波数信号）を出力し、当該出力された２つの信号を乗算して５１波のローカル信号列を生成する。その後、当該ローカル信号列のうち所望のチャネルに相当するローカル信号のみを出力する。
【００１８】
〔第１の実施形態〕
図１は、本発明の第１の実施形態を説明するためのローカル信号発生装置の概略構成を示す図である。同図に示すように、第１の実施形態のローカル信号発生装置は、特許請求の範囲の発振器に該当するＶＣＸＯ（Ｖｏｌｔａｇｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ  Ｘｔａｌ  Ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ：電圧制御水晶発振器）１１０と、１／３分周器６００と、コムスペクトル列生成回路部に該当するコムスペクトル発生回路２００と、第１のＰＬＬ回路部に該当する第１のＰＬＬ回路３００と、ローカル信号列生成回路部に該当する周波数加減算部４００と、第２のＰＬＬ回路部に該当する第２のＰＬＬ回路５００とを備える。
【００１９】
以下、本実施形態のローカル信号発生装置が備える各構成要素について説明する。
まず、本実施形態のＶＣＸＯ１１０は、水晶発振子を共振器にして周波数が３０ＭＨｚの信号を発振する水晶発振器である。また、１／３分周器６００は、ＶＣＸＯ１１０から発振された３０ＭＨｚの信号を１／３に分周するものである。
【００２０】
次に、コムスペクトル発生回路２００について説明する。コムスペクトル発生回路２００は、１／１０分周器２１０と、コムジェネレータ２２０と、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）２３０と、バッファアンプ２４０とを有し、ＶＣＸＯ１１０で発振された３０ＭＨｚの信号から、０〜１５０ＭＨｚの周波数帯域にわたって６ＭＨｚ間隔で複数の線スペクトルが存在するコムスペクトル列を生成するものである。
【００２１】
以下、コムスペクトル発生回路２００の各構成要素について説明する。
１／１０分周器２１０は、ＶＣＸＯ１１０から発振された３０ＭＨｚの信号を１／１０に分周するものである。コムジェネレータ２２０は、図２に示すように、排他的論理和２２１，２２２と、ディレイ回路とを有し、所定のディーティー比の３ＭＨｚの信号に基づいて、６ＭＨｚ間隔の線スペクトル列を生成するものである。図２は、コムジェネレータ２２０の回路構成を示す図である。まず、排他的論理和２２１には２つの信号、すなわち、１／１０分周器２１０によって分周された３ＭＨｚの信号と、０Ｖの信号とが入力される。当該排他的論理和２２１の出力信号は二手に分かれ、一方はそのまま排他的論理和２２２に入力され、他方は当該出力信号の論理レベルが反転された後、所定時間遅延して排他的論理和２２２に入力される。なお、排他的論理和２２２の出力信号のデューティー比は、この遅延時間に応じて変化する。当該排他的論理和２２２の出力信号は、所定のデューティー比のパルス信号列となる。このパルス信号を周波数解析すると、６ＭＨｚ間隔（０ＭＨｚ，６ＭＨｚ，１２ＭＨｚ，・・・）のコム状（櫛型）スペクトルとなっている。
【００２２】
ＬＰＦ２３０は、コムジェネレータ２２０で生成された線スペクトル列の周波数帯域を０〜１５０ＭＨｚに制限するものである。なお、ＬＰＦ２３０によって周波数帯域を０〜１５０ＭＨｚに制限された６ＭＨｚ間隔の線スペクトル列が上記コムスペクトル列である。バッファアンプ２４０は、当該帯域制限されたコムスペクトル列を増幅するものである。
【００２３】
次に、第１のＰＬＬ回路３００について説明する。第１のＰＬＬ回路３００は、ＶＣＸＯ３４０と、ＬＰＦ３３０と、位相検波器３２０と、１／１４００分周器３１０と、１／９２４４１分周器３５０と、分配器３６０とを有し、位相検波器３２０からの直流出力に応じた周波数成分の信号を出力するものである。なお、第１のＰＬＬ回路３００は、所望のチャネルに割り当てられた周波数の割り切れにくい周波数成分を生成するための信号を出力するものである。具体的には、第１のＰＬＬ回路３００は、６６０．２９２８５７１ＭＨｚの信号（以下「中心周波数信号」という。）を出力する。なお、中心周波数信号は、特許請求の範囲の第１の信号に該当する。
【００２４】
以下、第１のＰＬＬ回路３００の各構成要素について説明する。
まず、位相検波器３２０は、１／１４００分周器３１０で分周された周波数が７．１４２８５７ｋＨｚの信号（基準信号）φ１と、ＶＣＸＯ３４０から出力され１／９２４４１分周器３５０によって分周された信号（比較信号）φ２とを比較して、これら２つの信号の位相差に応じた信号（位相差信号）を出力するものである。なお、基準信号φ１は特許請求の範囲の第１の基準信号、比較信号φ２は第１の比較信号にそれぞれ該当する。また、ＬＰＦ３３０は、位相検波器３２０から出力された位相差信号の高周波成分を抑圧して直流化するものである。
【００２５】
また、ＶＣＸＯ３４０は、水晶発振子を共振器にして周波数が６６０．２９２８５７１ＭＨｚの信号を発振する水晶発振器であり、ＬＰＦ３３０によって直流化された位相差信号の電圧に応じた周波数の信号を出力するものである。また、１／１４００分周器３１０は、ＶＣＸＯ１１０から出力され、１／３分周器６００によって１／３に分周された信号をさらに１／１４００に分周するものである。また、１／９２４４１分周器３５０は、ＶＣＸＯ３４０から出力された信号を１／９２４４１に分周するものである。また、分配器３６０は、ＶＣＸＯ３４０から出力された信号を２方向に分配するものである。すなわち、分配器３６０によって分配された信号の一方は１／９２４４１分周器３５０に供給され、他方は周波数加減算部４００に供給される。
【００２６】
次に、周波数加減算部４００について説明する。周波数加減算部４００は、ミキサー４１０と、バッファアンプ４２０と、高周波アッテネータ（ＡＴＴ）４３０とを有し、コムスペクトル発生回路２００から出力されたコムスペクトル列と第１のＰＬＬ回路３００から出力された中心周波数信号とを周波数加減算することによって、１３ｃｈ〜６２ｃｈ（５１０．２９２８５７１ＭＨｚ〜８０４．２９２８５７１ＭＨｚ）の各チャネルに割り当てられた周波数に対応する５０波を含む、５１波のローカル信号列（５１０．２９２８５７１ＭＨｚ〜８１０．２９２８５７１ＭＨｚ）を生成するものである。
【００２７】
以下、周波数加減算部４００の各構成要素について説明する。
まず、ミキサー４１０は、コムスペクトル発生回路２００から出力されたコムスペクトル列と、第１のＰＬＬ回路３００から出力された中心周波数信号とを乗算するものである。コムスペクトル列と中心周波数信号とを乗算することによって、０〜１５０ＭＨｚのコムスペクトル列を構成する各線スペクトルに６６０．２９２８５７１ＭＨｚの信号を周波数加減算した信号が生成される。すなわち、６６０．２９２８５７１ＭＨｚの信号を中心に、±１５０ＭＨｚの範囲にわたって６ＭＨｚ間隔でローカル信号が存在するローカル信号列が生成される。
【００２８】
バッファアンプ４２０は、ミキサー４１０の出力信号（ローカル信号列）を増幅するものである。また、ＡＴＴ４３０は、バッファアンプ４２０によって増幅された信号のレベルを抑圧して均一化するものである。なお、ＡＴＴ４３０によって、ミキサー４１０で生じた干渉や反射の影響が抑圧される。
【００２９】
次に、第２のＰＬＬ回路５００について説明する。第２のＰＬＬ回路５００は、特許請求の範囲の位相比較器に該当する位相検波器５１０と、ＬＰＦ５２０と、ＶＣＯ（Ｖｏｌｔａｇｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ  Ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ：電圧制御発振器）５３０と、分配器５４０とを有し、周波数加減算部４００で生成されたローカル信号列のうち、所望の１チャネルに対応するローカル信号を出力するものである。例えば、所望のチャネルが１３ｃｈであれば、５１０．２９２８５７１ＭＨｚのローカル信号を出力する。
【００３０】
以下、第２のＰＬＬ回路５００の各構成要素について説明する。
まず、位相検波器５１０は、周波数加減算部４００から出力されたローカル信号列に含まれる所望のローカル信号（基準信号）φ３と、ＶＣＯ５３０から出力され分配器５４０によって分配された信号（比較信号）φ４の位相差に応じた信号の電圧に、当該位相検波器５１０に印加されたチャネル選択電圧Ｖｃｈを加算した信号（以下「ＶＣＯ制御信号φ５」という。）を出力するものである。位相検波器５１０の詳細な説明については後述する。なお、比較信号φ４は、特許請求の範囲の第２の比較信号に該当する。
【００３１】
ＬＰＦ５２０は、位相検波器５１０から出力されたＶＣＯ制御信号φ５の高周波成分を抑圧して直流化するものである。ＶＣＯ５３０は、バラクターダイオード（可変容量ダイオード、バリキャップダイオード）を用いた電圧制御発振器であり、ＬＰＦ５２０によって直流化されたＶＣＯ制御信号φ５の電圧に応じた周波数の信号を出力するものである。分配器５４０は、ＶＣＯ５３０から出力された信号を２方向に分配するものである。すなわち、分配器５４０によって分配された信号の一方（比較信号φ４）は位相検波器５１０に供給され、他方は当該ローカル信号発生装置から出力される。
【００３２】
次に、位相検波器５１０について詳細に説明する。
位相検波器５１０は、図３に示すコイルアイソレート型の位相検波器である。図３は、コイルアイソレート型の位相検波器５１０の回路構成を示す図である。同図に示すように、位相検波器５１０は、ブリッジダイオードに２つのコイルを接続し当該２つのコイルにそれぞれアイソレートされたコイルが設けられたミキサーであって、ブリッジダイオードに接続される一方のコイルにはチャネル選択電圧Ｖｃｈが供給され、他方のコイルからはＶＣＯ制御信号φ５が出力される。また、前記一方のコイルとはアイソレートされたコイルにはＶＣＯ５３０からの出力信号（比較信号φ４）が入力され、前記他方のコイルとはアイソレートされたコイルには周波数加減算部４００から出力されたローカル信号列が入力される。
【００３３】
当該位相検波器５１０は、周波数加減算部４００から出力されたローカル信号列とＶＣＯ５３０の出力信号（比較信号φ４）とを重畳し、当該ローカル信号列のうち所望の１チャネルに対応するローカル信号（基準信号φ３）の周波数と、ＶＣＯ５３０の出力信号（比較信号φ４）の周波数とが一致するときに直流となる当該重畳された信号の電圧値と前記チャネル選択電圧Ｖｃｈとを加算した電圧の信号（ＶＣＯ制御信号φ５）を出力する。また、ＶＣＯ５３０は、位相検波器５１０から出力されＬＰＦ５２０によって直流化されたＶＣＯ制御信号φ５の電圧に応じた周波数の信号を出力する。
【００３４】
すなわち、チャネル選択電圧Ｖｃｈの電圧値を、ＶＣＯ５３０が所望のチャネルに対応したローカル信号を出力するための所定値に設定しておくことによって、ＶＣＯ５３０から、当該所望のローカル信号の周波数成分を持つ信号が出力される。なお、ＶＣＯ５３０が所望のチャネルに対応したローカル信号を出力するための所定値とは、例えば、当該ローカル信号の周波数が５１０ＭＨｚの場合には０Ｖ、６５４ＭＨｚの場合には４Ｖ、８１０ＭＨｚの場合には１０Ｖといったように、所望のチャネルによって異なる。
【００３５】
図４は、第２のＰＬＬ回路５００による位相雑音抑圧効果を説明する図である。同図（ａ）に、周波数加減算部４００から出力されたローカル信号列を示す。同図（ｂ）に点線で描かれた波形は、第２のＰＬＬ回路５００がＰＬＬ制御を行わない場合の、ＶＣＯ５３０の出力信号の波形の一例である。また、直線で描かれた波形は、第２のＰＬＬ回路５００がＰＬＬ制御を行った場合の、ＶＣＯ５３０の出力信号の波形の一例である。同図に示すように、第２のＰＬＬ回路５００は、基準信号φ３（例えば、６５４．２９２８５７・・・ＭＨｚ）近傍の周波数範囲（基準信号φ３の周波数±３００ｋＨｚ）にある比較信号φ４を当該基準信号φ３に位相同期させることによって、位相雑音や所望のチャネル以外に対応するローカル信号、不要なスプリアス成分といった余分な信号を抑圧し、所望の１つのチャネルに対応するローカル信号を位相雑音特性良く出力する。なお、コイルアイソレート型の位相検波器５１０は、ダイオードとコイルのみで構成されておりノイズ発生源となり得るオペアンプやトランジスタ等の能動素子を含んでいないため、正確な位相差信号を出力することができる。また、コイルアイソレート型の特長として、精度が高く安定した動作をする、不感帯がないといったことが挙げられる。
【００３６】
次に、図５を参照して、本実施形態のローカル信号発生装置の動作について簡単に説明する。図５は、各回路の出力信号の波形の一例を示す図である。
まず、ＶＣＸＯ１１０から出力された３０ＭＨｚの信号は二手に分かれ、一方はコムスペクトル発生回路２００に入力され、他方は１／３分周器６００によって周波数が１／３に分周された後、第１のＰＬＬ回路３００に入力される。
【００３７】
コムスペクトル発生回路２００では、ＶＣＸＯ１１０の出力周波数が１／１０分周器２１０によって１／１０に分周された後、コムジェネレータ２２０に入力される。コムジェネレータ２２０では６ＭＨｚ間隔の線スペクトル列が生成され、当該線スペクトル列の周波数帯域がＬＰＦ２３０によって０〜１５０ＭＨｚに制限される。ＬＰＦ２３０によって帯域制限されたコムスペクトル列はバッファアンプ２４０によって増幅され、周波数加減算部４００に出力される。なお、図５（ａ）に、コムスペクトル発生回路２００から出力されたコムスペクトル列の波形の一例を示す。
【００３８】
一方、第１のＰＬＬ回路３００では、入力された１０ＭＨｚの信号が１／１４００分周器３１０によって分周され、７．１４２８５７ｋＨｚの基準信号φ１として位相検波器３２０に入力される。また、ＶＣＸＯ３４０の出力周波数は分配器３６０によって二手に分かれ、一方は１／９２４４１分周器３５０によって１／９２４４１に分周された後、比較信号φ２として位相検波器３２０に入力され、他方は周波数加減算部４００に出力される。位相検波器３２０は、このようにして入力された基準信号φ１と比較信号φ２とを比較して位相差信号を出力する。当該位相差信号はＬＰＦ３３０によって直流化され、ＶＣＸＯ３４０に印加される。ＶＣＸＯ３４０は、当該直流化された位相差信号の電圧に応じた周波数成分を持つ信号（中心周波数信号）を出力する。なお、図５（ｂ）に、第１のＰＬＬ回路３００から出力された中心周波数信号の波形の一例を示す。
【００３９】
周波数加減算部４００では、ミキサー４１０が、コムスペクトル発生回路２００から出力されたコムスペクトル列と第１のＰＬＬ回路３００から出力された中心周波数信号の２つの信号を乗算して、５１０．２９２８５７１〜８１０．２９２８５７１ＭＨｚの周波数帯域にわたって６ＭＨｚ間隔でローカル信号が存在するローカル信号列を生成する。ミキサー４１０から出力された当該ローカル信号列は、バッファアンプ４２０で増幅され、ＡＴＴ４３０でレベルが抑圧され均一化された後、第２のＰＬＬ回路５００に出力される。なお、図５（ｃ）に、周波数加減算部４００から出力されたローカル信号列の波形の一例を示す。
【００４０】
第２のＰＬＬ回路５００では、周波数加減算部４００から出力されたローカル信号列が位相検波器５１０に入力される。また、ＶＣＯ５３０から出力された信号が分配器５４０によって二手に分かれ、一方は比較信号φ４として位相検波器５１０に入力され、他方は当該第２のＰＬＬ回路５００から出力される。また、位相検波器５１０には、ＶＣＯ５３０が所望のチャネルに対応したローカル信号を出力するためのチャネル選択電圧Ｖｃｈが供給される。位相検波器５１０は、ローカル信号列とＶＣＯ５３０から出力された信号（比較信号φ４）とを重畳し、当該ローカル信号列のうち所望のチャネルに対応するローカル信号（基準信号φ３）と比較信号φ４の位相差に応じた位相差信号の電圧に、チャネル選択電圧Ｖｃｈを加算したＶＣＯ制御信号φ５を出力する。そして、ＶＣＯ制御信号φ５はＬＰＦ５２０によって直流化され、ＶＣＯ５３０に印加される。ＶＣＯ５３０は、ＶＣＯ制御信号φ５の電圧に応じた周波数成分を持つ信号、すなわち、所望のチャネルに対応するローカル信号に位相同期した信号を出力する。なお、図５（ｄ）に、第２のＰＬＬ回路５００から出力されたローカル信号の波形の一例を示す。
【００４１】
以上説明したように、本実施形態のローカル信号発生装置では、コムスペクトル発生回路２００が、０〜１５０ＭＨｚの周波数帯域にわたって６ＭＨｚ間隔で複数の線スペクトルが存在するコムスペクトル列を生成し、第１のＰＬＬ回路３００が、割り切れにくい周波数成分を実現するための６６０．２９２８５７１ＭＨｚの信号（中心周波数信号）を生成する。そして、周波数加減算部４００によってコムスペクトル列と中心周波数信号とが周波数加減算され、１３ｃｈ〜６２ｃｈの全チャネルに対応する５１波のローカル信号列が生成される。そして、チャネル選択電圧Ｖｃｈを変えることによって、第２のＰＬＬ回路５００から、当該ローカル信号列のうち所望の１チャネルに対応したローカル信号が出力される。
【００４２】
このように、コムスペクトル列および中心周波数信号は、それぞれ、ＶＣＸＯ１１０およびＶＣＸＯ３４０の出力信号から生成されるため、位相雑音特性が極めて良い。また、ローカル信号列は、コムスペクトル列および中心周波数信号を周波数加減算して生成される。したがって、周波数単位を［ＭＨｚ］としたときの小数部が割り切れにくい無限小数であっても、ローカル信号を位相雑音特性良く発生するローカル信号発生装置を提供することができる。
【００４３】
また、コムスペクトル発生回路２００で、０〜１５０ＭＨｚの周波数帯域にわたって６ＭＨｚ間隔で複数の線スペクトルが存在するコムスペクトル列が生成され、周波数加減算部４００で、５１０．２９２８５７１〜８１０．２９２８５７１ＭＨｚの周波数帯域にわたって６ＭＨｚ間隔でローカル信号が存在するローカル信号列が生成される。さらに、第２のＰＬＬ回路５００が、チャネル選択電圧Ｖｃｈに応じて、当該ローカル信号列のうち、所望のチャネルに対応するローカル信号に位相同期した信号を出力する。したがって、コムスペクトル発生回路２００および周波数加減算部４００によって、広い周波数帯域に存在する信号成分を生成でき、かつ、第２のＰＬＬ回路５００の位相検波器５１０に印加するチャネル選択電圧Ｖｃｈを変えることによって、所望のチャネルに対応した周波数のローカル信号を出力することができる。結果として、周波数可変範囲が広いローカル信号発生装置を提供することができる。
【００４４】
また、発明者らの実験によれば、位相雑音は−１１０ｄＢｃ／Ｈｚ（１ｋＨｚ離調時）であり、スプリアスは−９０ｄＢｃ以下であった。また、本実施形態のローカル信号発生装置では、第２のＰＬＬ回路５００以外の各回路で処理される信号にはスプリアスがあっても構わないため、第２のＰＬＬ回路５００以外の回路を１チップに集積化することができる。
【００４５】
また、本実施形態のローカル信号発生装置では、チャネル数分の水晶発振子を設けることなく、複数のチャネルに対応することができるため、ローカル信号発生装置の回路規模およびコストを削減することができる。
【００４６】
〔第２の実施形態〕
図６は、本発明の第２の実施形態を説明するためのローカル信号発生装置の概略構成を示す図である。同図において、図１と重複する部分には同一の符号を附して説明を省略する。図６に示す第２の実施形態のローカル信号発生装置が第１の実施形態のローカル信号発生装置と異なる点は、ＶＣＸＯ１１０および１／３分周器６００の代わりに、当該ＶＣＸＯ１１０を含む基準ＰＬＬ回路１００を備えている点である。なお、基準ＰＬＬ回路１００は、特許請求の範囲の基準ＰＬＬ回路部に該当する。
【００４７】
基準ＰＬＬ回路１００は、ＶＣＸＯ１１０と、位相検波器１４０と、ＬＰＦ１２０と、１／３分周器１３０とを有し、コムスペクトル発生回路２００に入力される３０ＭＨｚの信号および第１のＰＬＬ回路３００に入力される１０ＭＨｚの信号を供給するものである。また、基準ＰＬＬ回路１００は、周波数が１０ＭＨｚの外部から入力された信号と位相同期することによって、ＶＣＸＯ１１０に生じた発振周波数のズレを補償する機能を有している。なお、当該外部から入力された信号は、特許請求の範囲の第３の基準信号に該当する。
【００４８】
以下、基準ＰＬＬ回路１００の各構成要素について説明する。
まず、ＶＣＸＯ１１０は、第１の実施形態のＶＣＸＯ１１０と同様に、水晶発振子を共振器にして周波数が３０ＭＨｚの信号を発振する水晶発振器である。なお、以下に説明する位相検波器１４０から出力されＬＰＦ１２０で直流化された位相差信号の電圧に応じて発振周波数のズレを自己補償する。
【００４９】
また、１／３分周器１３０は、ＶＣＸＯ１１０の出力周波数を１／３に分周するものである。また、位相検波器１４０は、特許請求の範囲の第４の基準信号に該当する所定電圧（例えば２．５Ｖ）を有する信号（直流電圧Ｖｒｅｆ）または外部から入力される周波数が１０ＭＨｚの基準信号と、ＶＣＸＯ１１０から出力され１／３分周器１３０によって分周された比較信号φ１１との位相差に応じた信号（位相差信号）を出力するものである。なお、比較信号φ１１は、特許請求の範囲の第３の比較信号に該当する。なお、ＶＣＸＯ１１０は、外部から１０ＭＨｚの基準信号が入力されるとこれにロックし、当該１０ＭＨｚの基準信号の入力がないときは自励で発振する。また、ＬＰＦ１２０は、位相検波器１４０から出力された位相差信号の高周波成分を抑圧して直流化するものである。
【００５０】
なお、本実施形態の位相検波器１４０は、ＶＣＸＯ１１０が、外部から１０ＭＨｚの基準信号が入力されるとこれにロックし、当該１０ＭＨｚの基準信号の入力がないときは自励で発振するために、図７に示すコイルアイソレート型の位相検波器が用いられる。位相検波器１４０は、同図に示すように、ブリッジダイオードに２つのコイルを接続し当該２つのコイルにそれぞれアイソレートされたコイルが設けられた乗算器であって、ブリッジダイオードに接続される一方のコイルには直流電圧Ｖｒｅｆが供給され、他方のコイルからは位相差信号が出力される。また、前記一方のコイルとはアイソレートされたコイルには１０ＭＨｚの基準信号が入力され、前記他方のコイルとはアイソレートされたコイルには比較信号φ１１が入力される。
【００５１】
当該位相検波器１４０は、外部から１０ＭＨｚの基準信号が入力される場合は、当該基準信号とＶＣＸＯ１１０の出力信号に基づく信号（比較信号φ１１）とを重畳し当該基準信号の周波数と当該比較信号φ１１の周波数とが一致するときに直流となる当該重畳された信号の電圧値と前記直流電圧Ｖｒｅｆとを加算した電圧（出力電圧Ｖｏｕｔ）を出力する。一方、外部から１０ＭＨｚの基準信号が入力されない場合は、直流電圧Ｖｒｅｆ（出力電圧Ｖｏｕｔ）を出力する。なお、直流電圧Ｖｒｅｆの電圧値は、ＶＣＸＯ１１０が３０．０００００ＭＨｚの信号を出力するための所定値に設定されている。
【００５２】
以上説明したように、本実施形態のローカル信号発生装置によれば、基準ＰＬＬ回路１００の位相検波器１４０に外部から１０ＭＨｚの信号が入力されると、基準ＰＬＬ回路１００の出力周波数は１０ＭＨｚに正確に位相同期され、外部から１０ＭＨｚの信号が入力されないと、ＶＣＸＯ１１０が自励で発振する。したがって、外部から１０ＭＨｚの信号が入力されるか否かにかかわらず、コムスペクトル発生回路２００および第１のＰＬＬ回路３００に対して正確かつ安定した周波数の基準信号を供給することができる。
【００５３】
以上説明した第１および第２の実施形態では、本発明のローカル信号発生装置を地上波デジタル放送に使用する場合について説明したが、一定の周波数変化ステップを持つ他のシステムに使用してもよい。例えば、本発明のローカル信号発生装置は、業務用無線、パーソナル無線、第３世代携帯電話やＰＤＣ方式の携帯電話等のシステムに応用できる。
【００５４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係るローカル信号発生装置によれば、割り切れにくい周波数のローカル信号を位相雑音特性良く広い周波数可変範囲で出力できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態を説明するためのローカル信号発生装置の概略構成を示す図
【図２】コムジェネレータ２２０の回路構成を示す図
【図３】コイルアイソレート型の位相検波器５１０の回路構成を示す図
【図４】第２のＰＬＬ回路５００による位相雑音抑圧効果を説明する図
【図５】各回路の出力信号の波形の一例を示す図
【図６】本発明の第２の実施形態を説明するためのローカル信号発生装置の概略構成を示す図
【図７】コイルアイソレート型の位相検波器１４０の回路構成を示す図
【図８】従来のローカル信号発生装置の回路構成を示す図
【符号の説明】
１１０，３４０  ＶＣＸＯ
２００  コムスペクトル発生回路
２１０  １／１０分周器
２２０  コムジェネレータ
２２１，２２２  排他的論理和
２３０，３３０，５２０，１２０  ローパスフィルタ（ＬＰＦ）
２４０，４２０  バッファアンプ
６００，１３０  １／３分周器
３００  第１のＰＬＬ回路
３１０  １／１４００分周器
３２０，５１０，１４０  位相検波器
３５０  １／９２４４１分周器
３６０，５４０  分配器
４００  周波数加減算部
４１０  ミキサー
４３０  高周波アッテネータ
５００  第２のＰＬＬ回路
５３０  ＶＣＯ
１００  基準ＰＬＬ回路
【図１】
2004312247.tif 000003
【図２】
2004312247.tif 000004
【図３】
2004312247.tif 000005
【図４】
2004312247.tif 000006
【図５】
2004312247.tif 000007
【図６】
2004312247.tif 000008
【図７】
2004312247.tif 000009
【図８】
2004312247.tif 000010