JPH1168557A - 基準周波数発生装置 - Google Patents
基準周波数発生装置Info
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- JPH1168557A JPH1168557A JP9221384A JP22138497A JPH1168557A JP H1168557 A JPH1168557 A JP H1168557A JP 9221384 A JP9221384 A JP 9221384A JP 22138497 A JP22138497 A JP 22138497A JP H1168557 A JPH1168557 A JP H1168557A
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- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
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- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 230000004043 responsiveness Effects 0.000 description 1
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-
- G—PHYSICS
- G04—HOROLOGY
- G04R—RADIO-CONTROLLED TIME-PIECES
- G04R40/00—Correcting the clock frequency
- G04R40/02—Correcting the clock frequency by phase locking
-
- G—PHYSICS
- G04—HOROLOGY
- G04R—RADIO-CONTROLLED TIME-PIECES
- G04R40/00—Correcting the clock frequency
- G04R40/06—Correcting the clock frequency by computing the time value implied by the radio signal
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03L—AUTOMATIC CONTROL, STARTING, SYNCHRONISATION OR STABILISATION OF GENERATORS OF ELECTRONIC OSCILLATIONS OR PULSES
- H03L7/00—Automatic control of frequency or phase; Synchronisation
- H03L7/06—Automatic control of frequency or phase; Synchronisation using a reference signal applied to a frequency- or phase-locked loop
- H03L7/08—Details of the phase-locked loop
- H03L7/085—Details of the phase-locked loop concerning mainly the frequency- or phase-detection arrangement including the filtering or amplification of its output signal
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- Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】外部からの超高精度な時刻信号と内部発振器と
の位相差が所望位相範囲内となるように緩やかに位相制
御させて一層利便性の良い基準周波数発生装置を実現す
る。 【解決手段】所定測定期間に得た時間間隔測定部からの
所定の複数個の位相差データを受けて、複数個の位相差
データの平均値を算出する手段を具備し、平均値算出手
段で得た位相差平均データを受けて、所定の位相閾値と
比較し、位相差平均データの絶対値が位相閾値を超える
場合は、所定補正期間において位相差平均データがゼロ
となる周波数補正量を算出し、Ｄ／Ａ変換器の現時点の
周波数制御値に前記周波数補正量を加算した値をＤ／Ａ
変換器へ所定補正期間与え制御手段を具備する。
の位相差が所望位相範囲内となるように緩やかに位相制
御させて一層利便性の良い基準周波数発生装置を実現す
る。 【解決手段】所定測定期間に得た時間間隔測定部からの
所定の複数個の位相差データを受けて、複数個の位相差
データの平均値を算出する手段を具備し、平均値算出手
段で得た位相差平均データを受けて、所定の位相閾値と
比較し、位相差平均データの絶対値が位相閾値を超える
場合は、所定補正期間において位相差平均データがゼロ
となる周波数補正量を算出し、Ｄ／Ａ変換器の現時点の
周波数制御値に前記周波数補正量を加算した値をＤ／Ａ
変換器へ所定補正期間与え制御手段を具備する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、原子周波数標準
器を内蔵する人工衛星からの電波あるいはこれに類する
超高精度の時刻信号を受信して、高精度な基準周波数を
発生する基準周波数発生装置に関する。特に外部の超高
精度な時刻信号と内部発振器との位相の制御に関する。
器を内蔵する人工衛星からの電波あるいはこれに類する
超高精度の時刻信号を受信して、高精度な基準周波数を
発生する基準周波数発生装置に関する。特に外部の超高
精度な時刻信号と内部発振器との位相の制御に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来技術例について図６の基準周波数発
生装置の構成例を示して以下に説明する。尚、人工衛星
からの電波を受信して、高精度な基準周波数を発生する
基準周波数発生装置の従来公知技術としては、特開平０
６−３１４１９２号公報の「基準周波数発生装置」があ
る。従って本課題に係る部分を除き説明を省略する。
生装置の構成例を示して以下に説明する。尚、人工衛星
からの電波を受信して、高精度な基準周波数を発生する
基準周波数発生装置の従来公知技術としては、特開平０
６−３１４１９２号公報の「基準周波数発生装置」があ
る。従って本課題に係る部分を除き説明を省略する。
【０００３】この基準周波数発生装置の構成は、図６に
示すように、衛星電波受信機１１と、時間間隔測定部１
２と、周波数制御用演算手段１３と、Ｄ／Ａ変換器１４
と、分周器１５と、電圧制御発振器１０と、周波数変換
器Ａ１７と、周波数変換器Ｂ１６と、温度センサー２９
とで成る構成例である。
示すように、衛星電波受信機１１と、時間間隔測定部１
２と、周波数制御用演算手段１３と、Ｄ／Ａ変換器１４
と、分周器１５と、電圧制御発振器１０と、周波数変換
器Ａ１７と、周波数変換器Ｂ１６と、温度センサー２９
とで成る構成例である。
【０００４】上述構成の周波数制御用演算手段１３によ
れば、内部の推定演算部による長大な時定数のデジタル
フィルタの各要素であるデータ数Ｎ、比例定数Ｐ、積分
定数Ｉの設定条件によって、衛星側の入力時刻信号Ｓ１
ppsの数百秒程度有する場合がある軍事上意図的に付与
された擾乱の影響を受けない高精度高安定な出力周波数
ｆoutを出力する周波数制御アルゴリズムとなってい
る。しかしながら前述擾乱要因、環境温度の変化、その
他要因に伴って衛星側の入力時刻信号Ｓ１ppsと分周器
１５側が分周出力した内部時刻信号Ｖ１ppsとの位相差
データＴidは必ずしも位相差ゼロに収束しない場合が生
じる。あるいは位相差ゼロに収束するまでに多くの時間
がかかる場合がある。
れば、内部の推定演算部による長大な時定数のデジタル
フィルタの各要素であるデータ数Ｎ、比例定数Ｐ、積分
定数Ｉの設定条件によって、衛星側の入力時刻信号Ｓ１
ppsの数百秒程度有する場合がある軍事上意図的に付与
された擾乱の影響を受けない高精度高安定な出力周波数
ｆoutを出力する周波数制御アルゴリズムとなってい
る。しかしながら前述擾乱要因、環境温度の変化、その
他要因に伴って衛星側の入力時刻信号Ｓ１ppsと分周器
１５側が分周出力した内部時刻信号Ｖ１ppsとの位相差
データＴidは必ずしも位相差ゼロに収束しない場合が生
じる。あるいは位相差ゼロに収束するまでに多くの時間
がかかる場合がある。
【発明が解決しようとする課題】上記説明のように、従
来の基準周波数発生装置では衛星側の入力時刻信号Ｓ１
ppsと内部時刻信号Ｖ１ppsとの位相差関係は、長大な時
定数のデジタルフィルタの各設定条件によって必ずしも
短時間で位相差ゼロに収束しないという難点があった。
ところで基準周波数発生装置の利用形態として出力周波
数ｆoutと共に外部からの超高精度な基準周波数信号の
位相に対しても所定の許容範囲以内であることが望まれ
る利用形態がある。従来装置においては高安定の基準周
波数を発生可能であるが外部からの超高精度な基準周波
数信号の位相に対する応答性の観点で時間がかかった
り、必ずしも位相差ゼロに良好に収束するとは言えない
場合があり、この点で実用上の難点があった。ところで
電圧制御発振器１０は短期間においては比較的安定した
発振源である。そこで、この点に着目して本発明が解決
しようとする課題は、外部からの超高精度な時刻信号と
内部発振器との位相差が所望位相範囲内となるように緩
やかに位相制御させて一層利便性の良い基準周波数発生
装置を実現することである。
来の基準周波数発生装置では衛星側の入力時刻信号Ｓ１
ppsと内部時刻信号Ｖ１ppsとの位相差関係は、長大な時
定数のデジタルフィルタの各設定条件によって必ずしも
短時間で位相差ゼロに収束しないという難点があった。
ところで基準周波数発生装置の利用形態として出力周波
数ｆoutと共に外部からの超高精度な基準周波数信号の
位相に対しても所定の許容範囲以内であることが望まれ
る利用形態がある。従来装置においては高安定の基準周
波数を発生可能であるが外部からの超高精度な基準周波
数信号の位相に対する応答性の観点で時間がかかった
り、必ずしも位相差ゼロに良好に収束するとは言えない
場合があり、この点で実用上の難点があった。ところで
電圧制御発振器１０は短期間においては比較的安定した
発振源である。そこで、この点に着目して本発明が解決
しようとする課題は、外部からの超高精度な時刻信号と
内部発振器との位相差が所望位相範囲内となるように緩
やかに位相制御させて一層利便性の良い基準周波数発生
装置を実現することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】第１図は、本発明に係る
解決手段を示している。第１に、上記課題を解決するた
めに、本発明の構成では、印加される直流電圧で発振周
波数が制御される電圧制御発振器１０を有し、外部から
の超高精度な基準周波数信号を受けて入力時刻信号Ｓ１
ppsを得る衛星電波受信機１１を有し、上記電圧制御発
振器１０の出力周波数ｆoutを分周手段（分周器１５や
シンセサイザ）で低周波数に変換した内部時刻信号Ｖ１
ppsと上記入力時刻信号Ｓ１ppsとの時間間隔を測定する
時間間隔測定部１２を有し、この時間間隔測定部１２の
位相差から電圧制御発振器１０の発振周波数を同期させ
る周波数制御用演算手段１３を有し、この周波数制御用
演算手段１３で上記電圧制御発振器１０の電圧制御入力
端を制御して、外部の高精度な基準周波数信号に緩やか
に追従する高精度な基準周波数発生装置において、比較
的長い所定測定期間Ｔm、例えば１０００秒期間に得た
時間間隔測定部１２からの所定の複数個の位相差データ
Ｔidを受けて、この複数個の位相差データＴidの平均値
を算出する手段を具備し、前記平均値算出手段で得た位
相差平均データΦavを受けて、所定の位相閾値Φthと比
較し、位相差平均データΦavの絶対値が位相閾値Φthを
超える場合には周波数制御用演算手段１３を一時停止さ
せ、比較的長い所定補正期間Ｔcont、例えば１０００秒
において位相差平均データΦavがゼロとなる周波数補正
量Ｄfadjを算出し、Ｄ／Ａ変換器１４の現時点の周波数
制御値Ｄf0に前記周波数補正量Ｄfadjを加算した値をＤ
／Ａ変換器１４へ所定補正期間Ｔcont与えて緩やかに位
相差をゼロに収束させる制御手段を具備する構成手段で
ある。上述により、外部からの超高精度な基準周波数信
号と内部発振器との位相差が所望位相範囲内となるよう
に緩やかに位相制御させた高精度の基準周波数発生装置
が実現できる。
解決手段を示している。第１に、上記課題を解決するた
めに、本発明の構成では、印加される直流電圧で発振周
波数が制御される電圧制御発振器１０を有し、外部から
の超高精度な基準周波数信号を受けて入力時刻信号Ｓ１
ppsを得る衛星電波受信機１１を有し、上記電圧制御発
振器１０の出力周波数ｆoutを分周手段（分周器１５や
シンセサイザ）で低周波数に変換した内部時刻信号Ｖ１
ppsと上記入力時刻信号Ｓ１ppsとの時間間隔を測定する
時間間隔測定部１２を有し、この時間間隔測定部１２の
位相差から電圧制御発振器１０の発振周波数を同期させ
る周波数制御用演算手段１３を有し、この周波数制御用
演算手段１３で上記電圧制御発振器１０の電圧制御入力
端を制御して、外部の高精度な基準周波数信号に緩やか
に追従する高精度な基準周波数発生装置において、比較
的長い所定測定期間Ｔm、例えば１０００秒期間に得た
時間間隔測定部１２からの所定の複数個の位相差データ
Ｔidを受けて、この複数個の位相差データＴidの平均値
を算出する手段を具備し、前記平均値算出手段で得た位
相差平均データΦavを受けて、所定の位相閾値Φthと比
較し、位相差平均データΦavの絶対値が位相閾値Φthを
超える場合には周波数制御用演算手段１３を一時停止さ
せ、比較的長い所定補正期間Ｔcont、例えば１０００秒
において位相差平均データΦavがゼロとなる周波数補正
量Ｄfadjを算出し、Ｄ／Ａ変換器１４の現時点の周波数
制御値Ｄf0に前記周波数補正量Ｄfadjを加算した値をＤ
／Ａ変換器１４へ所定補正期間Ｔcont与えて緩やかに位
相差をゼロに収束させる制御手段を具備する構成手段で
ある。上述により、外部からの超高精度な基準周波数信
号と内部発振器との位相差が所望位相範囲内となるよう
に緩やかに位相制御させた高精度の基準周波数発生装置
が実現できる。
【０００６】また、外部からの超高精度な基準周波数信
号としては、原子周波数標準器を内蔵する人工衛星の電
波による基準周波数信号である上述基準周波数発生装置
がある。また、外部からの超高精度な基準周波数信号と
しては、国家標準の標準電波を受信する標準電波受信機
による基準周波数信号である上述基準周波数発生装置が
ある。また、外部からの超高精度な基準周波数信号とし
ては、通信網あるいは放送網で配信される信号の受信に
よる基準周波数信号である上述基準周波数発生装置があ
る。
号としては、原子周波数標準器を内蔵する人工衛星の電
波による基準周波数信号である上述基準周波数発生装置
がある。また、外部からの超高精度な基準周波数信号と
しては、国家標準の標準電波を受信する標準電波受信機
による基準周波数信号である上述基準周波数発生装置が
ある。また、外部からの超高精度な基準周波数信号とし
ては、通信網あるいは放送網で配信される信号の受信に
よる基準周波数信号である上述基準周波数発生装置があ
る。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を実施
例と共に図面を参照して詳細に説明する。
例と共に図面を参照して詳細に説明する。
【０００８】本発明実施例について図１の基準周波数発
生装置の構成図と、図２の位相制御の説明図を示して説
明する。尚、従来構成に対応する要素は同一符号を付
す。本発明では、電圧制御発振器１０が短期間において
は比較的安定した発振源である点に着目して、所定期間
における位相差平均データを求め、これを基にして、Ｄ
／Ａ変換器１４に所定補正期間の間微少のオフセットデ
ータを付与して緩やかに位相差をゼロに強制収束させる
手段を追加したものである。
生装置の構成図と、図２の位相制御の説明図を示して説
明する。尚、従来構成に対応する要素は同一符号を付
す。本発明では、電圧制御発振器１０が短期間において
は比較的安定した発振源である点に着目して、所定期間
における位相差平均データを求め、これを基にして、Ｄ
／Ａ変換器１４に所定補正期間の間微少のオフセットデ
ータを付与して緩やかに位相差をゼロに強制収束させる
手段を追加したものである。
【０００９】本発明の構成は、図１に示すように、従来
構成に対して位相差制御手段３０と、位相差データ格納
部４０と、データ加算器５０とを追加した構成例であ
る。
構成に対して位相差制御手段３０と、位相差データ格納
部４０と、データ加算器５０とを追加した構成例であ
る。
【００１０】通常の周波数制御状態では、周波数制御用
演算手段１３により時間間隔測定部１２により衛星電波
受信機１１からの入力時刻信号Ｓ１ppsと内部時刻信号
Ｖ１ppsとの時間間隔即ち位相差をゼロに近づけるよう
に長大な時定数により緩やかに追従制御している。
演算手段１３により時間間隔測定部１２により衛星電波
受信機１１からの入力時刻信号Ｓ１ppsと内部時刻信号
Ｖ１ppsとの時間間隔即ち位相差をゼロに近づけるよう
に長大な時定数により緩やかに追従制御している。
【００１１】一方、位相差制御手段３０と位相差データ
格納部４０とデータ加算器５０は、強制位相制御状態に
おいて、衛星電波受信機１１からの入力時刻信号Ｓ１pp
sと内部時刻信号Ｖ１ppsとの位相差を強制的に緩やかに
ゼロに制御するものである。位相差制御手段３０は主に
位相差データの受信格納と、強制位相制御の判断と、微
少オフセットの周波数補正量Ｄfadjの付与制御を行う。
位相差データ格納部４０は時間間隔測定部１２からの位
相差データＴidを格納する。データ加算器５０は電圧制
御発振器１０へ所望の微少オフセットを加算供給する。
格納部４０とデータ加算器５０は、強制位相制御状態に
おいて、衛星電波受信機１１からの入力時刻信号Ｓ１pp
sと内部時刻信号Ｖ１ppsとの位相差を強制的に緩やかに
ゼロに制御するものである。位相差制御手段３０は主に
位相差データの受信格納と、強制位相制御の判断と、微
少オフセットの周波数補正量Ｄfadjの付与制御を行う。
位相差データ格納部４０は時間間隔測定部１２からの位
相差データＴidを格納する。データ加算器５０は電圧制
御発振器１０へ所望の微少オフセットを加算供給する。
【００１２】この制御について図２の位相制御の説明図
を示して説明する。図２Ａは時間軸における位相差デー
タＴidの推移例であり、図２Ｂは時間軸における周波数
補正量Ｄfadjの加算例であり、図２Ｃは時間軸における
出力周波数ｆoutの推移例である。通常の周波数制御状
態と強制位相制御状態の切替えは位相差制御手段３０が
検出して行う。強制位相制御への遷移条件は、所定の位
相閾値Φthを超えた場合に起動される。ここで位相閾値
Φthの設定値、所定測定期間Ｔmの設定値、及び所定補
正期間Ｔcontの設定値は、例えば直接キー入力、ＲＳ２
３２Ｃ、ＧＰＩＢ等を介して使用者が任意に設定可能で
ある。
を示して説明する。図２Ａは時間軸における位相差デー
タＴidの推移例であり、図２Ｂは時間軸における周波数
補正量Ｄfadjの加算例であり、図２Ｃは時間軸における
出力周波数ｆoutの推移例である。通常の周波数制御状
態と強制位相制御状態の切替えは位相差制御手段３０が
検出して行う。強制位相制御への遷移条件は、所定の位
相閾値Φthを超えた場合に起動される。ここで位相閾値
Φthの設定値、所定測定期間Ｔmの設定値、及び所定補
正期間Ｔcontの設定値は、例えば直接キー入力、ＲＳ２
３２Ｃ、ＧＰＩＢ等を介して使用者が任意に設定可能で
ある。
【００１３】位相差制御手段３０では、通常の周波数制
御状態において、比較的長い所定時間における平均的位
相差を求める。即ち、時間間隔測定部１２からの位相差
データＴidを順次位相差データ格納部４０に格納する。
そして所定測定期間Ｔm、例えば１０００秒期間に得た
１０００点の最新の位相差データＴidを読出して、この
位相差データＴidの単純平均値を位相差平均データΦav
として求める。そして、前述移動平均手法で求めた位相
差平均データΦavの絶対値が位相閾値Φthより大きいか
否かを判断し、大きい場合は強制位相制御状態へ遷移す
る。
御状態において、比較的長い所定時間における平均的位
相差を求める。即ち、時間間隔測定部１２からの位相差
データＴidを順次位相差データ格納部４０に格納する。
そして所定測定期間Ｔm、例えば１０００秒期間に得た
１０００点の最新の位相差データＴidを読出して、この
位相差データＴidの単純平均値を位相差平均データΦav
として求める。そして、前述移動平均手法で求めた位相
差平均データΦavの絶対値が位相閾値Φthより大きいか
否かを判断し、大きい場合は強制位相制御状態へ遷移す
る。
【００１４】強制位相制御状態では、先ず周波数制御用
演算手段１３へ一時停止信号３２を供給して通常の周波
数制御動作を一時停止させて、デジタルのデータ加算器
５０の一方の入力端に供給されているＤ／Ａ変換器１４
の現時点の周波数制御値Ｄf0を保持させる。そして、比
較的長い所定補正期間Ｔcontにおいて位相差平均データ
Φavがゼロとなる周波数補正量Ｄfadjを算出し、この値
をデジタルのデータ加算器５０の他方の加算入力端へ供
給する（図２Ｅ、Ｈ）。この結果位相差は、所定補正期
間Ｔcont強制的にかつ緩やかに位相差がゼロに収束制御
される（図２Ｄ、Ｇ）。この所定補正期間Ｔcont、出力
周波数ｆout（図２Ｆ、Ｊ）は一時的にシフトするが微
少な周波数オフセットの付与である為実用上の支障とは
ならない。また支障とならないように使用者が位相閾値
Φthの設定値、所定測定期間Ｔmの設定値、及び所定補
正期間Ｔcontの設定値を所望に設定して使用に供する。
演算手段１３へ一時停止信号３２を供給して通常の周波
数制御動作を一時停止させて、デジタルのデータ加算器
５０の一方の入力端に供給されているＤ／Ａ変換器１４
の現時点の周波数制御値Ｄf0を保持させる。そして、比
較的長い所定補正期間Ｔcontにおいて位相差平均データ
Φavがゼロとなる周波数補正量Ｄfadjを算出し、この値
をデジタルのデータ加算器５０の他方の加算入力端へ供
給する（図２Ｅ、Ｈ）。この結果位相差は、所定補正期
間Ｔcont強制的にかつ緩やかに位相差がゼロに収束制御
される（図２Ｄ、Ｇ）。この所定補正期間Ｔcont、出力
周波数ｆout（図２Ｆ、Ｊ）は一時的にシフトするが微
少な周波数オフセットの付与である為実用上の支障とは
ならない。また支障とならないように使用者が位相閾値
Φthの設定値、所定測定期間Ｔmの設定値、及び所定補
正期間Ｔcontの設定値を所望に設定して使用に供する。
【００１５】そして比較的長い所定補正期間Ｔcontが終
了後、データ加算器５０の他方の加算入力端へ供給して
いた周波数補正量Ｄfadjをゼロにリセットし、周波数制
御用演算手段１３への一時停止信号３２を解除して通常
の周波数制御状態に戻す。その後、位相差データ格納部
４０の内容をクリアして再び１０００点の最新の位相差
データＴidの受信格納を再開する。尚、上述の強制位相
制御期間は電圧制御発振器１０自体による自走状態であ
る為残留周波数偏差に起因する位相差を生じるが、その
位相差は電圧制御発振器１０自身が高安定な発振源を使
用している点と、所定補正期間Ｔcontが１０００秒程度
の比較的短時間である点から実用上の支障とはならな
い。
了後、データ加算器５０の他方の加算入力端へ供給して
いた周波数補正量Ｄfadjをゼロにリセットし、周波数制
御用演算手段１３への一時停止信号３２を解除して通常
の周波数制御状態に戻す。その後、位相差データ格納部
４０の内容をクリアして再び１０００点の最新の位相差
データＴidの受信格納を再開する。尚、上述の強制位相
制御期間は電圧制御発振器１０自体による自走状態であ
る為残留周波数偏差に起因する位相差を生じるが、その
位相差は電圧制御発振器１０自身が高安定な発振源を使
用している点と、所定補正期間Ｔcontが１０００秒程度
の比較的短時間である点から実用上の支障とはならな
い。
【００１６】上述制御例を具体的な数値例で説明する。
１秒を周期とする場合における位相閾値Φthが±１００
ｎ秒の設定とし、得られた位相差平均データΦavが＋１
００ｎ秒と仮定し、所定補正期間Ｔcontが１０００秒の
設定とすると、このときに必要な周波数補正量Ｄfadj
は、 Ｄfadj＝ Φav／Ｔcont＝ −（１００ｅ-9）／１０００
＝ ＋１ｅ-10 となり、＋１ｅ-10に相当するオフセット値を、これま
での周波数制御値Ｄf0に加算してＤ／Ａ変換器１４へ与
える。ここでｅは指数表現である。更に例えば電圧制御
発振器１０の発振周波数の可変範囲幅ｆspnを４．００
０００ｅ-7とし、Ｄ／Ａ変換器１４が１６ビット分解能
と仮定した場合、実際にオフセット付与するデータ値Ｄ
ofは Ｄof＝ Ｄfadj／（ｆspn／６５５３６）≒ １６ となり、この値を所定補正期間Ｔcontである１０００秒
間オフセット与え、その後通常の状態に復帰する。この
結果位相補正前の＋１００ｎ秒の位相差はほぼゼロに強
制的な位相補正が実現される。上述した発明構成によれ
ば、比較的長い所定測定期間Ｔmの期間に得た時間間隔
測定部１２からの所定複数個の位相差データＴidを受け
て、この平均値である位相差平均データΦavを求め、こ
れが所定の位相閾値Φthを超える場合には周波数制御用
演算手段１３を一時停止させて、比較的長い所定補正期
間Ｔcont、位相差平均データΦavがゼロとなる微少なオ
フセットを与えることで、緩やかに位相差をゼロに収束
させることが可能となるので、外部からの超高精度な基
準周波数信号の位相に対して実用的に位相同期が実現で
きる大きな利点が得られる。
１秒を周期とする場合における位相閾値Φthが±１００
ｎ秒の設定とし、得られた位相差平均データΦavが＋１
００ｎ秒と仮定し、所定補正期間Ｔcontが１０００秒の
設定とすると、このときに必要な周波数補正量Ｄfadj
は、 Ｄfadj＝ Φav／Ｔcont＝ −（１００ｅ-9）／１０００
＝ ＋１ｅ-10 となり、＋１ｅ-10に相当するオフセット値を、これま
での周波数制御値Ｄf0に加算してＤ／Ａ変換器１４へ与
える。ここでｅは指数表現である。更に例えば電圧制御
発振器１０の発振周波数の可変範囲幅ｆspnを４．００
０００ｅ-7とし、Ｄ／Ａ変換器１４が１６ビット分解能
と仮定した場合、実際にオフセット付与するデータ値Ｄ
ofは Ｄof＝ Ｄfadj／（ｆspn／６５５３６）≒ １６ となり、この値を所定補正期間Ｔcontである１０００秒
間オフセット与え、その後通常の状態に復帰する。この
結果位相補正前の＋１００ｎ秒の位相差はほぼゼロに強
制的な位相補正が実現される。上述した発明構成によれ
ば、比較的長い所定測定期間Ｔmの期間に得た時間間隔
測定部１２からの所定複数個の位相差データＴidを受け
て、この平均値である位相差平均データΦavを求め、こ
れが所定の位相閾値Φthを超える場合には周波数制御用
演算手段１３を一時停止させて、比較的長い所定補正期
間Ｔcont、位相差平均データΦavがゼロとなる微少なオ
フセットを与えることで、緩やかに位相差をゼロに収束
させることが可能となるので、外部からの超高精度な基
準周波数信号の位相に対して実用的に位相同期が実現で
きる大きな利点が得られる。
【００１７】尚、上述実施例の説明では、図１に示すデ
ータ加算器５０を設ける具体構成例で説明していたが、
所望により図７に示すように、Ｄ／Ａ変換器１４の現時
点の周波数制御値Ｄf0の値を周波数制御用演算手段１３
から受けて、周波数制御値Ｄf0と周波数補正量Ｄfadjと
を加算処理した結果をＤ／Ａ変換器１４へ供給する構成
としても良く同様にして実施できることは明らかであ
る。
ータ加算器５０を設ける具体構成例で説明していたが、
所望により図７に示すように、Ｄ／Ａ変換器１４の現時
点の周波数制御値Ｄf0の値を周波数制御用演算手段１３
から受けて、周波数制御値Ｄf0と周波数補正量Ｄfadjと
を加算処理した結果をＤ／Ａ変換器１４へ供給する構成
としても良く同様にして実施できることは明らかであ
る。
【００１８】尚、上述実施例の説明では、図１に示す具
体構成例で説明していたが、電圧制御発振器１０は内部
が温度変動しないように恒温槽により一定温度に恒温制
御されているが、急激に環境温度が変化する場合を考慮
して、所望により図３に示す温度補正手段の構成があ
る。即ち、予め温度変化に対応する電圧制御発振器１０
の発振周波数特性を温度補正テーブルに格納しておき、
温度センサー２９により強制位相制御の開始からの温度
変化量を求め、対応する前記温度補正テーブルの補正量
を乗じた温度補正量で、データ加算器５０へ供給する周
波数補正量Ｄfadjの値を補正する温度補正手段を追加し
ても良い。この場合は、温度変化に伴う位相差ゼロに収
束点のずれが改善できる利点が得られる。
体構成例で説明していたが、電圧制御発振器１０は内部
が温度変動しないように恒温槽により一定温度に恒温制
御されているが、急激に環境温度が変化する場合を考慮
して、所望により図３に示す温度補正手段の構成があ
る。即ち、予め温度変化に対応する電圧制御発振器１０
の発振周波数特性を温度補正テーブルに格納しておき、
温度センサー２９により強制位相制御の開始からの温度
変化量を求め、対応する前記温度補正テーブルの補正量
を乗じた温度補正量で、データ加算器５０へ供給する周
波数補正量Ｄfadjの値を補正する温度補正手段を追加し
ても良い。この場合は、温度変化に伴う位相差ゼロに収
束点のずれが改善できる利点が得られる。
【００１９】尚、上述実施例の説明では、図１に示す具
体構成例で説明していたが、所望により図４に示すよう
に、衛星電波受信機１１に代え、国家標準の標準電波を
受信する標準電波受信機１１ｂを設け、標準電波を受け
て基準の時刻信号とする構成手段がある。この場合は、
国家標準の標準電波に対応した精度及び位相同期した出
力周波数ｆoutが発生できる利点が得られる。
体構成例で説明していたが、所望により図４に示すよう
に、衛星電波受信機１１に代え、国家標準の標準電波を
受信する標準電波受信機１１ｂを設け、標準電波を受け
て基準の時刻信号とする構成手段がある。この場合は、
国家標準の標準電波に対応した精度及び位相同期した出
力周波数ｆoutが発生できる利点が得られる。
【００２０】尚、上述実施例の説明では、図１に示す具
体構成例で説明していたが、所望により図５に示すよう
に、衛星電波受信機１１に代え、通信網あるいは放送網
で配信される基準周波数信号を受ける通信網・放送網受
信復調装置１１ｃを設け、クロック抽出回路でクロック
を再生し、これを分周器で分周して基準の時刻信号とす
る構成手段がある。この場合は、通信網あるいは放送網
で配信される基準周波数信号に対応した精度及び位相同
期した出力周波数ｆoutを発生できる。無論、通信網の
伝送回線によるジッタやワンダが十分抑圧された純度の
高い周波数信号を発生できる利点も得られる。
体構成例で説明していたが、所望により図５に示すよう
に、衛星電波受信機１１に代え、通信網あるいは放送網
で配信される基準周波数信号を受ける通信網・放送網受
信復調装置１１ｃを設け、クロック抽出回路でクロック
を再生し、これを分周器で分周して基準の時刻信号とす
る構成手段がある。この場合は、通信網あるいは放送網
で配信される基準周波数信号に対応した精度及び位相同
期した出力周波数ｆoutを発生できる。無論、通信網の
伝送回線によるジッタやワンダが十分抑圧された純度の
高い周波数信号を発生できる利点も得られる。
【００２１】
【発明の効果】本発明は、上述の説明内容から、下記に
記載される効果を奏する。上述発明の構成によれば、比
較的長い所定測定期間Ｔmの期間に得た時間間隔測定部
１２からの所定複数個の位相差データＴidを受けて、こ
の平均値である位相差平均データΦavが所定の位相閾値
Φthを超えた場合には周波数制御用演算手段１３を一時
停止させて、比較的長い所定補正期間Ｔcontにおいて位
相差平均データΦavがゼロとなる微少なオフセット周波
数を与えることで、強制的かつ緩やかに位相差をゼロに
収束させることが可能となるので、外部からの超高精度
な基準周波数信号の位相に同期できる大きな利点が得ら
れる。従って外部から超高精度な基準周波数信号と内部
発振器との位相関係が所望位相範囲内に制御できる結
果、前記位相関係が重要視される利用形態において高精
度な出力周波数ｆoutの発生と共に特筆した利点が得ら
れる。
記載される効果を奏する。上述発明の構成によれば、比
較的長い所定測定期間Ｔmの期間に得た時間間隔測定部
１２からの所定複数個の位相差データＴidを受けて、こ
の平均値である位相差平均データΦavが所定の位相閾値
Φthを超えた場合には周波数制御用演算手段１３を一時
停止させて、比較的長い所定補正期間Ｔcontにおいて位
相差平均データΦavがゼロとなる微少なオフセット周波
数を与えることで、強制的かつ緩やかに位相差をゼロに
収束させることが可能となるので、外部からの超高精度
な基準周波数信号の位相に同期できる大きな利点が得ら
れる。従って外部から超高精度な基準周波数信号と内部
発振器との位相関係が所望位相範囲内に制御できる結
果、前記位相関係が重要視される利用形態において高精
度な出力周波数ｆoutの発生と共に特筆した利点が得ら
れる。
【図１】 本発明の、基準周波数発生装置の構成例であ
る。
る。
【図２】 本発明の、位相制御の説明図である。
【図３】 本発明の、他の基準周波数発生装置の構成例
である。
である。
【図４】 本発明の、他の基準周波数発生装置の構成例
である。
である。
【図５】 本発明の、他の基準周波数発生装置の構成例
である。
である。
【図６】 従来の、基準周波数発生装置の構成例であ
る。
る。
【図７】 本発明の、他の基準周波数発生装置の構成例
である。
である。
１０ 電圧制御発振器 １１ 衛星電波受信機 １１ｂ 標準電波受信機 １１ｃ 通信網・放送網受信復調装置 １２ 時間間隔測定部 １３ 周波数制御用演算手段 １４ Ｄ／Ａ変換器 １５ 分周器 １６ 周波数変換器Ｂ １７ 周波数変換器Ａ ２９ 温度センサー ３０ 位相差制御手段 ４０ 位相差データ格納部 ５０ データ加算器
Claims (4)
- 【請求項１】 電圧制御発振器を有し、外部からの基準
周波数信号を受けて入力時刻信号を得る受信機を有し、
該電圧制御発振器の出力周波数を分周手段で低周波数に
変換した内部時刻信号と該入力時刻信号との時間間隔を
測定する時間間隔測定部を有し、該時間間隔測定部の位
相差から該電圧制御発振器の発振周波数を同期させる周
波数制御用演算手段を有し、該周波数制御用演算手段で
該電圧制御発振器の電圧制御入力端を制御して、外部の
高精度な基準周波数信号に緩やかに追従する高精度な基
準周波数発生装置において、 所定測定期間に得た該時間間隔測定部からの所定の複数
個の位相差データを受けて、該複数個の位相差データの
平均値を算出する手段と、 該平均値算出手段で得た位相差平均データを受けて、所
定の位相閾値と比較し、該位相差平均データの絶対値が
該位相閾値を超える場合は、所定補正期間において該位
相差平均データがゼロとなる周波数補正量を算出し、Ｄ
／Ａ変換器の現時点の周波数制御値に前記周波数補正量
を加算した値を該Ｄ／Ａ変換器へ所定補正期間与える制
御手段と、 以上を具備していることを特徴とした基準周波数発生装
置。 - 【請求項２】 外部からの基準周波数信号は、原子周波
数標準器を内蔵する人工衛星の電波による基準周波数信
号である請求項１記載の基準周波数発生装置。 - 【請求項３】 外部からの基準周波数信号は、国家標準
の標準電波を受信する標準電波受信機による基準周波数
信号である請求項１記載の基準周波数発生装置。 - 【請求項４】 外部からの基準周波数信号は、通信網あ
るいは放送網で配信される信号の受信による基準周波数
信号である請求項１記載の基準周波数発生装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9221384A JPH1168557A (ja) | 1997-08-18 | 1997-08-18 | 基準周波数発生装置 |
| US09/135,781 US6078224A (en) | 1997-08-18 | 1998-08-18 | Frequency standard generator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9221384A JPH1168557A (ja) | 1997-08-18 | 1997-08-18 | 基準周波数発生装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1168557A true JPH1168557A (ja) | 1999-03-09 |
Family
ID=16765940
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9221384A Pending JPH1168557A (ja) | 1997-08-18 | 1997-08-18 | 基準周波数発生装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6078224A (ja) |
| JP (1) | JPH1168557A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011061421A (ja) * | 2009-09-09 | 2011-03-24 | Mitsubishi Electric Engineering Co Ltd | デジタル位相同期回路 |
Families Citing this family (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6377585B1 (en) * | 1998-06-05 | 2002-04-23 | Datum, Inc. | Precision reference generation system and method |
| US6614395B2 (en) * | 1998-07-24 | 2003-09-02 | Trimble Navigation Limited | Self-calibrating electronic distance measurement instrument |
| US6262609B1 (en) * | 1998-09-11 | 2001-07-17 | Research In Motion Limited | Closed-loop voltage-to-frequency converter |
| JP3542978B2 (ja) * | 2001-05-29 | 2004-07-14 | 埼玉日本電気株式会社 | 周波数同期装置および周波数同期制御方法 |
| JP2003347936A (ja) * | 2001-11-02 | 2003-12-05 | Seiko Epson Corp | クロック整形回路および電子機器 |
| US6691031B2 (en) * | 2002-05-31 | 2004-02-10 | Magellan Corporation | Method and apparatus for substituting sensor data for satellite signal in GPS receiver |
| JP2006303598A (ja) * | 2005-04-15 | 2006-11-02 | Denso Corp | シリアル通信用同期信号発生装置 |
| US7459984B2 (en) * | 2005-05-26 | 2008-12-02 | Sirf Technology Holdings, Inc. | Method and apparatus for self-calibration and adaptive temperature compensation in GPS receivers |
| CN102436174A (zh) * | 2011-10-26 | 2012-05-02 | 东莞市泰斗微电子科技有限公司 | 一种守时设备晶振频率驯服方法及相应装置 |
| US9281823B2 (en) * | 2013-02-20 | 2016-03-08 | Si-Ware Systems | Single insertion trimming of highly accurate reference oscillators |
| CN109873640A (zh) * | 2018-12-28 | 2019-06-11 | 武汉依迅电子信息技术有限公司 | 振荡器频率控制方法及装置 |
| CN113377003B (zh) * | 2021-06-07 | 2022-08-30 | 北京酷鲨科技有限公司 | 一种铯和氢原子频标的相位调整方法及装置 |
| CN114384791A (zh) * | 2021-12-09 | 2022-04-22 | 上海通立信息科技有限公司 | 卫星时钟驯服方法、***、介质及设备 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3085511B2 (ja) * | 1994-11-24 | 2000-09-11 | 株式会社アドバンテスト | 基準周波数発生装置 |
-
1997
- 1997-08-18 JP JP9221384A patent/JPH1168557A/ja active Pending
-
1998
- 1998-08-18 US US09/135,781 patent/US6078224A/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011061421A (ja) * | 2009-09-09 | 2011-03-24 | Mitsubishi Electric Engineering Co Ltd | デジタル位相同期回路 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US6078224A (en) | 2000-06-20 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040218 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20050831 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060110 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20060516 |