JP6217915B2 - Oscillator, transmitter and receiver - Google Patents
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Description
本発明は、フェーズロックループ回路を備える発振装置、並びに、それを利用した送信機や受信機に関する。 The present invention relates to an oscillation device including a phase-locked loop circuit, and a transmitter and a receiver using the oscillation device.
例えば特許文献1に開示されるように、フェーズロックループ回路は一般に知られる。フェーズロックループ回路には基準信号の供給源が接続される。フェーズロックループ回路は基準信号の基準周波数に同期して出力信号すなわちクロック信号を出力する。
For example, as disclosed in
例えば無線通信の送信機や受信機でフェーズロックループ回路は利用される。送信機や受信機ではフェーズロックループ回路に入力される基準信号に妨害波が混入することがある。妨害波の周波数が基準信号の周波数に近いと、フェーズロックループ回路の動作が不安定になり、アンロックや疑似ロックが引き起こされてしまう。基準信号に同期した出力信号以外の信号が出力される。そうすると、送信機や受信機で、適正に情報が送信されなかったり、正確に情報が復号されなかったりする。 For example, a phase-locked loop circuit is used in a wireless communication transmitter or receiver. In a transmitter or a receiver, an interference wave may be mixed in a reference signal input to a phase lock loop circuit. If the frequency of the disturbing wave is close to the frequency of the reference signal, the operation of the phase-locked loop circuit becomes unstable, causing unlocking and pseudo-locking. A signal other than the output signal synchronized with the reference signal is output. As a result, the transmitter and the receiver may not transmit information properly, or the information may not be correctly decoded.
本発明のいくつかの態様によれば、基準信号に同期した出力信号以外の信号出力を回避することができる発振装置は提供されることができる。 According to some aspects of the present invention, it is possible to provide an oscillation device capable of avoiding signal output other than an output signal synchronized with a reference signal.
装置の一具体例は、基準信号の供給源に接続されて、前記基準信号に同期した出力信号を出力するフェーズロックループ回路と、前記フェーズロックループ回路に動作電力を供給する電源回路と、前記供給源に接続され前記供給源から供給される前記基準信号を2つに分岐した2つの信号を混合する混合器と、前記混合器から低周波信号が出力された場合に前記電源回路の動作電力の供給を停止する制御回路とを備える発振装置に関する。 A specific example of the device includes a phase-locked loop circuit that is connected to a reference signal supply source and outputs an output signal synchronized with the reference signal, a power supply circuit that supplies operating power to the phase-locked loop circuit, A mixer that is connected to a supply source and mixes two signals obtained by branching the reference signal supplied from the supply source, and an operating power of the power supply circuit when a low-frequency signal is output from the mixer The present invention relates to an oscillation device including a control circuit for stopping supply of the power.
基準信号には基準信号の周波数に近い周波数の妨害波が混入することがある。基準信号と妨害波とが混合器で混合されると、混合器から低周波信号としていわゆるビート信号が出力される。制御回路は、例えばビート信号の受信に応じてフェーズロックループ回路に対して電源回路からの電源供給を停止する。その結果、フェーズロックループ回路は動作を停止する。基準信号に同期した出力信号以外の信号出力は回避されることができる。 An interference wave having a frequency close to the frequency of the reference signal may be mixed in the reference signal. When the reference signal and the interference wave are mixed by the mixer, a so-called beat signal is output as a low frequency signal from the mixer. Control circuitry, for example, stop supplying power from the power supply circuit with respect to the phase-locked loop circuit in response to receiving the beat signal. As a result, the phase-locked loop circuit stops operating. Signal output other than the output signal synchronized with the reference signal can be avoided.
発振装置は、前記混合器に接続されて、前記基準信号の周波数よりも低い周波数に遮断周波数を有するローパスフィルタ回路をさらに備えることができる。混合器から基準信号が出力されても、基準信号はローパスフィルタ回路で減衰する。基準信号は遮断される。その結果、混合器の出力からビート信号は切り分けられることができる。切り分けられたビート信号は誤りなく検知されることができる。 The oscillation device may further include a low-pass filter circuit connected to the mixer and having a cutoff frequency at a frequency lower than the frequency of the reference signal. Even if the reference signal is output from the mixer, the reference signal is attenuated by the low-pass filter circuit. The reference signal is blocked. As a result, the beat signal can be separated from the output of the mixer. The separated beat signal can be detected without error.
発振装置は、前記供給源および前記フェーズロックループ回路の間に配置され、前記基準信号の周波数を含む周波数帯域の通過帯域を有するバンドパスフィルタ回路をさらに備えることができる。基準信号には基準信号の周波数からかけ離れた周波数の妨害波が混入することがある。こうした妨害波はバンドパスフィルタ回路で減衰する。妨害波は遮断される。こうして基準信号は切り分けられることができる。切り分けられた基準信号はフェーズロックループ回路に供給される。フェーズロックループ回路に対して妨害波の進入は回避されることができる。 The oscillation device may further include a band-pass filter circuit disposed between the supply source and the phase-locked loop circuit and having a pass band of a frequency band including the frequency of the reference signal. An interference wave having a frequency far from the frequency of the reference signal may be mixed in the reference signal. Such interference waves are attenuated by a bandpass filter circuit. Interfering waves are blocked. In this way, the reference signal can be separated. The separated reference signal is supplied to the phase lock loop circuit. Intrusion of disturbing waves into the phase-locked loop circuit can be avoided.
発振装置では、前記制御回路は、前記電源回路から電力供給が停止される間も前記混合器の出力を監視してもよい。こうして制御回路は基準信号に対して妨害波の混入の有無を検出することができる。妨害波の混入が終了すれば、混入の終了に応じて制御回路は予め決められた動作を実施することができる。例えば制御回路は電源回路の電力供給を再開することができる。 In the oscillation device, the control circuit may monitor the output of the mixer while power supply from the power supply circuit is stopped. In this way, the control circuit can detect the presence or absence of interference waves with respect to the reference signal. When the mixing of the interference wave is completed, the control circuit can perform a predetermined operation according to the completion of the mixing. For example, the control circuit can resume the power supply of the power supply circuit.
発振装置は送信機に組み込まれて利用されることができる。このとき、送信機は発振装置を備えればよい。前述のように、発振装置では、基準信号の基準周波数に近い周波数の妨害波が混入しても、基準信号に同期した出力信号以外の信号出力は回避される。したがって、送信周波数のずれは確実に防止されることから、他の通信システムに対して妨害波として作用することは回避されることができる。 The oscillation device can be used by being incorporated in a transmitter. At this time, the transmitter may include an oscillation device. As described above, in the oscillation device, even if an interference wave having a frequency close to the reference frequency of the reference signal is mixed, signal output other than the output signal synchronized with the reference signal is avoided. Therefore, since a transmission frequency shift is reliably prevented, it can be avoided to act as an interference wave for other communication systems.
発振装置は受信機に組み込まれて利用されることができる。このとき、受信機は発振装置を備えればよい。前述のように、発振装置では、基準信号の基準周波数に近い周波数の妨害波が混入しても、基準信号に同期した出力信号以外の信号出力は回避される。したがって、誤った情報の復号は確実に回避される。 The oscillation device can be used by being incorporated in a receiver. At this time, the receiver may be provided with an oscillation device. As described above, in the oscillation device, even if an interference wave having a frequency close to the reference frequency of the reference signal is mixed, signal output other than the output signal synchronized with the reference signal is avoided. Accordingly, decoding of erroneous information is reliably avoided.
その他、発振装置はいずれかの機器に組み込まれて利用されることができる。このとき、機器は発振装置を備えればよい。前述のように、発振装置では、基準信号の基準周波数に近い周波数の妨害波が混入しても、基準信号に同期した出力信号以外の信号出力は回避されることから、機器の誤作動は回避されることができる。 In addition, the oscillation device can be used by being incorporated in any device. At this time, the device may include an oscillation device. As described above, in the oscillation device, even if an interference wave having a frequency close to the reference frequency of the reference signal is mixed, signal output other than the output signal synchronized with the reference signal is avoided, so that malfunction of the device is avoided. Can be done.
以上のように開示の装置によれば、基準信号に同期した出力信号以外の信号出力を回避することができる。 As described above, according to the disclosed apparatus, signal output other than the output signal synchronized with the reference signal can be avoided.
以下、添付図面を参照しつつ本発明の一実施形態を説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
図1は本発明の一実施形態に係る発振装置のブロック図を示す。発振装置11はフェーズロックループ回路(以下「PLL回路」という。)12を備える。PLL回路12は基準信号の供給源(図示されず)に接続される。接続にあたって供給源およびPLL回路12の間にはバンドパスフィルタ回路(以下「BPF回路」という。)13が配置される。BPF回路13はPLL回路12の入力と供給源の出力とに接続される。BPF回路13は、基準信号の周波数(以下「基準周波数」という。)を含む周波数帯域の通過帯域を有する。ここでは、例えば基準信号には10MHzの信号が用いられる。BPF回路13の中心周波数は基準周波数と一致し、通過帯域幅は±1000ppm程度に設定される。こうした狭帯域のBPF回路は水晶デバイスなどの利用に応じて簡単に形成されることができる。PLL回路12は基準信号に同期した出力信号を出力する。
FIG. 1 is a block diagram of an oscillation device according to an embodiment of the present invention. The
PLL回路12は位相比較器14を備える。位相比較器14は第1入力端子14aおよび第2入力端子14bを有する。位相比較器14は、第1入力端子14aから入力される信号と、第2入力端子14bから入力される信号との間で位相を比較し、位相差に応じた電圧を出力する。第1入力端子14aには基準周波数の基準信号が入力される。
The
PLL回路12は電圧制御発振器(VCO)15および第1ローパスフィルタ回路(以下「第1LPF回路」という。)16を備える。第1LPF回路16は位相比較器14の出力端子に接続される。第1LPF回路16は位相比較器14の出力のうち低周波成分すなわち直流成分を通過させる。第1LPF回路16に電圧制御発振器15が接続される。電圧制御発振器15は第1LPF回路16の出力電圧に応じて出力周波数を調整する。
The
PLL回路12は分周器17を備える。分周器17の入力端子は電圧制御発振器15の出力に接続され、分周器17の出力端子は位相比較器14の第2入力端子14bに接続される。分周器17は分周比Nで電圧制御発振器15の出力信号の周波数を分周する。位相比較器14は基準周波数の基準信号と分周後の周波数の電圧制御発振器15の出力信号とを比較する。こうして電圧制御発振器15の出力周波数は基準信号に同期する。
The
PLL回路12には電源回路18が接続される。電源回路18はPLL回路12に動作電力を供給する。PLL回路12は動作電力の供給に応じて動作することができる。電源回路18からの電力供給が停止すると、PLL回路12の動作は停止する。
A
電源回路18には電源管理回路21が接続される。電源管理回路21は基準信号に混入する妨害波に応じて電源回路18の動作を制御する。電源管理回路21は混合器22を備える。混合器22には供給源から供給される基準信号を2つの信号線23a、23bに分岐させた信号がそれぞれ入力される。混合器22は信号線23a、23bから供給される2つの信号を混合する。混合器22には共通の信号が入力される。
A
電源管理回路21は第2ローパスフィルタ回路(以下「第2LPF回路」という。)24を備える。第2LPF回路24は混合器22に接続される。第2LPF回路24は基準信号の基準周波数よりも低い周波数の遮断周波数を有する。混合器22から基準信号が出力されても、基準信号は第2LPF回路24で減衰する。基準信号やそれよりも高周波の信号は第2LPF回路24で遮断される。ここでは、遮断周波数は基準信号の周波数fよりも十分に低く設定される。
The
電源管理回路21は検波回路25を備える。検波回路25は第2LPF回路24に接続される。検波回路25は混合器22の出力信号を検波する。検波回路25で低周波のビート信号が検波されると、検波回路25からハイレベルの出力信号が生成される。混合器22で基準信号と基準周波数に近い周波数の妨害波とが混合されると、混合器22からビート信号は出力される。ビート信号の周波数は第2LPF回路24の遮断周波数よりも低い。
The
電源管理回路21は制御回路26を備える。制御回路26は検波回路25に接続される。制御回路26は混合器22の出力信号に応じて電源回路18の電力供給を制御する。制御回路26は、検波回路25のハイレベル出力信号を受信すると、電源回路18に制御信号を供給する。このとき、制御信号では電力供給の停止が特定される。電源回路18は、制御信号を受信すると、電力の供給を停止する。制御回路26は、電源回路18からの電力供給が停止される間に混合器22の出力を監視する。監視は例えば特定の時間間隔で実施されればよい。例えば所定の期間にわたって検波回路25からハイレベル信号が出力されないと、制御回路26は例えば電力供給を再開することができる。
The
電源管理回路21には管理用電源27が接続される。管理用電源27は電源管理回路21に動作電力を供給する。電源管理回路21は動作電力の供給に応じて動作することができる。管理用電源27から電力が供給される限り、電源管理回路21は動作し続けることができる。管理用電源27および電源回路18は共通の電力源から電力の供給を受けてもよい。
A
次に発振装置11の動作を簡単に説明する。基準信号はBPF回路13を通過してPLL回路12に供給される。PLL回路12には電源回路18から動作電力が供給される。動作電力の供給に応じてPLL回路12は動作する。位相比較器14で分周器17の出力信号と基準信号との間で位相差が検出される。位相差に応じて電圧制御発振器15は出力周波数を調整する。PLL回路12はロックする。こうして電圧制御発振器15の出力信号は基準信号に同期する。ここで、例えば電圧制御発振器15の出力信号の周波数は13.05GHzである。
Next, the operation of the
基準信号に妨害波が混入しない場合、混合器22には妨害波なしで基準信号が入力される。1種類の周波数信号が入力されることから、基準周波数の2倍の周波数2fの信号が混合器22から出力される。混合器22の出力信号は第2LPF回路24で減衰し遮断される。混合器22の出力信号は検波回路25で検波されない。検波回路25でローレベルの出力信号が生成される。制御回路26は働かない。電源回路18は通常通りにPLL回路12に動作電力を供給し続ける。
When no interference wave is mixed in the reference signal, the reference signal is input to the
基準信号に基準周波数fからかけ離れた周波数fpの妨害波が混入する場合、基準信号は同様にBPF回路13を通過してPLL回路12に供給される。ここでは、妨害波は、基準周波数から±1000ppm以上離れた周波数を有する。このとき、妨害波はBPF回路13で減衰する。妨害波は遮断される。基準信号は妨害波から切り分けられる。切り分けられた基準信号はPLL回路12に供給される。PLL回路12に対して妨害波の進入は回避されることができる。
When an interference wave having a frequency fp far from the reference frequency f is mixed in the reference signal, the reference signal similarly passes through the
混合器22には基準信号および妨害波が入力される。混合器22から2つの信号(f+fp)および(f−fp)が出力される。2つの信号の周波数は第2LPF回路24の遮断周波数よりも高いことから、混合器22の出力信号は第2LPF回路24で減衰し遮断される。混合器22の出力信号は検波回路25で検波されない。検波回路25でローレベルの出力信号が生成される。制御回路26は働かない。電源回路18は通常通りにPLL回路12に動作電力を供給し続ける。
A reference signal and an interference wave are input to the
基準信号に基準周波数fに近い周波数fpの妨害波が混入する場合、基準信号および妨害波はBPF回路13を通過してPLL回路12に供給される。ここでは、妨害波は、基準周波数から±1000ppm以内の周波数を有する。このとき、混合器22には基準信号および妨害波が入力される。混合器22から2つの信号(f+fp)および(f−fp)が出力される。このうち、信号(f+fp)は第2LPF回路24の遮断周波数よりも高いことから、信号(f+fp)は第2LPF回路24で減衰し遮断される。その一方で、信号(f−fp)では各々の周波数が近く、いわゆるビート信号と呼ばれる低周波信号が混合器22から出力される。ビート信号の周波数は第2LPF回路24の遮断周波数よりも低いことから、ビート信号は第2LPF回路24を通過して検波回路25に至る。ビート信号は検波回路25で検波される。その結果、検波回路25ではハイレベルの出力信号が生成される。制御回路26は電源回路18に制御信号を供給する。制御回路26は電源回路18に電力供給の停止を指示する。電源回路18の動作は停止する。その結果、PLL回路12は動作を停止する。基準信号に基準周波数fに近い周波数fpの妨害波が混入する場合であっても、基準信号に同期した出力信号以外の信号出力は回避される。
When an interference wave having a frequency fp close to the reference frequency f is mixed in the reference signal, the reference signal and the interference wave are supplied to the
電源管理回路21では混合器22の出力信号は第2LPF回路24を通過する。基準周波数よりも高い周波数の信号は第2LPF回路24で減衰し遮断される。その結果、混合器22の出力からビート信号は切り分けられる。切り分けられたビート信号は誤りなく検波回路25で検知されることができる。
In the
電源回路18からPLL回路12に向かって電力供給が停止される間に、電源管理回路21は管理用電源27から動作電力の供給を受け続ける。その結果、制御回路26は混合器22の出力信号を監視することができる。言い換えると、制御回路26はビート信号の有無を監視し続ける。電源回路18からPLL回路12に向かって電力供給が停止されていても、制御回路26は基準信号に対して妨害波の混入の有無を検出することができる。妨害波の混入が終了すると、ビート信号は消失する。ビート信号の消失は検波回路25で検出される。ハイレベルの出力信号はローレベルの出力信号に切り替わる。切り替わりに応じて制御回路26は予め決められた動作を実施する。ここでは、制御回路26は電源回路18に電源供給の再開を指示することができる。指示にあたって制御回路26は電源回路18にそれに特有の制御信号を供給する。
While power supply from the
図2は本発明の一実施形態に係る送信機TRの構成の一部を概略的に示す。送信機TRはIF(中間周波数)アンプ31を備える。IFアンプ31には中間周波数信号が入力される。IFアンプ31は中間周波数信号を増幅する。ここで、中間周波数信号の周波数は例えば950MHz〜1450MHzである。
FIG. 2 schematically shows a part of the configuration of the transmitter TR according to an embodiment of the present invention. The transmitter TR includes an IF (intermediate frequency)
送信機TRは局部発振器として発振装置11を備える。発振装置11には周波数が10MHzの基準信号が入力される。基準信号は中間周波数信号に重畳されて送信機TRに供給される。送信機TRはミキサ32を備える。発振装置11の出力信号はミキサ32に入力される。ミキサ32は発振装置11の出力信号と中間周波数信号とを混合する。ミキサ32は中間周波数を高周波の送信周波数まで引き上げる役割を担う。ここで、中間周波数信号の生成にあたって変調回路(図示されず)が用いられることができる。変調回路は低周波のアナログ信号またはデジタル信号で搬送波を変調する。
The transmitter TR includes an
ミキサ32にはバンドパスフィルタ回路(BPF回路)33およびRF(高周波)アンプ34が接続される。BPF回路33はミキサ32の周波数変換で生じる多数の周波数成分の中から送信周波数の信号(RF信号)を取り出す。RFアンプ34はRF信号を増幅する。増幅されたRF信号はRFアンプ34から出力される。こうしてRF信号は送信される。ここで、RF信号の周波数は例えば14.0GHz〜14.5GHzである。
A band pass filter circuit (BPF circuit) 33 and an RF (high frequency)
前述のように、発振装置11では、基準信号の基準周波数に近い周波数の妨害波が混入しても、基準信号に同期した出力信号以外の信号出力は回避される。したがって、意図しない周波数での送信は確実に防止されることから、他の通信システムに対して妨害波として作用することは回避されることができる。
As described above, in the
図3は本発明の一実施形態に係る受信機RCの構成の一部を概略的に示す。受信機RCはRF(高周波)アンプ36およびバンドパスフィルタ回路(BPF回路)37を備える。RFアンプ36には受信信号が入力される。RFアンプ36は高周波の受信信号を増幅する。ここで受信信号の周波数は例えば11.7GHz〜12.2GHzである。RFアンプ36にはBPF回路37が接続される。BPF回路37は後段の中間周波数変換時に妨害波の混入を防止する役割を担う。
FIG. 3 schematically shows a part of the configuration of a receiver RC according to an embodiment of the present invention. The receiver RC includes an RF (high frequency)
受信機RCは局部発振器として発振装置11とミキサ38とを備える。発振装置11の出力信号はミキサ38に供給される。ミキサ38には増幅後の受信信号が供給される。ミキサ38は発振装置11の出力信号に増幅後の受信信号を混合する。ミキサ38は高周波の受信信号を中間周波数まで引き下げる役割を担う。ミキサ38にはIF(中間周波数)アンプ39が接続される。IFアンプ39にはミキサ38から中間周波数信号が入力される。IFアンプ39は中間周波数信号を増幅する。増幅された中間周波数信号はIFアンプ39から出力される。こうして中間周波数信号は後段の復調回路(図示されず)に供給される。復調回路は低周波のアナログ信号またはデジタル信号を復号する。発振装置11には10MHzの基準信号が入力される。基準信号は出力端子に供給される。
The receiver RC includes an
前述のように、発振装置11では、基準信号の基準周波数に近い周波数の妨害波が混入しても、基準信号に同期した出力信号以外の信号出力は回避される。したがって、誤った情報の復号は確実に回避される。
As described above, in the
なお、上記のように詳細に本実施形態を説明したものの、本発明の新規事項および効果から実体的に逸脱しない多くの変形が可能であることは当業者には容易に理解できるであろう。したがって、そのような変形例はすべて本発明の範囲に含まれる。例えば、明細書または図面で少なくとも一度、より広義または同義な異なる用語とともに記載された用語は、明細書または図面のいかなる箇所でもその異なる用語に置き換えられることができる。また、発振装置11やフェーズロックループ回路12、送信機TR、受信機RC等の構成および動作も本実施形態で説明したものに限定されず、種々の変形が可能である。
Although the present embodiment has been described in detail as described above, it will be easily understood by those skilled in the art that many modifications can be made without departing from the novel matters and effects of the present invention. Accordingly, all such modifications are included in the scope of the present invention. For example, a term described with a different term having a broader meaning or the same meaning at least once in the specification or the drawings can be replaced with the different term anywhere in the specification or the drawings. Further, the configurations and operations of the
11 発振装置、12 フェーズロックループ回路、13 バンドパスフィルタ回路、18 電源回路、22 混合器、24 ローパスフィルタ回路(第2ローパスフィルタ回路)、26 制御回路、RC 受信機、TR 送信機。
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記フェーズロックループ回路に動作電力を供給する電源回路と、
前記供給源に接続され前記供給源から供給される前記基準信号を2つに分岐した2つの信号を混合する混合器と、
前記混合器から低周波信号が出力された場合に前記電源回路の動作電力の供給を停止する制御回路と
を備えることを特徴とする発振装置。 A phase-locked loop circuit connected to a reference signal supply source and outputting an output signal synchronized with the reference signal;
A power supply circuit for supplying operating power to the phase-locked loop circuit;
A mixer that is connected to the supply source and mixes two signals obtained by branching the reference signal supplied from the supply source into two;
An oscillation device comprising: a control circuit that stops supply of operating power of the power supply circuit when a low-frequency signal is output from the mixer.
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