JP4692261B2 - Reception device and reception frequency control method - Google Patents

Description

本発明は、受信した周波数に対する装置の受信周波数のずれ量を補償すべく、電圧制御発振器へ付与する制御電圧を調整するようにした受信装置及び受信周波数の制御方法に関する。   The present invention relates to a receiving apparatus and a receiving frequency control method in which a control voltage applied to a voltage controlled oscillator is adjusted in order to compensate for a deviation amount of the receiving frequency of the apparatus with respect to a received frequency.

従来、デジタル無線機においては、周波数の利用効率や復調時の誤り特性の改善のために、受信周波数を、変動する相手側の送信周波数に追従させる自動周波数制御（以下、「ＡＦＣ」という。）が行われている。このＡＦＣにおいては、受信フレームに含まれるフレームシンクワード（以下、「ＦＳＷ」という。）に基づいて、相手側の送信周波数と自身の受信周波数とのずれ量を検出し、このずれ量を、受信周波数を決定する局部発振回路にフィードバックし、局部発振周波数を調整するようにしている。   Conventionally, in a digital wireless device, automatic frequency control (hereinafter referred to as “AFC”) for causing the reception frequency to follow the fluctuating transmission frequency of the other party in order to improve frequency utilization efficiency and error characteristics during demodulation. Has been done. In this AFC, based on a frame sync word (hereinafter referred to as “FSW”) included in a received frame, a deviation amount between the transmission frequency of the other party and its own reception frequency is detected, and this deviation amount is received. The local oscillation frequency is fed back to the local oscillation circuit to adjust the local oscillation frequency.

局部発振回路における基準発振信号の生成には、電圧制御型の温度補償水晶発振器（以下、「ＶＣＴＣＸＯ」という。）が使用される場合が多い。この場合、ＶＣＴＣＸＯに対し、所定の制御用の端子（以下、「ＶＣ端子」という。）を介して付与する周波数制御電圧（以下、「ＶＣ電圧」という。）を変化させることにより、局部発振周波数を調整することができる。ただしその際、隣接チャンネルを受信することがないように、本来の受信周波数を中心とする、調整可能な周波数幅を制限する必要がある。   In many cases, a voltage-controlled temperature-compensated crystal oscillator (hereinafter referred to as “VCTCXO”) is used to generate the reference oscillation signal in the local oscillation circuit. In this case, the local oscillation frequency is changed by changing a frequency control voltage (hereinafter referred to as “VC voltage”) applied to VCTCXO via a predetermined control terminal (hereinafter referred to as “VC terminal”). Can be adjusted. However, in this case, it is necessary to limit the adjustable frequency width centered on the original reception frequency so that adjacent channels are not received.

図２はこの調整可能周波数幅の制限の様子を例示する。この例では、チャンネルスペースが６．２５［ｋＨｚ］、受信周波数ｆ０が４８５［ＭＨｚ］、受信用バンドパスフィルタ（ＲＸ＿ＢＰＦ）の帯域幅が４［ｋＨｚ］、調整可能な周波数範囲がｆ０±１．９［ｋＨｚ］となっている。ここで、第１局部発振周波数が４２５．１５［ＭＨｚ］であるとすれば、１．９［ｋＨｚ］は第１局部発振周波数の４．４７［ｐｐｍ］となる。この場合、ＶＣＴＣＸＯにおけるＶＣ感度のスペックが図３のようであるとすれば、ＶＣ電圧における調整可能幅は±０．３［Ｖ］（≒４．４７／１５）となる。この算出に、ＶＣ感度の最大値である１５［ｐｐｍ／Ｖ］を使用したのは、実際のＶＣ感度の値が分からないからである。   FIG. 2 illustrates how the adjustable frequency width is limited. In this example, the channel space is 6.25 [kHz], the reception frequency f0 is 485 [MHz], the bandwidth of the reception bandpass filter (RX_BPF) is 4 [kHz], and the adjustable frequency range is f0 ± 1. 9 [kHz]. Here, if the first local oscillation frequency is 425.15 [MHz], 1.9 [kHz] is 4.47 [ppm] of the first local oscillation frequency. In this case, if the VC sensitivity specification in the VCTCXO is as shown in FIG. 3, the adjustable width in the VC voltage is ± 0.3 [V] (≈4.47 / 15). The reason for using 15 [ppm / V], which is the maximum value of VC sensitivity, for this calculation is that the actual VC sensitivity value is unknown.

なお、これに関連する技術として、特許文献１には、温度補償水晶発振器の温度補償を行うに際し、検出された温度が温度補償範囲内である場合には、その温度に対応する温度補償データにより温度補償を行い、温度補償範囲外である場合には、演算により近似的に取得した温度補償データにより温度補償を行うようにした技術が記載されている。   As a technique related to this, in Patent Document 1, when the temperature compensation of the temperature compensated crystal oscillator is performed, if the detected temperature is within the temperature compensation range, the temperature compensation data corresponding to the temperature is used. A technique is described in which temperature compensation is performed, and when the temperature compensation is outside the temperature compensation range, temperature compensation is performed using temperature compensation data approximately obtained by calculation.

特開平４−２３６５０８号公報JP-A-4-236508

しかしながら、上述の従来技術に係るＡＦＣ技術によれば、調整可能幅が実際のＶＣ感度に対応していないので、次のような不都合が生じる。ただし簡単のため、調整可能範囲は初期の第１局部発振周波数から±１５［ｐｐｍ］までの範囲に制限されるものとする。この場合、ＶＣ電圧における調整可能幅は、ＶＣ感度を１５［ｐｐｍ／Ｖ］としているので、±１［Ｖ］となる。この幅に調整可能幅を制限した場合、実際のＶＣ感度が図３のスペックにおける最小値の９［ｐｐｍ／Ｖ］であるとすれば、９［ｐｐｍ］しか変化させることができないので、相手側の送信周波数が実際の制限幅内のものであっても、それに追従できなくなるおそれがある。   However, according to the AFC technique according to the above-described prior art, the adjustable width does not correspond to the actual VC sensitivity, and the following inconvenience occurs. However, for simplicity, the adjustable range is limited to a range from the initial first local oscillation frequency to ± 15 [ppm]. In this case, the adjustable width in the VC voltage is ± 1 [V] because the VC sensitivity is 15 [ppm / V]. When the adjustable width is limited to this width, if the actual VC sensitivity is 9 [ppm / V], which is the minimum value in the specification of FIG. 3, only 9 [ppm] can be changed. Even if the transmission frequency is within the actual limit range, it may not be possible to follow it.

図４（ｂ）は、このように、実際のＶＣ感度が図３のスペックにおける最小値である場合のＡＦＣ動作を示す。すなわち、まず、最初のＦＳＷ（フレームシンクワード）による周波数ずれ量の検出結果が−１０［ｐｐｍ］であるとすると、これを補正するために、図３のＶＣ感度スペックにおける最大値１５［ｐｐｍ／Ｖ］を用い、ＶＣ電圧を１０／１５［Ｖ］変化させる。しかしながら、実際のＶＣ感度は９［ｐｐｍ／Ｖ］であるので、次のＦＳＷによる周波数ずれ量の検出結果は−４［ｐｐｍ］（＝−１０＋９×（１０／１５））となる。そこで、これを補正するために、さらに、ＶＣ電圧を４／１５［Ｖ］変化させる。すると、次のＦＳＷによる周波数ずれの検出結果は−１．６［ｐｐｍ］（＝−４＋９×（４／１５））となる。   FIG. 4B shows the AFC operation when the actual VC sensitivity is the minimum value in the specification of FIG. That is, first, assuming that the detection result of the frequency shift amount by the first FSW (frame sync word) is −10 [ppm], in order to correct this, the maximum value 15 [ppm / V] is used, and the VC voltage is changed by 10/15 [V]. However, since the actual VC sensitivity is 9 [ppm / V], the detection result of the frequency shift amount by the next FSW is −4 [ppm] (= −10 + 9 × (10/15)). Therefore, in order to correct this, the VC voltage is further changed by 4/15 [V]. Then, the detection result of the frequency shift by the next FSW is −1.6 [ppm] (= −4 + 9 × (4/15)).

そこでこれを補正するために、さらにＶＣ電圧を１．６／１５［Ｖ］変化させたいが、この時点では１／１５［Ｖ］変化させるだけで、最初からの変化量が１［Ｖ］となってしまい、ＶＣ電圧における調整可能幅±１［Ｖ］に達するので、１／１５［Ｖ］だけを変化させることになる。すると、次のＦＳＷによる周波数ずれの検出結果は、−１．０［ｐｐｍ］となる。これ以上は調整可能幅の制限によりＶＣ電圧を変化させることはできないので、結局のところ、−１．０［ｐｐｍ］の誤差が残り、完全には周波数のずれを補正することはできない。つまり、デジタル無線機が補正に使用するＶＣ感度は１５［ｐｐｍ／Ｖ］であるのに対し、実際のＶＣ感度は９［ｐｐｍ／Ｖ］であり、かつＶＣ電圧における初期値を中心とする調整可能範囲の制限が±１［Ｖ］であるため、ずれ量が０［ｐｐｍ］となる目的の周波数から−１［ｐｐｍ］の点までしか調整することができない。   Therefore, in order to correct this, it is desired to further change the VC voltage by 1.6 / 15 [V]. At this time, the change amount from the beginning becomes 1 [V] only by changing 1/15 [V]. Thus, the adjustable width ± 1 [V] in the VC voltage is reached, so that only 1/15 [V] is changed. Then, the detection result of the frequency shift by the next FSW is −1.0 [ppm]. Above this, the VC voltage cannot be changed due to the limitation of the adjustable width, and as a result, an error of -1.0 [ppm] remains, and the frequency shift cannot be completely corrected. That is, the VC sensitivity used for correction by the digital wireless device is 15 [ppm / V], whereas the actual VC sensitivity is 9 [ppm / V], and the adjustment is centered on the initial value of the VC voltage. Since the limit of the possible range is ± 1 [V], adjustment is possible only from the target frequency at which the deviation amount is 0 [ppm] to the point of −1 [ppm].

この問題を少しでも解決するために、従来、常温でのＶＣ感度を測定し、その結果を調整値としてメモリに記憶させたり、温度に応じたＶＣ感度の変化を記録した温度テーブルを設け、温度に応じてＶＣ感度の補正を行ったりしている。しかし、これによれば、工程の増加やコストの上昇を招くことになる。また、このような方策を実施しても、実際のＶＣ感度と装置が使用するＶＣ感度には多少のずれが生じるので、周波数ずれを完全に補償するには数フレームを要する。   In order to solve this problem even a little, conventionally, the VC sensitivity at normal temperature is measured and the result is stored in the memory as an adjustment value, or a temperature table in which the change in VC sensitivity according to the temperature is provided. The VC sensitivity is corrected according to the above. However, this increases the number of processes and costs. Even if such a measure is implemented, a slight deviation occurs between the actual VC sensitivity and the VC sensitivity used by the apparatus, and several frames are required to completely compensate for the frequency deviation.

本発明の目的は、このような従来技術の問題点に鑑み、ＡＦＣ動作をより効果的又は効率的に行うことができるようにする技術を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a technique that makes it possible to perform an AFC operation more effectively or efficiently in view of the problems of the prior art.

上記目的を達成するための第１の発明は、受信周波数の基準となる周波数を出力する電圧制御型の発振手段と、受信した周波数に対する受信周波数のずれ量を検出する周波数ずれ検出手段と、周波数のずれ量を補償すべく、発振手段に印加する制御電圧を調整する制御電圧調整手段とを備えた受信装置に関する。この受信装置は、周波数ずれ検出手段が検出する第１及び第２の周波数ずれ量に並びにこれらの周波数ずれ量に係る前記制御電圧の差に基づき、発振手段の制御電圧に対する感度を算出する手段を具備することを特徴とする。ここで、発振手段としては、たとえば、電圧制御温度補償水晶発振器が該当する。受信装置としては、たとえば、デジタル無線機に使用されるものが該当する。   According to a first aspect of the present invention for achieving the above object, there is provided a voltage-controlled oscillation means for outputting a frequency serving as a reference of the reception frequency, a frequency deviation detection means for detecting a deviation amount of the reception frequency with respect to the received frequency, and a frequency The present invention relates to a receiving apparatus including control voltage adjusting means for adjusting a control voltage applied to an oscillating means in order to compensate for the amount of deviation. The receiving device includes means for calculating the sensitivity of the oscillating means to the control voltage based on the first and second frequency deviation amounts detected by the frequency deviation detecting means and the difference between the control voltages relating to these frequency deviation amounts. It is characterized by comprising. Here, as the oscillation means, for example, a voltage controlled temperature compensated crystal oscillator corresponds. An example of the receiving apparatus corresponds to that used for a digital radio.

この構成において、周波数ずれ量の補償は、発振手段の制御電圧に対する感度を用い、周波数ずれ量に対応する分だけ、制御電圧を変化させることにより行うことができる。この感度の値としては、たとえば、発振手段のスペックとして与えられている値を用いることができる。しかしこの感度は、実際の感度とは異なる場合が多い。したがってこの感度を使用して補償を行うための制御電圧の変化量を見積る場合、精確な見積りを行うことができない。このため、検出された周波数ずれ量について１度補償を行った後、再度周波数ずれを検出し、これを補償するという動作を何回か繰り返す必要がある。   In this configuration, the frequency deviation amount can be compensated by using the sensitivity of the oscillation means with respect to the control voltage and changing the control voltage by an amount corresponding to the frequency deviation amount. As the sensitivity value, for example, a value given as a specification of the oscillation means can be used. However, this sensitivity is often different from the actual sensitivity. Therefore, when estimating the amount of change in the control voltage for compensation using this sensitivity, an accurate estimate cannot be made. For this reason, it is necessary to repeat the operation of once compensating for the detected frequency deviation amount, then detecting the frequency deviation again, and compensating for it.

また、その場合、隣接チャンネルを受信しないように、制御電圧の調整は、初期の値から所定の調整可能範囲を超えない範囲において行う必要がある。したがって、感度としては、スペックとして与えられている感度のうち最大のものを使用することになる。しかしそうすると、完全な補償が完了する前に、実際には調整可能範囲を超えていないのに、超えたと判定される場合があり、その場合には精確な補償を行うことができない。   In that case, it is necessary to adjust the control voltage within a range not exceeding a predetermined adjustable range from the initial value so as not to receive the adjacent channel. Therefore, the maximum sensitivity among the sensitivity given as specifications is used. However, in such a case, before complete compensation is completed, it may be determined that the actual adjustment range has not been exceeded but it has been exceeded. In this case, accurate compensation cannot be performed.

この点、本発明によれば、第１及び第２の周波数のずれ量が検出されると、それらの周波数ずれ量及びそれらの周波数ずれ量の検出時に印加していた制御電圧の差に基づき、発振手段の制御電圧に対する実際の感度が算出されるので、これを用いることにより、制御電圧の調整可能範囲を誤って見積ることなく、直ちに精確な補償を行うことができる。   In this regard, according to the present invention, when the shift amount between the first and second frequencies is detected, based on the difference between the frequency shift amount and the control voltage applied when detecting the frequency shift amount, Since the actual sensitivity of the oscillating means to the control voltage is calculated, accurate compensation can be immediately performed without erroneously estimating the adjustable range of the control voltage.

第２の発明に係る受信装置は、第１発明において、第２周波数ずれ量は、第１周波数ずれ量を補償すべく、制御電圧の調整が行われた結果として検出されるものであることを特徴とする。   According to a second aspect of the present invention, in the first invention, the second frequency shift amount is detected as a result of adjusting the control voltage to compensate for the first frequency shift amount. Features.

第３の発明に係る受信装置は、第１又は第２発明において、制御電圧調整手段は前記算出により得られる感度に基づき、制御電圧の調整を行うものであることを特徴とする。   A receiving apparatus according to a third invention is characterized in that, in the first or second invention, the control voltage adjusting means adjusts the control voltage based on the sensitivity obtained by the calculation.

第４の発明に係る受信装置は、第１〜第３のいずれかの発明において、周波数ずれ検出手段は受信したフレームの同期ワードに基づいて周波数ずれ量の検出を行うものであり、第２周波数ずれ量は、第１周波数ずれ量を補償すべく制御電圧を変更してから受信したフレームの同期ワードに基づくものであることを特徴とする。   According to a fourth aspect of the present invention, in any one of the first to third aspects, the frequency shift detecting means detects the frequency shift amount based on the synchronization word of the received frame, and the second frequency The shift amount is based on a synchronization word of a frame received after changing the control voltage to compensate for the first frequency shift amount.

第５の発明に係る受信装置は、第４発明において、第１周波数ずれ量を補償するための制御電圧の変更は、発振手段の感度スペックにおける感度の最大値を用いて行われることを特徴とする請求項４に記載の受信装置。   A receiving apparatus according to a fifth invention is characterized in that, in the fourth invention, the change of the control voltage for compensating the first frequency deviation amount is performed using the maximum value of sensitivity in the sensitivity specification of the oscillation means. The receiving device according to claim 4.

第６の発明に係る受信周波数の制御方法は、受信周波数の基準となる周波数を出力する電圧制御型の発振手段と、受信したフレームの同期ワードに基づいて、受信した周波数に対する前記受信周波数のずれ量を検出する周波数ずれ検出手段と、前記周波数のずれ量を補償すべく、発振手段に印加する制御電圧を調整する制御電圧調整手段とを備えた受信装置における受信周波数の制御方法に関する。この制御方法は、受信した第１のフレームの同期ワードに基づき第１の周波数ずれ量を検出する工程と、前記発振手段の感度スペックにおける感度の最大値を用いて、前記第１周波数ずれ量を補償すべく、前記制御電圧の調整を行う調整工程と、前記調整工程後に受信した第２のフレームの同期ワードに基づいて第２の周波数ずれ量を検出する工程と、前記第１及び第２周波数ずれ量並びにこれらの周波数ずれ量に係る前記制御電圧の差に基づき、前記発振手段の制御電圧に対する感度を算出する工程と、前記算出により得られた感度に基づき、前記第２周波数ずれ量を補償すべく、前記制御電圧の調整を行う工程とを具備することを特徴とする。   According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a reception frequency control method comprising: a voltage-controlled oscillation unit that outputs a reference frequency of a reception frequency; and a shift of the reception frequency with respect to the received frequency based on a synchronization word of the received frame. The present invention relates to a reception frequency control method in a receiving apparatus including a frequency shift detection unit for detecting the amount and a control voltage adjustment unit for adjusting a control voltage applied to an oscillation unit to compensate for the frequency shift amount. In this control method, the first frequency shift amount is detected using a step of detecting a first frequency shift amount based on the received synchronization word of the first frame, and a maximum sensitivity value in the sensitivity specification of the oscillation means. An adjustment step of adjusting the control voltage to compensate, a step of detecting a second frequency shift amount based on a synchronization word of the second frame received after the adjustment step, and the first and second frequencies A step of calculating the sensitivity of the oscillation means with respect to the control voltage based on the amount of shift and the difference in the control voltage relating to the frequency shift amount, and the second frequency shift amount is compensated based on the sensitivity obtained by the calculation. Preferably, the method includes a step of adjusting the control voltage.

本発明によれば、算出される発振手段の感度を用いることにより、制御電圧の調整可能範囲を少な目に見積ってしまうことにより調整不能な周波数ずれ部分を残してしまうことなく、直ちに周波数ずれ量を補償することができる。したがって、ＡＦＣ動作をより効果的又は効率的に行うことができる。   According to the present invention, by using the calculated sensitivity of the oscillating means, it is possible to immediately reduce the amount of frequency deviation without leaving an unadjustable frequency deviation portion by estimating the adjustable range of the control voltage to a small extent. Can be compensated. Therefore, the AFC operation can be performed more effectively or efficiently.

図１は本発明の一実施形態に係るデジタル無線機の構成を示すブロック図である。同図において、１１はアンテナに接続されたローパスフィルタ、１２はローパスフィルタ１１の出力側に接続されたバンドパスフィルタ、１３はバンドパスフィルタ１２に接続されたアンプ、１４はアンプ１３に接続されたバンドパスフィルタ、１５はバンドパスフィルタ１４に接続されたミクサ、１６はミクサ１５に第１局部発振信号を供給する電圧制御発振器、１７はミクサ１５に接続されたモノリシック・クリスタル・フィルタであるバンドパスフィルタ、１８はバンドパスフィルタ１７に接続されたアンプ、１９はバンドパスフィルタ１８に接続されたミクサ、２０は所定の発振信号を供給する水晶発振器、２１は水晶発振器２０の出力を３倍の周波数に変換してミクサ１９に供給する逓倍器、２２はミクサ１９に接続されたバンドパスフィルタ、２３はバンドパスフィルタ２２に接続されたアンプ、２４はアンプ２３に接続されたバンドパスフィルタ、２５はバンドパスフィルタ２４に接続されたアンプ、２６はアンプ２５に接続されたＤＳＰ（デジタルシグナルプロセッサ）、２７はＤＳＰ２６に接続されたアンプ、２８はアンプ２７に接続されたスピーカである。   FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a digital radio according to an embodiment of the present invention. In the figure, 11 is a low pass filter connected to the antenna, 12 is a band pass filter connected to the output side of the low pass filter 11, 13 is an amplifier connected to the band pass filter 12, and 14 is connected to the amplifier 13. A band-pass filter, 15 is a mixer connected to the band-pass filter 14, 16 is a voltage-controlled oscillator that supplies a first local oscillation signal to the mixer 15, and 17 is a band-pass that is a monolithic crystal filter connected to the mixer 15. A filter, 18 an amplifier connected to the band-pass filter 17, 19 a mixer connected to the band-pass filter 18, 20 a crystal oscillator for supplying a predetermined oscillation signal, and 21 a frequency three times the output of the crystal oscillator 20 A multiplier 22 that converts the signal into the mixer 19 and supplies it to the mixer 19 is a band connected to the mixer 19. 23, an amplifier connected to the bandpass filter 22, 24 a bandpass filter connected to the amplifier 23, 25 an amplifier connected to the bandpass filter 24, and 26 a DSP (digital signal processor) connected to the amplifier 25 27 is an amplifier connected to the DSP 26, and 28 is a speaker connected to the amplifier 27.

２９は音波を音声信号に変換するマイク、３０はマイク２９からの音声信号を増幅してＤＳＰ２６に供給するアンプ、３１はＤＳＰ２６に所定の発振信号を供給する水晶発振器、３２はＤＳＰ２６に接続された電圧制御発振器、３３は電圧制御発振器３２に接続されたアンプ、３４はアンプ３３に接続されたアンプ、そして３５はバンドパスフィルタ１１への接続をバンドパスフィルタ１２又はアンプ３４間で切り替えるアンテナスイッチである。また、３６は所定の基準周波数を発生するＶＣＴＣＸＯ（電圧制御機能付き温度補償型水晶発振器）、３７はＶＣＴＣＸＯ３６からの基準周波数に同期した所定周波数の信号をＶＣＯ１６及び３２において出力させるＰＬＬ回路である。ＶＣＴＣＸＯ３６が発振する基準周波数は、ＤＳＰ２６からのＶＣ電圧により制御される。   Reference numeral 29 denotes a microphone that converts sound waves into an audio signal, 30 an amplifier that amplifies the audio signal from the microphone 29 and supplies it to the DSP 26, 31 a crystal oscillator that supplies a predetermined oscillation signal to the DSP 26, and 32 is connected to the DSP 26. The voltage control oscillator 33 is an amplifier connected to the voltage control oscillator 32, 34 is an amplifier connected to the amplifier 33, and 35 is an antenna switch for switching the connection to the band pass filter 11 between the band pass filter 12 or the amplifier 34. is there. Reference numeral 36 denotes a VCTCXO (temperature compensated crystal oscillator with a voltage control function) that generates a predetermined reference frequency, and reference numeral 37 denotes a PLL circuit that outputs a signal of a predetermined frequency synchronized with the reference frequency from the VCTCXO 36 at the VCOs 16 and 32. The reference frequency at which the VCTCXO 36 oscillates is controlled by the VC voltage from the DSP 26.

この構成において、受信時にはアンテナスイッチ３５はバンドパスフィルタ１２側に切り替えられる。アンテナで受信した信号は、ローパスフィルタ１１及びバンドパスフィルタ１２により不要な信号が除去され、さらにアンプ１３及びバンドパスフィルタ１４を経て、ミクサ１５に供給される。ミクサ１５に供給される受信信号は、電圧制御発振器１６から供給される３９０．１５〜４６０．１５［ＭＨｚ］の第１局部発振信号と混合され、５９．８５［ＭＨｚ］の第１中間周波信号に変換される。   In this configuration, the antenna switch 35 is switched to the bandpass filter 12 side during reception. An unnecessary signal is removed from the signal received by the antenna by the low-pass filter 11 and the band-pass filter 12, and further supplied to the mixer 15 through the amplifier 13 and the band-pass filter 14. The reception signal supplied to the mixer 15 is mixed with the first local oscillation signal of 390.15 to 460.15 [MHz] supplied from the voltage controlled oscillator 16, and the first intermediate frequency signal of 59.85 [MHz]. Is converted to

第１中間周波信号はバンドパスフィルタ１７及びアンプ１８を経てミクサ１９に供給され、逓倍器２１から供給される５９．３９４［ＭＨｚ］の第２局部発振信号と混合されて４５６［ｋＨｚ］の第２中間周波信号に変換される。第２中間周波信号は、バンドパスフィルタ２２、アンプ２３、バンドパスフィルタ２４、及びアンプ２５を経てＤＳＰ２６に供給され、処理される。処理された信号は、アンプ２７を経てスピーカ２８に供給され、音波に変換される。   The first intermediate frequency signal is supplied to the mixer 19 through the band-pass filter 17 and the amplifier 18 and is mixed with the second local oscillation signal of 59.394 [MHz] supplied from the multiplier 21 to be 456 [kHz]. 2 is converted into an intermediate frequency signal. The second intermediate frequency signal is supplied to the DSP 26 through the band pass filter 22, the amplifier 23, the band pass filter 24, and the amplifier 25 and processed. The processed signal is supplied to the speaker 28 through the amplifier 27 and converted into a sound wave.

一方、送信時には、アンテナスイッチ３５はアンプ３４側に切り替えられる。そして、ユーザの発話による音波はマイク２９により音声信号に変換され、アンプ３０を経てＤＳＰ２６に供給され、処理される。ＤＳＰ２６により処理された信号は電圧制御発振器３２において４５０〜５２０［ＭＨｚ］の局部発振信号と混合されて無線周波数に変換され、アンプ３３及び３４並びにローパスフィルタ１１を経てアンテナに供給される。   On the other hand, at the time of transmission, the antenna switch 35 is switched to the amplifier 34 side. Then, sound waves generated by the user's utterance are converted into audio signals by the microphone 29, supplied to the DSP 26 via the amplifier 30, and processed. The signal processed by the DSP 26 is mixed with a local oscillation signal of 450 to 520 [MHz] in the voltage controlled oscillator 32 and converted into a radio frequency, and supplied to the antenna through the amplifiers 33 and 34 and the low-pass filter 11.

この間、受信に際しては、図２を用いて上述したように、相手側の送信周波数に対し、受信周波数が追従するように制御するＡＦＣ（自動周波数制御）動作が行われる。これを実現するために、ＤＳＰ２６は相手側の送信周波数に対する受信周波数のずれ量（以下、単に「周波数ずれ量」という。）を検出し、この周波数ずれ量を、これに対応するＶＣ電圧における変化量としてＶＣＴＣＸＯ３６にフィードバックすることにより、ＶＣＯ１６からの第１局部発振周波数を制御する。   During reception, as described above with reference to FIG. 2, an AFC (automatic frequency control) operation is performed to control the reception frequency to follow the transmission frequency of the other party. In order to realize this, the DSP 26 detects a shift amount of the reception frequency with respect to the transmission frequency of the other party (hereinafter simply referred to as “frequency shift amount”), and this frequency shift amount is changed in the corresponding VC voltage. By feeding back to the VCTCXO 36 as a quantity, the first local oscillation frequency from the VCO 16 is controlled.

図４（ａ）はこのＡＦＣ動作を示す。同図においては、受信電波を復調して順次得られるフレームが示されており、各フレームはＦＳＷ（フレームシンクワード）４１及びデータ（ＤＡＴＡ）４２により構成される。各フレームについて、ＦＳＷに基づいて検出される周波数ずれ量をＦＳＷの検出結果として示してある。また、各ＦＳＷの検出結果に基づいてフィードバックされるＶＣ電圧の変化量が示されている。なお、ＶＣＴＣＸＯ３６のＶＣ感度のスペックは図３のとおりであり、実際のＶＣ感度は９［ｐｐｍ／Ｖ］であるものとする。また、調整可能な周波数の範囲は初期の発振周波数から±１５［ｐｐｍ］であるものとする。   FIG. 4A shows this AFC operation. In the figure, frames sequentially obtained by demodulating the received radio wave are shown. Each frame is composed of an FSW (frame sync word) 41 and data (DATA) 42. For each frame, the amount of frequency deviation detected based on the FSW is shown as the FSW detection result. In addition, a change amount of the VC voltage fed back based on the detection result of each FSW is shown. The VC sensitivity specifications of the VCTCXO 36 are as shown in FIG. 3, and the actual VC sensitivity is 9 [ppm / V]. The adjustable frequency range is assumed to be ± 15 [ppm] from the initial oscillation frequency.

まず、ＤＳＰ１は図中の１フレーム目のＦＳＷに基づき、周波数ずれ量を検出する。検出結果が−１０［ｐｐｍ］であるとすると、これを補償するために、受信周波数を１０［ｐｐｍ］だけ変化させる必要がある。そこでまず、実際のＶＣ感度が未知であるため、ＶＣ感度のスペックにおける最大値１５［ｐｐｍ／Ｖ］を用い、ＶＣ電圧を１０／１５［Ｖ］変化させる。   First, the DSP 1 detects the frequency shift amount based on the FSW of the first frame in the figure. If the detection result is −10 [ppm], it is necessary to change the reception frequency by 10 [ppm] in order to compensate for this. First, since the actual VC sensitivity is unknown, the maximum value 15 [ppm / V] in the specification of the VC sensitivity is used, and the VC voltage is changed by 10/15 [V].

次に、この変化後のＶＣ電圧の状態で受信される２フレーム目のＦＳＷに基づいて周波数ずれ量を検出する。実際のＶＣ感度は９［ｐｐｍ／Ｖ］であるので、検出結果は−４［ｐｐｍ］（＝−１０＋９×（１０／１５））となる。この時点で、実際のＶＣ感度を計算により求める。ＶＣ感度はこの場合、（１０−４）／（１０／１５）により求めることができ、９［ｐｐｍ／Ｖ］となる。   Next, the frequency shift amount is detected based on the FSW of the second frame received in the state of the VC voltage after the change. Since the actual VC sensitivity is 9 [ppm / V], the detection result is −4 [ppm] (= −10 + 9 × (10/15)). At this point, the actual VC sensitivity is calculated. In this case, the VC sensitivity can be obtained by (10-4) / (10/15), and is 9 [ppm / V].

そこでこの時点では、このＶＣ感度を用い、ＶＣ電圧を４／９［Ｖ］だけ変化させる。これによりずれ量は完全に補償され、ゼロとなる。次に、３フレーム目のＦＳＷに基づいて周波数ずれ量を検出する。検出結果は、周波数ずれ量が既に補償されているので、ゼロとなる。４フレーム目以降の検出においても、周波数ずれ量はゼロとなる。すなわち、３フレーム目の検出時には、相手側の送信周波数に対して第１局部発振周波数を適合させることができていたことになる。   Therefore, at this time, this VC sensitivity is used and the VC voltage is changed by 4/9 [V]. As a result, the shift amount is completely compensated and becomes zero. Next, the frequency shift amount is detected based on the FSW of the third frame. The detection result is zero because the frequency shift amount is already compensated. Even in the detection after the fourth frame, the frequency shift amount becomes zero. That is, when the third frame is detected, the first local oscillation frequency can be adapted to the transmission frequency of the other party.

なお、ＶＣ電圧における調整可能な範囲は、調整可能な周波数範囲を初期値から±１５［ｐｐｍ］としたので、ＶＣ感度が１５［ｐｐｍ／Ｖ］であると想定した場合には初期値から±１［Ｖ］の範囲となるが、実際には、ＶＣ感度が９［ｐｐｍ／Ｖ］であるので、初期値から±（１５／９）［Ｖ］、すなわち約±１．６７［Ｖ］となる。したがって、図４（ａ）の例では、調整に要したＶＣ電圧の変化量は１０／９（＝１０／１５＋４／９）［Ｖ］であり、ＶＣ電圧の調整可能範囲に制限されることなく、調整を行うことができたことになる。   The adjustable range in the VC voltage is ± 15 [ppm] from the initial value of the adjustable frequency range. Therefore, when the VC sensitivity is assumed to be 15 [ppm / V], the adjustable range is ± from the initial value. Although it is in the range of 1 [V], since the VC sensitivity is actually 9 [ppm / V], ± (15/9) [V] from the initial value, that is, about ± 1.67 [V] Become. Therefore, in the example of FIG. 4A, the change amount of the VC voltage required for adjustment is 10/9 (= 10/15 + 4/9) [V], and is not limited to the adjustable range of the VC voltage. , It would be possible to make adjustments.

本実施形態によれば、ＦＳＷに基づく周波数ずれ量の検出を２回行うだけで、実際のＶＣ感度を求め、これに基づいて相手側の送信周波数に対し、受信周波数を完全に同調させることができる。   According to the present embodiment, the actual VC sensitivity can be obtained only by detecting the frequency deviation amount based on the FSW twice, and based on this, the reception frequency can be perfectly tuned with respect to the transmission frequency on the other side. it can.

また、ＦＳＷに基づく周波数ずれ量の検出結果を用い、計算により使用時の周囲温度に応じた精確なＶＣ感度を求め、対応するＶＣ電圧の変化量を得ることができるので、温度テーブル等を使用することなく、精確なＡＦＣを行うことができる。   In addition, using the detection result of the frequency deviation based on FSW, it is possible to obtain accurate VC sensitivity according to the ambient temperature at the time of use by calculation and obtain the corresponding VC voltage change amount, so use a temperature table etc. Accurate AFC can be performed without doing this.

また、精確なＶＣ感度を求めることができるので、ＶＣ電圧の調整可能範囲を実際よりも小さな値に設定してしまい、周波数ずれ量を除去することができなくなるといった事態を回避することができる。   In addition, since accurate VC sensitivity can be obtained, it is possible to avoid a situation in which the adjustable range of the VC voltage is set to a value smaller than the actual value and the frequency shift amount cannot be removed.

本発明の一実施形態に係るデジタル無線機の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the digital radio based on one Embodiment of this invention. ＡＦＣ（自動周波数制御）において調整可能周波数幅が制限される様子を例示する図である。It is a figure which illustrates a mode that the adjustable frequency width is restrict | limited in AFC (automatic frequency control). ＶＣＴＣＸＯにおけるＶＣ感度のスペックを例示する図である。It is a figure which illustrates the specification of VC sensitivity in VCTCXO. 図１の装置におけるＡＦＣ動作を従来の場合と比較して例示する図である。It is a figure which illustrates the AFC operation | movement in the apparatus of FIG. 1 compared with the conventional case.

符号の説明Explanation of symbols

１１：ローパスフィルタ、１２，１４，１７，２２，２４：バンドパスフィルタ、１３，１８，２３，２５，２７，３０，３３，３４：アンプ、１５，１９：ミクサ、１６：受信側電圧制御発振器（ＶＣＯ）、２０：水晶発振器、２１：逓倍器、２６：ＤＳＰ、２８：スピーカ、２９：マイク、３１：水晶発振器、３２：送信側電圧制御発振器（ＶＣＯ）、３５：アンテナスイッチ。
11: Low pass filter, 12, 14, 17, 22, 24: Band pass filter, 13, 18, 23, 25, 27, 30, 33, 34: Amplifier, 15, 19: Mixer, 16: Reception side voltage controlled oscillator (VCO), 20: crystal oscillator, 21: multiplier, 26: DSP, 28: speaker, 29: microphone, 31: crystal oscillator, 32: transmission side voltage controlled oscillator (VCO), 35: antenna switch.

Claims (4)

受信周波数の基準となる基準周波数を出力する電圧制御型の発振手段と、
受信した周波数に対する前記受信周波数のずれ量である周波数ずれ量を検出する周波数ずれ検出手段と、
前記周波数ずれ量を補償すべく、前記発振手段に印加する制御電圧を調整する制御電圧調整手段と、
を備え、
前記制御電圧調整手段は、
前記周波数ずれ検出手段が検出した第１の周波数ずれ量ｆ1と、前記発振手段の感度スペックにおける最大値Ｖmaxに基づき補償された結果生じた第２の周波数ずれ量ｆ2と、前記発振手段の感度スペックにおける最大値Ｖmaxと、未知の感度Ｖxとを、式Ｖx＝（ｆ1−ｆ2）／（ｆ1／Ｖmax）に代入して、該式よりＶxを算出し、該Ｖxを前記発振手段の制御電圧に対する感度とする手段を具備することを特徴とする受信装置。 A voltage-controlled oscillation means for outputting a reference frequency as a reference of the reception frequency;
A frequency shift detecting means for detecting a frequency shift amount that is a shift amount of the reception frequency with respect to the received frequency;
Control voltage adjusting means for adjusting a control voltage applied to the oscillating means to compensate for the frequency deviation amount;
With
The control voltage adjusting means is
The first frequency deviation amount f1 detected by the frequency deviation detection means, the second frequency deviation amount f2 resulting from compensation based on the maximum value Vmax in the sensitivity specification of the oscillation means, and the sensitivity specification of the oscillation means Substituting the maximum value Vmax and the unknown sensitivity Vx into the equation Vx = (f1-f2) / (f1 / Vmax), Vx is calculated from the equation, and the Vx with respect to the control voltage of the oscillation means A receiving device comprising means for sensitivity . 前記制御電圧調整手段は、
前記算出により得られる感度Ｖxに基づき、前記第２の周波数ずれ量ｆ2を補償すべく前記制御電圧の調整を行うものであることを特徴とする請求項１に記載の受信装置。 The control voltage adjusting means is
2. The receiving apparatus according to claim 1, wherein the control voltage is adjusted to compensate for the second frequency shift amount f2 based on the sensitivity Vx obtained by the calculation. 前記周波数ずれ検出手段は、受信したフレームの同期ワードに基づいて前記周波数ずれ量の検出を行うものであり、
前記第２の周波数ずれ量ｆ2は、前記第１の周波数ずれ量ｆ1を補償すべく前記制御電圧を変更してから受信したフレームの同期ワードに基づくものであることを特徴とする請求項１又は２に記載の受信装置。 The frequency deviation detecting means detects the amount of frequency deviation based on a synchronization word of a received frame,
The second frequency shift amount f2 is claim 1, characterized in that is based on the synchronization word of the received frame after changing the control voltage to compensate for the first frequency shift amount f1 or 2. The receiving device according to 2. 受信周波数の基準となる基準周波数を出力する電圧制御型の発振手段と、
受信したフレームの同期ワードに基づいて、受信した周波数に対する前記受信周波数のずれ量である周波数ずれ量を検出する周波数ずれ検出手段と、
前記周波数ずれ量を補償すべく、前記発振手段に印加する制御電圧を調整する制御電圧調整手段と、を備えた受信装置における受信周波数の制御方法であって、
受信した第１のフレームの同期ワードに基づき第１の周波数ずれ量ｆ1を検出する工程と、
前記発振手段の感度スペックにおける感度の最大値Ｖmaxを用いて、前記第１の周波数ずれ量ｆ1を補償すべく、前記制御電圧の調整を行う調整工程と、
前記調整工程後に受信した第２のフレームの同期ワードに基づいて第２の周波数ずれ量ｆ2を検出する工程と、
前記第１及び第２の周波数ずれ量ｆ1，ｆ2と、前記発振手段の感度スペックにおける最大値Ｖmaxと、未知の感度Ｖxとを、式Ｖx＝（ｆ1−ｆ2）／（ｆ1／Ｖmax）に代入して、該式よりＶxを算出し、該Ｖxを前記発振手段の制御電圧に対する感度とする工程と、
前記算出により得られた感度Ｖxに基づき、前記第２の周波数ずれ量ｆ2を補償すべく、前記制御電圧の調整を行う工程とを具備することを特徴とする受信周波数の制御方法。 A voltage-controlled oscillation means for outputting a reference frequency as a reference of the reception frequency;
A frequency shift detection means for detecting a frequency shift amount, which is a shift amount of the reception frequency with respect to the received frequency, based on a synchronization word of the received frame;
A control voltage adjusting means for adjusting a control voltage applied to the oscillating means in order to compensate for the frequency shift amount, and a reception frequency control method in a receiving apparatus,
Detecting a first frequency shift amount f1 based on the received synchronization word of the first frame;
An adjustment step of adjusting the control voltage to compensate for the first frequency deviation f1 using the maximum sensitivity value Vmax in the sensitivity specification of the oscillation means;
Detecting a second frequency shift amount f2 based on a synchronization word of the second frame received after the adjustment step;
The first and second frequency deviation amounts f1, f2 , the maximum value Vmax in the sensitivity specification of the oscillation means, and the unknown sensitivity Vx are substituted into the equation Vx = (f1-f2) / (f1 / Vmax). A step of calculating Vx from the equation and making the Vx a sensitivity to the control voltage of the oscillation means ;
And a step of adjusting the control voltage to compensate for the second frequency shift amount f2 based on the sensitivity Vx obtained by the calculation.

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