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JP3268138B2 - 通信装置、周波数シンセサイザ及びシンセサイズ方法 - Google Patents

通信装置、周波数シンセサイザ及びシンセサイズ方法

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Publication number
JP3268138B2
JP3268138B2 JP23537994A JP23537994A JP3268138B2 JP 3268138 B2 JP3268138 B2 JP 3268138B2 JP 23537994 A JP23537994 A JP 23537994A JP 23537994 A JP23537994 A JP 23537994A JP 3268138 B2 JP3268138 B2 JP 3268138B2
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synthesizer
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賢一 田島
修司 西村
明夫 飯田
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Mitsubishi Electric Corp
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    • H03L7/107Details of the phase-locked loop for assuring initial synchronisation or for broadening the capture range using a variable transfer function for the loop, e.g. low pass filter having a variable bandwidth
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03DDEMODULATION OR TRANSFERENCE OF MODULATION FROM ONE CARRIER TO ANOTHER
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  • Power Engineering (AREA)
  • Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)
  • Channel Selection Circuits, Automatic Tuning Circuits (AREA)
  • Superheterodyne Receivers (AREA)
  • Transceivers (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、ダイレクトディジタ
ルシンセサイザを利用した周波数シンセサイザを用いた
通信装置に関するものである。特に、無線通信システム
に用いられる送受信装置および周波数シンセサイザの小
形化、高精度化に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図48は、例えば、山本平一他著「TD
MA通信」(電子通信学会)87ページから89ページ
や1993年電子情報通信学会春季大会B−198、特
開平3−284016号公報、特開平3−296318
号公報、特開平4−156712号公報などに示された
自動周波数制御(Auto Frequency Contril,以下AF
C)回路を有する受信装置をもとに作成した従来の受信
装置の構成例である。図において、1は低音増幅器(L
NA)、2a,2b,2cは帯域通過フィルタ(BP
F)、3a,3bはミクサ(MIX)、4は位相同期ル
ープ(PLL)シンセサイザ、5は温度補償水晶発振器
(TCXO)、6は高周波周波数変換器、7a,7bは
増幅器(AMP)、8は電圧制御水晶発振器(VCX
O)、9は低い周波数の周波数変換器、10はアナログ
−ディジタル変換器(A−D変換器)、11は周波数誤
差検出手段、12は周波数制御手段、13はメモリ、1
4はディジタル−アナログ変換器(D−A変換器)であ
る。高周波周波数変換器6はLNA1,BPF2a,M
IX3a,TCXO5,PLLシンセサイザ4とからな
る。ここでは、チャネル設定データに従い、PLLシン
セサイザ4の出力周波数を制御し、これにより受信周波
数を設定する。また、低い周波数の周波数変換器9はA
MP7a,BPF2b,MIX3b,VCXO8とから
なる。ここでは、VCXO8への制御電圧により受信周
波数を微調整できる。
【0003】次に、動作について説明する。図48に示
す従来の構成による受信装置においては、受信波を、高
周波周波数変換器6および低い周波数の周波数変換器9
とにより、低周波の中間周波(IF)信号に周波数変換
する。さらに、AMP7bで増幅し、BPF2cで濾波
することにより隣接周波数の他の受信波を抑制する。そ
して、A−D変換器10でA−D変換しディジタル量に
変換する。通常のディジタル通信用受信装置では、ディ
ジタル量で表現された受信波をディジタル演算で復調
し、伝送信号を取り出す。このとき受信波の中心周波数
と受信装置の受信周波数との間に差異があり、この周波
数誤差が大きくなると次第に復調性能(ディジタル伝送
方式の場合、符号誤り率)が劣化する。さらに、周波数
誤差が大きくなると受信波がBPF2cの通過帯域外と
なり受信できなくなる、などの現象を生じる。このよう
な現象は、音声伝送を主体としたSCPC(Single cha
nnel per carrier)方式など低伝送速度のシステムでは
顕著となる。
【0004】そのため、一般には図48に示す受信装置
のように、復調演算と別に周波数誤差検出手段11によ
りこの周波数誤差を検出し、VCXO8の周波数を制御
し、周波数誤差を補正する。すなわち、周波数誤差検出
手段11により得られた周波数誤差データに従い、周波
数制御手段12により受信周波数誤差を補正するような
周波数制御データを求め、この周波数制御データにより
メモリ13をアクセスする。ここでメモリ13にはVC
XO8の出力周波数対制御電圧のテーブル、ないしはV
CXO8の出力周波数の増分対制御電圧の増分のテーブ
ルが格納されており、周波数制御データによりVCXO
8への電圧データが出力される。そしてこの電圧データ
をD−A変換器14でVCXO8への制御電圧へ変換す
る。このような一連の周波数制御を指してAFCと呼
ぶ。
【0005】次に、図49にPLLシンセサイザ4の構
成を示す。図において、15は可変分周器、16は基準
波分周器、17は位相比較器、18はループフィルタ、
19は電圧制御発振器(VCO)、5は基準発振器とな
る温度補償水晶発振器(TCXO)、34はPLLであ
る。可変分周器15により周波数がN分周されたVCO
19の出力波と、基準波分周器16により周波数がR分
周されたTCXO5の出力波との周波数が一致するよう
PLLが動作する。従って、出力周波数foutはTC
XO5の出力周波数fxoのN/R倍(fout=(N
/R)・fxo)となる。このPLLシンセサイザ4に
おいては、チャネル設定データによる可変分周器15の
分周数Nの変更によって、出力周波数をfxo/Rの間
隔で周波数を切り換えることができる。
【0006】PLLシンセサイザ4のその他の構成とし
ては、図50に示す1981年5月に開催されたIEE
E 35th. Ann. Frequency control Symposiumの論文
集の406ページから414ページに掲載されたA.L.Br
amble quency Synthesisや米国特許US4965533
の構成がある。図50において、31はダイレクトディ
ジタルシンセサイザ(Direct DigitalSynthesizer:以
下DDS)、32は基準クロック、33は分周器であ
る。このPLLシンセサイザ4はPLL34の基準発振
器として、基準クロック32に同期したDDS31を用
いるものである。
【0007】図51にDDS31の構成を示す。図にお
いて、40は位相アキュームレータ、41はメモリ、4
2はディジタル−アナログ変換器、43はフィルタであ
る。このDDS31では位相アキュームレータ40にお
いて、複数ビットで示される周波数データ(Δφ)を入
力して累算し、位相データφに変換し出力する。メモリ
41には正弦波の振幅データsinφが格納されてお
り、位相データφに従い正弦波の振幅データsinφが
出力される。そしてD−A変換器42でアナログ波形に
変換される。以上のディジタル演算は、基準クロックに
同期し実施される。D−A変換器42の出力はフィルタ
43に入力され、フィルタ43で基準クロックや高調波
などのスプリアス成分が除去される。このDDS31で
は周波数データ(Δφ)のビット数を増加させることに
より、他の特性の劣化をきたさずに容易に高周波数分解
能が得られる。従って、DDS31を基準発振器とする
PLL34も容易に高周波数分解能が得られる。
【0008】DDS31には図52に示す構成のものも
あり、このDDS31は、周波数データ(Δφ)のビッ
ト数を増加させることにより、DDS31を高周波数分
解能とした場合のメモリ41の大容量化を避けるため、
メモリ41の代わりにCORDICアルゴリズムなどを
利用したsinφ演算回路44を設け、ディジタル演算
で正弦波の振幅データsinφを求めるものである。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】このような従来の構成
の受信装置で、例えば、SCPCで音声伝送を目的とし
た低シンボル速度の狭帯域ディジタル伝送を行う場合、
BPF2cが狭帯域となるため、AFCにおいて周波数
の設定精度を高める必要がある。従来の受信装置におい
ては、周波数制御データに対し、D−A変換器14、メ
モリ13およびVCXO8の組み合せで受信周波数を微
調整する。ここでVCXO8は、水晶共振器にバラクタ
ダイオードを結合させ周波数変調を行なう構成であり、
制御電圧により変調感度が変化する。そのため周波数設
定精度を高めるためには、メモリ13に格納する出力周
波数対制御電圧のテーブルのエントリー数を増やし、分
解能を高める必要がある。そのためメモリ13の容量が
大きくなる問題がある。
【0010】また、VCXO8は温度により出力周波数
およびその変調感度が変動する。そのため、周波数設定
精度の劣化が避けられない問題もある。
【0011】また、VCXO8の出力周波数対制御電圧
の特性は、各VCXOにより個別に異なるため、高精度
に周波数設定を行うためには、受信装置1台ごとに出力
周波数対制御電圧の特性データを計測し、メモリ13に
書き込む必要がある。そのため、受信装置が高コストと
なる問題もある。
【0012】従来、このようなAFCに関する問題に対
する解決案の1つとして、桑原守二監修「ディジタル移
動通信」(科学出版社)の269ページから271ペー
ジに示されたディジタル発振器を用い、ディジタル演算
で周波数誤差を補正する方法がある。図53にその構成
を示す。図において、35は復調器、36はディジタル
発振器である。この構成によると、周波数の設定精度を
高めることは容易である。しかしながら、周波数誤差が
大きく受信波がBPF2cの通過帯域外となるような場
合には、適用できない。
【0013】以上、受信装置のAFCにVCXO8を適
用した場合の問題について述べた。同様の構成は、送信
装置の送信周波数の制御にも用いられている。すなわ
ち、受信周波数の誤差より送信周波数の誤差を求め、送
信装置の局部発振器に用いているVCXO8を制御する
方法である。この場合でも、受信装置と同様にVCXO
8を用いるため、周波数設定精度を高めるためには、メ
モリ13の容量が大きくなる問題がある。あるいは、所
望の周波数設定精度が得られない装置が高コストとなる
などの問題もある。
【0014】次に、図49に示した従来の構成のPLL
シンセサイザを受信装置に適用した場合の問題について
述べる。一般に可変分周器で周波数を切り換えるPLL
シンセサイザの位相比較周波数fr(fr=fxo/
R)は、チャネルの周波数間隔と等しい。そのため、低
伝送速度のSCPC方式などチャネルの周波数間隔が狭
いシステムでは、PLLシンセサイザの位相比較周波数
frは低周波となる。この場合、次式で与えられるPL
Lシンセサイザの搬送波近傍の位相雑音PNは増加し、
通信品質や受信周波数選択度の劣化が生じる問題があ
る。
【0015】 PN= 10・LOG10{(fout/fr)2 ・(1/2)・(Ef/Kp)2 } (dBc/Hz) (1)
【0016】ここで、foutはPLL34の出力周波
数、Efはループフィルタの入力換算の雑音電圧、Kp
は位相比較器17の検波感度である。また、位相比較周
波数frが低周波となると、PLL34のループ帯域も
狭帯域となる。そのためPLL34の応答が低速とな
り、周波数切り換え時間が長時間化する問題がある。
【0017】図50に示すDDS31をPLL34の基
準発振器として用いたPLLシンセサイザ4は、これら
の欠点を克服するために提案されたものであり、DDS
31で周波数を変更するため可変分周器15を用いない
ので、位相比較周波数frを任意に選定できる。また、
DDS31で周波数を変更するため、位相雑音や周波数
の切替え時間など他の特性の劣化をきたすことなく、容
易に狭いチャネルの周波数を得ることができる。そのた
め、位相雑音の増加や周波数切替え時間の長時間化など
の問題は解決される。しかしながら、DDS31はディ
ジタル演算により正弦波を生成するため、量子化誤差に
起因するスプリアスレベルが高い問題がある。図54に
DDS31の出力スペクトルの一例を示す。スプリアス
は、PLL34の通過帯域内では増幅される。DDS3
1のスプリアスレベルをSPdds(dBc)、PPL
シンセサイザ4からの出力波のスプリアスレベルをSP
out(dBc)とすると、これらの関係は次式で与え
られる。
【0018】 SPout=10・LOG10(fout/fr)2 +SPdds =10・LOG10(N)2 +SPdds (dBc) (2)
【0019】そのため、この構成のPLLシンセサイザ
では、スプリアスレベルが高く、通信品質や周波数選択
度の劣化が生じる問題がある。そのため、この構成のP
LLシンセサイザに適用できる出力周波数foutは、
比較的低周波に限られている。
【0020】また、このような問題を解決するために、
DDS31の出力周波数(位相比較周波数)frを高め
る方法もあるが、図55に示すように、動作周波数に比
例し消費電力が増加する問題がある。
【0021】本発明は、上記のような問題点を解決する
ためになされたもので、低コストで高精度の周波数設定
が可能な通信装置と、周波数シンセサイザを得ることを
目的とする。また、低コストで構成度の周波数設定が可
能な通信方法と、シンセサイズ方法を得ることを目的と
する。
【0022】
【課題を解決するための手段】第1の発明は、通信装置
において、指定された周波数を持つ周期信号を発生する
局部発振器とその周期信号と他の信号とを混合するミク
サを有する周波数変換器と、受信信号の周波数と装置の
受信周波数との周波数誤差を検出する周波数誤差検出手
段と、上記周波数誤差を低減するように、上記局部発振
器から出力される周期信号の周波数を補正する周波数制
御手段とを備え、上記局部発振器は、上記周波数制御手
段の制御に基づき周期信号を発生するダイレクトディジ
タルシンセサイザを備えたことを特徴とする。
【0023】また、第2の発明は、通信装置において、
位相同期ループを備え、第1の周期信号を発生する位相
同期ループシンセサイザと、指定された周波数を持つ第
2の周期信号を発生するダイレクトディジタルシンセサ
イザとを備え、上記位相同期ループシンセサイザによ
り、第1の周期信号の周波数の粗設定を行い、上記ダイ
レクトディジタルシンセサイザにより、第2の周期信号
の周波数の微設定と通信を行う信号の周波数の補正を行
うことを特徴とする。
【0024】また、第3の発明は、通信装置において、
指定された周波数を持つ基準信号を発生するダイレクト
ディジタルシンセサイザを含む周波数シンセサイザと、
上記基準信号を入力する位相同期ループを有し、所定の
周波数を持つ周期信号を発生する位相同期ループシンセ
サイザとを備え、上記位相同期ループシンセサイザによ
り周期信号の周波数の粗設定を行い、上記ダイレクトデ
ィジタルシンセサイザにより周期信号の周波数の微設定
と通信を行う信号の周波数の補正を行うことを特徴とす
る。
【0025】また、第4の発明は、ホモダイン構成の通
信装置において、 指定された周波数を持つ基準信号を
発生するダイレクトディジタルシンセサイザを含む周波
数シンセサイザと、上記基準信号を入力する位相同期ル
ープを有し、所定の周波数を持つ周期信号を発生する位
相同期ループシンセサイザと、2つの単位ミクサとこれ
ら2つの単位ミクサを電気的に結合する回路を有する直
交ミクサとを備え、上記直交ミクサは、上記位相同期ル
ープシンセサイザから出力される周期信号を入力するこ
とを特徴とする。
【0026】また、第5の発明は、ホモダイン構成の通
信装置において、 指定された周波数を持つ第1の周期
信号を発生するダイレクトディジタルシンセサイザを含
む周波数シンセサイザと、位相同期ループを有し、第2
の周期信号を発生する位相同期ループシンセサイザと、
2つの単位ミクサとこれら2つの単位ミクサを電気的に
結合する回路を有する直交ミクサと、上記周波数シンセ
サイザと位相同期ループシンセサイザに接続され、上記
第1と第2の周期信号を混合して、上記直交ミクサに供
給する周波数変換器を備えたことを特徴とする。
【0027】また、第6の発明において、上記通信装置
は、上記ダイレクトディジタルシンセサイザをそれぞれ
有する受信装置と送信装置を備え、上記周波数制御手段
は周波数誤差に基づいて受信装置のダイレクトディジタ
ルシンセサイザを制御する補正データを出力することに
より、受信装置のダイレクトディジタルシンセサイザか
ら発生する周期信号の周波数を補正するとともに、上記
補正データを入力し送信装置の周波数シンセサイザを制
御する補正データを出力することにより、上記受信装置
のダイレクトディジタルシンセサイザから発生する周期
信号とは異なる周波数を持つ周期信号を送信装置の周波
数シンセサイザから発生させる変換手段を備えたことを
特徴とする。
【0028】また、第7の発明において、上記通信装置
は、さらに、周波数を補正する補正データを一時格納し
て修正する補正データ修正手段を備えたことを特徴とす
る。
【0029】また、第8の発明は、通信装置において、
受信装置と送信装置を備え、さらに、指定された周波数
を持つ基準信号を発生するダイレクトディジタルシンセ
サイザと、上記基準信号の周波数を補正する周波数制御
手段と、上記基準信号に同期した周期信号を発生する局
部発振器とを備え、上記局部発振器から出力される周期
信号を上記受信装置と送信装置に供給することを特徴と
する。
【0030】また、第9の発明において、上記通信装置
は、さらに、ドプラ周波数を演算して上記周波数制御手
段へ出力するドプラ周波数演算手段を備え、上記周波数
制御手段は、ドプラ周波数を補正するようにダイレクト
ディジタルシンセサイザを制御することを特徴とする。
【0031】また、第10の発明は、所望の周波数の信
号を発生する周波数シンセサイザにおいて、所定の周波
数の信号を発生するダイレクトディジタルシンセサイザ
と、上記ダイレクトディジタルシンセサイザからの信号
を分周する分周器と、上記分周器により分周された信号
の周波数を変換する周波数変換器と、上記周波数変換器
により周波数変換された信号を基準信号として入力し、
所望の周波数の信号を発生する位相同期ループとを備え
たことを特徴とする。
【0032】また、第11の発明において、上記周波数
シンセサイザは、さらに、上記周波数変換器と上記位相
同期ループの間に、上記周波数変換器により周波数変換
された信号を分周して位相同期ループの基準信号とする
分周器を備えたことを特徴とする。
【0033】また、第12の発明において、上記周波数
シンセサイザは、1つの発振器を備え、その発振器から
の信号に基づいて、上記ダイレクトディジタルシンセサ
イザに基準クロックを供給するとともに、上記周波数変
換器に局部発振信号を供給することを特徴とする。
【0034】また、第13の発明は、周波数シンセサイ
ザにおいて、所定の周波数の信号を発生するダイレクト
ディジタルシンセサイザと、上記ダイレクトディジタル
シンセサイザからの信号を基準信号として入力し、所望
の周波数の信号を発生する第1の位相同期回路と、上記
第1の位相同期回路からの信号を基準信号として所望の
周波数の信号を発生する第2の位相同期回路とを備えた
ことを特徴とする。
【0035】また、第14の発明は、上記周波数シンセ
サイザにおいて、上記ダイレクトディジタルシンセサイ
ザと上記分周器の間に、上記ダイレクトディジタルシン
セサイザからの信号のレベルを変換するレベル変換器を
備えたことを特徴とする。
【0036】また、第15の発明は、ダイレクトディジ
タルシンセサイザを備えた周波数シンセサイザにおい
て、周波数を指定するデータを入力し、周期信号の振幅
値を出力するディジタル演算手段と、雑音を発生する雑
音発生手段と、上記周期信号の振幅値と雑音を加算して
加算データを出力するディジタル加算器と、上記加算デ
ータを第1のアナログ信号に変換する第1のディジタル
−アナログ変換手段と、上記雑音を第2のアナログ信号
に変換する第2のディジタル−アナログ変換手段と、上
記第1と第2のアナログ信号を加算するアナログ加算器
を備えたことを特徴とする。
【0037】また、第16の発明は、ループフィルタを
有する位相同期ループを用いた周波数シンセサイザにお
いて、上記ループフィルタは、所定の遮断周波数を持つ
第1のフィルタと、上記第1のフィルタの遮断周波数よ
りも低い遮断周波数を持ち、選択的に位相同期ループに
挿入可能な第2のフィルタを備えたことを特徴とする。
【0038】また、第17の発明は、基準発振器からの
基準クロックを入力して動作するダイレクトディジタル
シンセサイザを備えた周波数シンセサイザにおいて、異
なる周波数の基準クロックを発生する複数の基準発振器
と、上記複数の基準発振器を選択的に切り換える切り換
え手段とを備えたことを特徴とする。
【0039】また、第18の発明において、上記ダイレ
クトディジタルシンセサイザは、周波数を指定するデー
タを入力し、基準クロックに同期して周期信号の振幅値
を出力するディジタル演算手段と、上記周期信号の振幅
値をアナログ波形に変換するディジタル−アナログ変換
器を備えていることを特徴とする。
【0040】また、第19の発明において、上記位相同
期ループシンセサイザは、周期信号の周波数の粗設定を
行い、上記ダイレクトディジタルシンセサイザは、周期
信号の周波数の微設定と補正を行うことを特徴とする。
【0041】また、第20の発明は、以下の工程を備え
た受信装置の通信方法である。受信信号の周波数とダイ
レクトディジタルシンセサイザからの発振信号とを混合
し受信信号の周波数を変換する周波数変換工程、周波数
を変換された受信信号の周波数と装置の受信周波数との
周波数誤差を検出する誤差検出工程、検出された周波数
誤差に基づいて発振信号の周波数の補正を指示する指示
工程、指示工程の指示に基づき、ダイレクトディジタル
シンセサイザにより発振信号の周波数を変更する周波数
変更工程。
【0042】また、第21の発明において、上記周波数
変換工程は、高周波信号を中間周波信号に変換する第1
の周波数変換工程と、中間周波信号を低周波に変換する
第2の周波数変換工程を有し、少なくとも第2の周波数
変換工程において、ダイレクトディジタルシンセサイザ
により発振信号の周波数を変更する周波数変更工程を備
えたことを特徴とする。
【0043】また、第22の発明において、上記周波数
変換工程は、高周波信号を中間周波信号に変換する第1
の周波数変換工程と、中間周波信号を低周波に変換する
第2の周波数変換工程を有し、少なくとも第1の周波数
変換工程において、ダイレクトディジタルシンセサイザ
により発振信号の周波数を変更する周波数変更工程を備
えたことを特徴とする。
【0044】また、第23の発明において、上記通信方
法は、さらに、第1の周波数変換工程において、受信信
号の粗同調を行う工程を備え、第2の周波数変換工程に
おいて、微同調を行う工程を備えたことを特徴とする。
【0045】また、第24の発明は、以下の工程を備え
たシンセサイズ方法である。ダイレクトディジタルシン
セサイザにより発振信号を発生する発振工程、上記発振
信号の周波数を分周する分周工程、上記分周された信号
の周波数を変換する変換工程、上記変換された信号を基
準信号として位相同期ループに入力して所望の周波数の
信号を発生させる位相同期工程。
【0046】また、第25の発明において、上記変換工
程と位相同期の間に、さらに、変換された信号を分周す
る分周工程を備えたことを特徴とする。
【0047】また、第26の発明は、以下の工程を備え
たシンセサイズ方法である。ダイレクトディジタルシン
セサイザにより発振信号を発生する発振工程、上記発振
信号を基準信号として第1の位相同期ループに入力して
第1の所望の周波数の信号を発生させる第1の位相同期
工程、上記第1の周波数信号を基準信号として第2の位
相同期ループに入力して第2の所望の周波数の信号を発
生させる第2の位相同期工程。
【0048】また、第27の発明は、以下の工程を有す
るダイレクトディジタルシンセサイザを用いたシンセサ
イズ方法である。ダイレクトディジタルシンセサイザの
振幅データに雑音を加算する工程、雑音を加算した振幅
データを第1のアナログ信号に変換する工程、雑音を第
2のアナログ信号に変換する工程、上記第1と第2のア
ナログ信号を加算して出力する工程。
【0049】また、第28の発明は、以下の工程を有す
るダイレクトディジタルシンセサイザを用いたシンセサ
イズ方法である。ダイレクトディジタルシンセサイザか
らの出力信号の近傍にスプリアスが出力されているかを
判断する工程、上記判断結果に基づいて、出力信号の周
波数を指定するデータと基準クロックの周波数とを変更
して上記ダイレクトディジタルシンセサイザに与える工
程。
【0050】
【作用】第1の発明に係る通信装置においては、周波数
の誤差を低減するための周波数の調整の手段としてDD
Sを用いる。DDSを用いることにより、高い精度で周
波数を合わせることが可能となり、量産性や経済性を高
めることができる。
【0051】第2の発明に係る通信装置においては、容
易に高い周波数設定精度が得られるDDSを用い、これ
で送受信周波数の設定誤差の補正を行うとともに、送受
信チャネルの微設定とを併せてを行う。これにより、P
LLシンセサイザのチャネル間隔を広げることができ、
位相比較周波数を高めることができる。従って、PLL
シンセサイザの位相雑音を低減でき、さらには、周波数
設定速度を高速化できる。また、その結果、簡易な構成
で良好な性能が得られるため、量産性や経済性を高める
ことができる。
【0052】第3の発明に係る通信装置においては、局
部発振器としてPLLシンセサイザを用い、その基準発
振器としDDSを含む周波数シンセサイザを用いる。送
受信周波数の微設定および設定周波数の誤差の補正をD
DSで行うことにより、PLLシンセサイザのチャネル
間隔を広げることができ、位相比較周波数を高めること
ができる。従って、このPLLシンセサイザの位相雑音
を低減でき、さらには、周波数設定速度を高速化でき
る。また、その結果、簡易な構成で良好な性能が得られ
るため、量産性や経済性を高めることができる。
【0053】第4の発明に係る通信装置は、直交ミクサ
を用いてベースバンド信号と高周波信号とを直接周波数
変換するホモダイン構成である。直交ミクサの搬送波源
としてPLLシンセサイザを用い、このPLLシンセサ
イザの基準発振器としてDDSを含む周波数シンセサイ
ザを用いる。送受信周波数の微設定および設定周波数の
誤差の補正をDDSで行うことにより、PLLシンセサ
イザのチャネル間隔を広げることができ、位相比較周波
数を高めることができる。従って、このPLLシンセサ
イザの位相雑音を低減でき、さらには、周波数渤定速度
を高速化できる。また、その結果、簡易な構成で良好な
性能が得られるため、量産性や経済性を高めることがで
きる。また、ホモダイン構成のように高周波の局部発振
器を1つしか必要としない構成であっても、従来の低周
波の局部発振器でおこなっていたAFCの機能を実現で
きる。
【0054】第5の発明に係る通信装置は、直交ミクサ
を用いてベースバンド信号と高周波信号とを直接周波数
変換するホモダイン構成である。この直交ミクサに供給
する搬送波源として、DDSを含む周波数シンセサイザ
からの出力信号と、PLLシンセサイザからの出力信号
とを周波数変換器で周波数混合した出力波を用いる。送
受信周波数の微設定および設定周波数の誤差の補正をD
DSで行うことにより、PLLシンセサイザのチャネル
間隔を広げることができ、位相比較周波数を高めること
ができる。従って、このPLLシンセサイザの位相雑音
を低減でき、さらには、周波数設定速度を高速化でき
る。また、その結果、簡易な構成で良好な性能が得られ
るため、量産性や経済性を高めることができる。また、
ホモダイン構成のように高周波の局部発振器を1つしか
必要としない構成であっても、従来の低周波の局部発振
器でおこなっていたAFCの機能を実現できる。
【0055】第6の発明に係る通信装置においては、周
波数誤差を低減するよう受信装置用局部発振器に用いる
DDSの出力周波数を制御する。そして、受信周波数の
周波数誤差情報から送信周波数の誤差を演算し、この誤
差情報により、受信装置と共通の基準発振器に同期する
送信装置用局部発振器用DDSの出力周波数を制御す
る。これにより、高周波数精度の水晶発振器を用いるこ
となしに送信周波数の設定精度を高めることができる。
また、その結果、送受信装置の経済性を高めることがで
きる。
【0056】第7の発明に係る通信装置においては、検
出された受信周波数の誤差情報あるいは送信周波数の補
正情報を一旦メモリに格納する。そして、このメモリの
内容を新たな情報で徐々に修正する。つまり、急激なメ
モリ内容の修正を避け、或る程度時定数を設定すること
により、異常な応答を緩和することができる。例えば、
送受信装置の振動による周波数飛びなど、突発的な変動
による制御ループの同期はずれなどの異常な応答を緩和
することができる。
【0057】第8の発明に係る通信装置においては、D
DSを用いた基準発振器を備え、この基準発振器に同期
した受信装置で周波数誤差を低減するようDDSの出力
周波数を制御する。そして、この基準発振器に送信装置
も同期させることにより、送信周波数も高精度に設定す
ることができる。これにより、高周波数精度の水晶発振
器を用いることなしに送信周波数の設定精度を高めるこ
とができる。また、その結果、送受信装置の経済性を高
めることができる。
【0058】第9の発明においては、高速な移動体、例
えば、航空機や飛翔体などに搭載された送受信装置を想
定している。ここでは、送受信装置の局部発振器にDD
Sを用い、移動に伴い発生するドプラ周波数の演算しこ
れを補正するようDDSの出力周波数を制御することに
より、送信周波数ないしは受信周波数あるいはその双方
を高精度に補正できる。
【0059】第10の発明に係る周波数シンセサイザ
は、DDSの出力を周波数分周し、さらに周波数変換器
で周波数をアップコンバージョンする構成の基準発振器
を有する。分周器で周波数分周することによりDDSの
スプリアスが抑制できる。また、周波数変換器でのアッ
プコンバージョンによりPLLへ入力する基準信号の周
波数を高め、PLLでの周波数逓倍数を低減できるの
で、これもスプリアスが抑制できる。また、周波数変換
器で周波数をアップコンバージョンすることにより、D
DSの動作周波数を高めることなくPLLへ入力する基
準信号の周波数を高めることができるので、DDSの消
費電力を低減できる。
【0060】第11の発明に係る周波数シンセサイザ
は、DDSの出力を周波数分周し、さらに周波数変換器
で周波数をアップコンバージョンし、さらに周波数分周
する構成の基準発振器を有する。2つの分周器で周波数
分周することによりDDSのスプリアスが大幅に抑制で
きる。また、周波数変換器でのアップコンバージョンに
よりPLLへ入力する基準信号の周波数を高め、PLL
での周波数逓倍数を低減できるので、さらにスプリアス
が抑制できる。また、周波数変換器で周波数をアップコ
ンバージョンすることにより、DDSの動作周波数を高
めることなくPLLの基準周波数を高めることができる
ので、DDSの消費電力を低減できる。
【0061】第12の発明に係る周波数シンセサイザ
は、DDSに入力する基準クロックと周波数変換器の局
部発振器とに共通の発振器を用いるので、低コスト化が
図れる。
【0062】第13の発明に係る周波数シンセサイザ
は、DDSの出力をPLLを2回通過させることによ
り、従来のPLLを1回通過させるものと比較し、より
スプリアスの低減が図れる。
【0063】第14の発明に係る周波数シンセサイザ
は、DDSの出力をTTLなどの論理回路を駆動するレ
ベルに変換することにより矩形波とするので、正弦波の
振幅誤差を抑制することが可能となり、スプリアスの低
減が図れる。
【0064】第15の発明に係る周波数シンセサイザ
は、DDSの振幅データに疑似ランダム雑音を加算し、
これを第1のD−A変換器により第1の出力波に変換す
るとともに、疑似ランダム雑音を別途第2のD−A変換
器により第2の出力波に変換する。従来より、疑似ラン
ダム雑音の付加によりDDSの量子化雑音を低減できる
ことが知られているが、さらに第1の出力波から第2の
出力波を差し引くことによりこの方式の欠点である雑音
レベルの増加を抑制することができる。
【0065】第16の発明に係る周波数シンセサイザ
は、周波数切り換え時にはPLLのループフィルタを低
次の広帯域フィルタとし、周波数切り換え後には高次の
狭帯域フィルタとすることにより、高速周波数切り換え
と、低スプリアス特性の双方を満たすループフィルタを
提供する。
【0066】第17の発明に係る周波数シンセサイザ
は、DDSのスプリアスの周波数が基準発振器の周波数
とDDSの出力周波数とから決まることに着目し、DD
Sからフィルタで濾波できない出力波近傍のスプリアス
が出力される周波数関係となる場合、基準発振器を切り
換えることにより低スプリアスな特性を得る。
【0067】第18の発明に係る通信装置は、ディジタ
ル演算手段と、ディジタル−アナログ変換器を備えたD
DSを備えているので、高い精度の周波数をもった信号
を発生することができる。
【0068】第19の発明に係る通信装置においては、
DSSを用いて周波数の補正を行うとともに、送受信チ
ャネルの微設定を合わせて行う。これにより、PLLシ
ンセサイザのチャネル間隔を広げることができ、位相比
較周波数を高めることができる。したがって、PLLシ
ンセサイザの位相雑音を低減でき、さらには、周波数設
定速度を高速化できる。
【0069】第20の発明に係る通信方法は、AFC回
路をもった受信装置において、周波数の変更をDDSに
より行うため、高い精度で周波数を合せることが可能に
なる。
【0070】第21の発明に係る通信方法は、高い周波
数の周波数変換工程と低い周波数の周波数変換工程を備
え、DDSにより低い周波数の変換を行うので、周波数
の補正を低い周波数の変換時に実行することができる。
【0071】第22の発明に係る通信方法は、高い周波
数の周波数変換工程においてDDSにより周波数の補正
を行う。
【0072】第23の発明に係る通信方法は、高い周波
数の周波数変換工程においてチャネルの粗同調を行い、
低い周波数の周波数変換工程においてチャネルの微同調
を行うので、高い周波数の周波数変換工程において変換
するチャネルの間隔を広げることができる。
【0073】第24の発明に係るシンセサイズ方法は、
DDSの出力信号を分周し、さらに、周波数変換器で周
波数を変換しているので、DDSのスプリアスを抑制す
る。また、周波数変換することにより、位相同期ループ
へ入力する基準信号の周波数を高める。したがって、P
Lの周波数逓倍数を低減でき、スプリアスをさらに抑
制する。
【0074】第25の発明に係るシンセサイズ方法は、
周波数を分周するので、スプリアスをさらに抑制する。
【0075】第26の発明に係るシンセサイズ方法は、
2つのPLLを用いることにより、PLLを一度通過さ
せるものと比べてスプリアスをより抑制する。
【0076】第27の発明に係るシンセサイズ方法は、
DDSが内部出用いている振幅データに雑音を加算し、
アナログ信号に変換する。また、雑音をアナログ信号に
変換し、2つのアナログ信号を加算することにより、振
幅データによって生ずる量子化雑音を低減する。
【0077】第28の発明に係るシンセサイズ方法は、
DDSからの出力信号の近傍にスプリアスが出力されて
いるかを判断し、基準クロックの周波数と出力信号の周
波数を指定するデータを変更することにより、DDSか
らの出力信号の近傍にスプリアスが出現するのを防止す
る。
【0078】
【実施例】実施例1. この実施例に係る受信装置においては、受信波の中心周
波数と受信装置の受信周波数との周波数誤差情報を検出
する検出手段とを有し、この検出手段により検出される
周波数誤差情報を低減するよう受信周波数の微調整を行
なうDDSを用いる構成とする。
【0079】以下、実施例1に係る受信装置の一実施例
を図に基づいて説明する。図1において、101はDD
Sを用いたシンセサイザであり、図48に示した従来例
と同一ないしは相当部分には、同一符号を付している。
DDSを用いたシンセサイザ101は、図2に示すよう
に、DDS31をミクサ3、BPF2および増幅器7と
からなる周波数変換部102で周波数変換する直接合成
方式のシンセサイザである。また、図3,図4に示すよ
うに、図51と図52に示したDDS単体のものでもよ
い。また、図5に示すように、図50に示したDDSと
PPLと組み合せたものでもよい。
【0080】次に、動作を説明する。本実施例の構成に
よる受信装置においては、周波数制御手段12におい
て、周波数制御データを生成する動作までは従来の構成
と同一である。しかしながら、本実施例の受信装置のA
FCにおける周波数制御データは、DDSを用いたシン
セサイザ101に用いるDDS31の周波数設定データ
とすることができ、メモリやD−A変換器を用いること
なく直接ディジタルデータにより周波数制御できる。
【0081】図3を用いて動作をさらに詳しく説明す
る。周波数誤差検出手段11は、周波数誤差に比例した
周波数誤差データを出力する。周波数誤差データは、周
波数制御手段12に入力され、周波数制御データΔφと
なる。位相アキュームレータ40は、基準クロック32
を用いて周波数制御データΔφを累積加算し、位相デー
タφを出力する。位相アキュームレータ40では、図6
の最上段の信号波形図で示される基準クロックの出力の
タイミングを基準として、周波数制御データΔφを累積
して、図6の中段の信号波形図で示される位相データφ
を出力する。位相アキュームレータ40は、累算された
位相が2πになると累算された位相を0にリセットし、
0〜2πの値を繰り返し出力する。この基準クロック
は、出力信号の1周期に2回以上のクロックが含まれる
ように構成されている。図6の中段の信号波形図には、
周波数制御データΔφの値が小さくなり、0〜2πまで
の累積時間が長くなるに従って、位相アキュームレータ
40において生じる三角波の周期間隔が広くなる場合を
示している。。メモリ41は、図7に示すように、デー
タφをアドレスデータとして位相に対応する波形データ
(振幅データ)をルックアップテーブルとして保持して
いる。図7に示すように、位相データφは、メモリ41
に格納された振幅データに対応した位相を表している
が、同時にメモリ41のアドレスを表しており、これに
よって振幅データを読み出す。振幅データは、D−A変
換器42によってアナログ値に変換され、必要な周波数
成分を取り出すためにフィルタ43を通過させる。通
常、フィルタ43はLPFが用いられるが、ナイキスト
の折り返し周波数を利用する場合は、BPFを用いてよ
り高い周波数を発生させることもできる。フィルタ43
を通過したアナログ信号は、図6の下段に示すような出
力信号となり、ミクサ3bに出力される。このようにし
て、受信信号の周波数が高ければ、周波数データΔφの
値がおおきくなり、DDS31の出力信号の周波数を高
くし、周波数を同じにするように働く。逆に、受信信号
の周波数が低くなれば、周波数データΔφの値が小さく
なり、DDS31の出力信号の周波数を低くし、周波数
を同じにするように働く。このようにして、受信信号と
同一周波数を持つ出力信号が得られる。
【0082】このようにして、受信装置は、DDS31
が、周波数制御データΔφを入力し基準クロックを用い
て上記出力信号を生成することにより、広範囲に設定し
た又は変化する上記受信信号の周波数に追従できる信号
を生成することができる。
【0083】以上のように、この実施例は、ミクサと局
部発振器とからなる周波数変換器を備えた受信装置であ
って、受信波の中心周波数と受信装置の受信周波数との
周波数誤差情報を検出する検出手段とを有し、前記検出
手段により検出される周波数誤差情報を低減するよう前
記局部発振器の出力周波数を制御する周波数制御手段を
有する受信装置において、前記局部発振器として、基準
クロックに同期して周期関数の波形の振幅値を出力する
ディジタル演算手段と前記ディジタル演算手段の出力を
アナログ波形に変換するD−A変換器とからなるダイレ
クトディジタルシンセサイザを有する周波数シンセサイ
ザを用いたことを特徴とする。
【0084】本構成による受信装置では、VCXO8、
メモリ13やD−A変換器14が不要で、装置の簡易化
が図れ、製造コストを低減できる効果がある。さらに、
VCXO8の出力周波数対制御電圧の特性を測定する必
要もなく、また、これら測定データのメモリ13への書
込が不要となるため、装置の製造コストを低減できる効
果がある。また、DDS31の周波数設定精度は基準ク
ロック32に依存するが、相対精度は正確であり、受信
周波数の設定誤差が少なく符号誤り率の劣化が少ない受
信装置が得られる効果もある。
【0085】以上述べた実施例1に係る説明では、受信
装置を例に取り説明したが、図8に示すように、同様の
構成が送信装置についても適用可能である。図8におい
、57は高出力増幅器(HPA)、58は送信用周波
数変換器である。
【0086】次に、動作を説明する。図示していない変
調器により変調された変調波を入力し、ミクサ3bで周
波数変換を行う。そして、その信号を周波数変換器58
内のミクサ3aでRF信号に周波数変換し、HPA57
で増幅し出力する。ミクサ3bの搬送波源として、DD
Sを用いたシンセサイザ101を用いる。そして、周波
数制御手段12からの周波数制御データを、DDSを用
いたシンセサイザ101に入力し、周波数の制御を行う
ことにより、送信装置においても受信装置と同様の効果
を奏する。
【0087】実施例2. この実施例に係る送信装置あるいは受信装置において
は、局部発振器を2つ以上有する構成であり、受信周波
数あるいは送信周波数の誤差を低減するよう局部発振器
の出力周波数を制御する周波数制御手段を有し、高周波
の周波数変換に用いる第1の局部発振器として位相同期
ループ構成の周波数シンセサイザを用い、中間周波の周
波数変換に用いる第2の局部発振器としてDDSを含む
周波数シンセサイザを用い、第1の局部発振器で送受信
チャネルの粗設定を、第2の局部発振器で送受信チャネ
ルの微設定と送受信周波数の設定誤差の補正とを行う構
成とする。
【0088】実施例2に係る受信装置ないしは送信装置
の一実施例を図に基づいて説明する。ここでは、まず受
信装置を例にとり説明を実施する。図9において、10
3は加算器であり、図1と同一ないしは相当部分には、
同一符号を付している。またDDSを用いたシンセサイ
ザ101としては、実施例1と同様の構成を想定してい
る。
【0089】次に、動作を説明する。この受信装置で
は、実施例1でのAFCに用いるDDSを用いたシンセ
サイザ101が、AFCの他に受信チャネル設定の役割
を持っている。つまり、PLLシンセサイザ4で粗い周
波数設定、例えば、10チャネルごとの設定を行う。そ
して、DDSを用いたシンセサイザ101で細かな周波
数設定を、例えば、10チャネル分の設定を行う。そし
て、加算器103においてAFCによる周波数制御デー
タとチャネル設定データを加算し、これをDDS31の
周波数設定データとする。
【0090】図10は、チャネル設定データの一例を示
す図である。チャネル設定データは、図示していない
が、CPUやマイクロプロセッサを持ったチャネル設定
回路から与えられるものである。この実施例のチャネル
設定回路は、図10に示すようなチャネル設定データを
受信回路に供給する。図10に示す(a)は粗同調を行
う場合のチャネル設定データを示し、(b)は微同調を
行う場合のチャネル設定データを示している。粗同調を
行う場合には、100kHz単位の指定を行い、微同調
を行う場合には、10kHz単位の指定を行う。例え
ば、1200.11MHzのチャネルに設定したい場合
には、粗同調のチャネル設定データとして、‘001’
を粗同調用のチャネル設定データとする。また、‘00
01’を微同調用のチャネル設定用データとする。微同
調用のチャネル設定データは、周波数制御データΔφと
加算され、DDSを用いたシンセサイザ101に入力さ
れる。従って、DDSを用いたシンセサイザ101は、
チャネルの微同調を行うとともに、併せて周波数の補正
を行う。
【0091】このように、DDSを用いたシンセサイザ
101で細かな周波数設定を行うことにより、PLLシ
ンセサイザ4のチャネル間隔を粗くすることができる。
従って、PLLシンセサイザ4の位相比較周波数frを
高めることが可能となり、式(1)の位相雑音PNを低
減できる効果がある。また、周波数切り換え速度を速め
る効果もある。当然、AFCにDDS31を用いる効果
により実施例1と同様の効果も奏する。
【0092】以上述べた実施例1あるいは2に係る受信
装置では、IF信号をA−D変換し、復調する構成の受
信装置について示した。その他に図11に示すように、
IF帯の直交ミクサ53で準同期検波し、そのベースバ
ンド出力をA−D変換し復調する構成であってもよく、
同様の効果を奏する。図11において、50a,50b
は単位ミクサ、51は同相分配器、52は逆相分配器、
53は単位ミクサ50a、50b、同相分配器51、逆
相分配器52とからなる直交ミクサ、54a,54bは
直交ミクサの出力を濾波する低域通過フィルタ(LP
F)、55a,55bはベースバンド増幅器である。図
1や図9の受信装置では、ディジタル信号処理でIF信
号から時間的に遷移する直交座標の値を求めているが、
図11ではこれを直交ミクサで求めている。その他は全
く同じであり、同様の効果を奏する。
【0093】以上述べた実施例2に係る説明では、受信
装置を例にとり説明を実施した。同様の構成が図12に
示すように、送信装置にも適用可能である。図12にお
いて、56a,56bはD−A変換器、57は高出力増
幅器(HPA)、58は送信用周波数変換器である。
【0094】次に、動作を説明する。変調波の座標点を
与えるI,QのデータをD−A変換器56a,56bに
て電圧波形に変換する。そして、ベースバンド増幅器5
5a,55b、LPF54a,54bを介し直交ミクサ
53で変調を行う。そして、送信用周波数変換器58内
のミクサ3aでRF信号に周波数変換し、HPA57で
増幅し、出力する。ここで、直交ミクサ53の搬送波源
として、DDSを用いたシンセサイザ101を用いる。
そして、周波数制御手段12からの周波数制御データと
細かなチャネル設定データとを加算器103で加算し、
その結果を持ってDDSを用いたシンセサイザ101を
制御してやれば、受信装置と同様の効果を奏する。
【0095】以上のように、この実施例は、局部発振器
を2つ以上有し、受信周波数あるいは送信周波数の誤差
を低減するよう局部発振器の出力周波数を制御する周波
数制御手段を有する受信装置ないしは送信装置におい
て、高周波の周波数変換に用いる第1の局部発振器とし
て位相同期ループ構成の周波数シンセサイザを用い、中
間周波の周波数変換に用いる第2の局部発振器として基
準クロックに同期して周期関数の波形の振幅値を出力す
るディジタル演算手段と前記ディジタル演算手段の出力
をアナログ波形に変換するD−A変換器とからなるダイ
レクトディジタルシンセサイザを含む周波数シンセサイ
ザを用い、前記第1の局部発振器で送受信チャネルの粗
設定を行い、前記第2の局部発振器で送受信チャネルの
微設定と送受信周波数の設定誤差の補正とを行うことを
特徴とする。
【0096】実施例3. この実施例に係る送信装置あるいは受信装置において
は、DDSを用いた低い周波数の周波数シンセサイザ
と、低い周波数の周波数シンセサイザを基準発振器と
し、かつ可変分周器を有する位相同期ループ構成の高周
波周波数シンセサイザとを備え、送受信周波数の粗設定
を可変分周器の分周数の変更により行い、送受信周波数
の微設定および設定周波数の誤差の補正をDDSで行う
構成とする。
【0097】実施例3に係る受信装置ないしは送信装置
の一実施例を、図に基づいて説明する。ここでは、まず
受信装置を例にとり説明を実施する。図13において、
1と同一ないしは相当部分には、同一符号を付してい
る。また、DDSを用いたシンセサイザ101として
は、実施例1と同様の構成を想定している。
【0098】次に、動作を説明する。この受信装置で
は、実施例2と同様、AFCおよび細かな受信チャネル
の設定にDDSを用いたシンセサイザ101を用い、粗
い周波数設定にPLLシンセサイザ4を用いている。つ
まり、PLLシンセサイザ4の可変分周器15の分周数
の変更で粗い周波数変更を行い、細かな周波数変更をD
DS31を用いて行う。そして、加算器103において
AFCによる周波数制御データとチャネル設定データを
加算し、これをDDS31の周波数設定データとする。
実施例2と異なるのは、PLLシンセサイザ4の基準発
振器としてDDSを用いたシンセサイザ101を用いて
いる点である。
【0099】本構成によっても、実施例2と同様、PL
Lシンセサイザ4のチャネル間隔を粗くすることができ
るため、PLLシンセサイザの位相比較周波数frを
高めることが可能となり、式(1)の位相雑音PNを低
減できる効果がある。また、周波数切り換え速度を速め
る効果もある。当然、AFCにDDS31を用いる効果
により、実施例1と同様の効果も奏する。さらに、実施
例1,2と異なり、受信装置の高周波段にシンセサイザ
機能を集約することにより、ミクサ3aからの出力は1
チャネル分の帯域幅しかなく、BPF2bで帯域を制限
することにより、隣接チャネルとの干渉を抑制できる効
果を奏する。
【0100】以上述べた説明では、PLLシンセサイザ
4として可変分周器15を用いた場合について説明した
が、固定分周を用いる場合であってもよい。その場合、
チャネル設定とAFCを、DDSを用いたシンセサイザ
101を用いればよく、同様の効果を奏する。
【0101】以上述べた実施例3に係る受信装置では、
IF信号をA−D変換し、復調する構成の受信装置につ
いて示した。その他に図14に示すように、IF帯の直
交ミクサで準同期検波し、そのベースバンド出力をA−
D変換し、復調する構成であってもよく、同様の効果を
奏する。
【0102】以上述べた実施例3に係る説明では、受信
装置を例にとり説明を実施した。同様の構成は図15に
示すように、送信装置にも適用可能であり、受信装置と
同様の効果を奏する。
【0103】以上のように、この実施例は、基準クロッ
クに同期して周期関数の波形の振幅値を出力するディジ
タル演算手段と、前記ディジタル演算手段の出力をアナ
ログ波形に変換するD−A変換器とからなるダイレクト
ディジタルシンセサイザを用いた低い周波数の周波数シ
ンセサイザと、前記低い周波数の周波数シンセサイザを
基準発振器とし、かつ可変分周器を有する位相同期ルー
プ構成の高周波周波数シンセサイザとを備える受信装置
ないしは送信装置であって、送信ないしは受信周波数の
粗設定を前記可変分周器の分周数の変更により行い、前
記ダイレクトディジタルシンセサイザで送信ないしは受
信周波数の微設定および設定周波数の誤差の補正とを行
うことを特徴とする。
【0104】実施例4. 以上述べた実施例1から3では、ヘテロダイン構成の送
受信装置について説明を実施した。この実施例に係る送
信装置あるいは受信装置においては、直交ミクサを用い
てベースバンド信号と高周波信号とを直接周波数変換す
るホモダイン構成であり、直交ミクサに供給する搬送波
源として、DDSを用いた低い周波数の周波数シンセサ
イザを基準発振器とする位相同期ループ構成の高周波周
波数シンセサイザを用いる構成とする。
【0105】実施例4に係わる送信装置ないしは受信装
置ではRF帯の直交ミクサ53で準同期検波を行うホモ
ダイン構成の場合であり、これを図に基づいて説明す
る。ここでは、まず受信装置を例にとり説明を実施す
る。このようなホモダイン構成の場合、局部発振器を1
つしか必要としないため、従来のように低周波のVCX
O8でAFCを行うことができない問題があった。図1
6において、図11と同一ないしは相当部分には、同一
符号を付している。また、DDSを用いたシンセサイザ
101としては、実施例1と同様の構成を想定してい
る。
【0106】次に、動作を説明する。この受信装置で
は、LNA1で受信波を増幅し、BPF2で濾波した上
でRF帯の直交ミクサ53に入力する。直交ミクサ53
では、受信波と搬送波とのアナログ的な乗算により、受
信波の時間的に遷移する変調信号の直交座標点が出力さ
れる。これをLPF54a,54bで濾波し、ベースバ
ンド増幅器55で増幅し、所望のレベルとした上でA−
D変換器10a,10bに入力する。A−D変換されデ
ィジタルデータとなった受信波の座標データより、伝送
情報を復調すると同時に、周波数誤差検出手段11によ
り周波数誤差データを抽出する。周波数制御手段12に
より、周波数誤差データに従い、PLLシンセサイザ4
の基準発振器であるDDSを用いたシンセサイザ101
を制御し、周波数誤差を低減するよう制御する。ここで
実施例2と同様、周波数制御データに加算器103によ
り細かなチャネル設定データを加算してもよい。
【0107】このようなホモダイン構成の受信装置にお
いては、構成が簡易である利点がある。しかし、直交ミ
クサ53の搬送波の入力は1つなので、AFCを必要と
する場合、搬送波源であるPLLシンセサイザ4の基準
発振器としてVCXO8を用いる必要がある。この場
合、VCXO8の出力周波数は、PLLシンセサイザ4
で周波数逓倍されるためより高度なVCXO8の制御技
術を必要とし、実際には実現が困難であった。しかしな
がら本実施例の構成によれば、DDS31により厳密な
周波数の相対精度が実現できるため、ホモダイン構成で
あっても容易にAFCを用いることができる効果があ
る。
【0108】以上述べた本構成固有の効果の他、実施例
2および3と同様、PLLシンセサイザ4のチャネル間
隔を粗くすることができるため、PLLシンセサイザ8
の位相比較周波数frを高めることが可能となり、式
(1)の位相雑音PNを低減できる効果がある。また、
周波数切り換え速度を速める効果もある。当然、AFC
にDDS31を用いる効果により、実施例1と同様の効
果も奏する。
【0109】以上述べた説明では、PLLシンセサイザ
4として可変分周器15を用いた場合について説明した
が、固定分周を用いる場合であってもよい。その場合、
チャネル設定とAFCを、DDSを用いたシンセサイザ
101を用いればよく、同様の効果を奏する。
【0110】以上述べた実施例4に係る説明では、受信
装置を例にとり説明を実施した。同様の構成は、図17
に示すように送信装置にも適用可能である。図17で
は、RF帯の直交ミクサ53を用い、DDSを用いたシ
ンセサイザ101を基準発振器とするPLLシンセサイ
ザ4の出力波を変調している。このように送信装置は受
信装置と同様の構成であり、本実施例により受信装置と
同様の効果を奏する。
【0111】以上のように、この実施例は、Iチャネル
およびQチャネルに対応する2つの単位ミクサと、前記
2つの単位ミクサを電気的に結合する90度ハイブリッ
ド回路とからなる直交ミクサを用い、ベースバンド信号
と高周波信号とを直接周波数変換するホモダイン構成の
受信装置ないしは送信装置において、前記直交ミクサに
供給する搬送波源として、基準クロックに同期して周期
関数の波形の振幅値を出力するディジタル演算手段と前
記ディジタル演算手段の出力をアナログ波形に変換する
D−A変換器とからなるダイレクトディジタルシンセサ
イザを用いた低い周波数の周波数シンセサイザと、前記
低い周波数の周波数シンセサイザを基準発振器とする位
相同期ループ構成の高周波周波数シンセサイザを用いた
ことを特徴とする。
【0112】実施例5. この実施例に係る送信装置あるいは受信装置において
は、直交ミクサを用いてベースバンド信号と高周波信号
とを直接周波数変換するホモダイン構成であり、直交ミ
クサに供給する搬送波源として、DDSを用いた低い周
波数の周波数シンセサイザと、位相同期ループ構成の高
周波周波数シンセサイザとを周波数変換器で周波数混合
した出力波を用いる構成とする。
【0113】実施例5に係る送信装置ないしは受信装置
は、RF帯の直交ミクサ53で準同期検波を行うホモダ
イン構成の場合であり、これを図に基づいて説明する。
ここでは、まず受信装置を例にとり説明を実施する。実
施例4の場合と同様、このようなホモダイン構成の場
合、局部発振器を1つしか必要としないため、従来のよ
うに、低周波のVCXO8でAFCを行うことができな
い問題があった。図18において、59はミクサ3およ
びBPF2bとからなる周波数変換器であり、DDSを
用いたシンセサイザ101とPLLシンセサイザ4の出
力波を合成し、直交ミクサ53に搬送波源として供給す
る機能を有する。図において、図11と同一ないしは相
当部分には、同一符号を付している。また、DDSを用
いたシンセサイザ101としては、実施例1と同様の構
成を想定している。
【0114】次に、動作を説明する。この受信装置は実
施例4と比較し、直交ミクサ53の搬送波源以外は同じ
構成である。搬送波源は、DDSを用いたシンセサイザ
101とPLLシンセサイザ4の出力波を周波数変換器
59で合成する構成である。DDSを用いたシンセサイ
ザ101の周波数を受信装置の周波数誤差を低減するよ
う制御する。ここで実施例2と同様、周波数制御データ
に加算器103により細かなチャネル設定データを加算
してもよい。PLLシンセサイザ4では、粗いチャネル
設定を行っている。
【0115】この実施例5の搬送波源は、実施例4と比
較し、利点としてはDDS31の出力波がPLLシンセ
サイザ4で周波数逓倍されないため、周波数逓倍による
式(2)で与えられるスプリアスの増加がない点であ
る。欠点としては、周波数変換器59が必要で構成がや
や複雑となる点である。その他については、実施例4の
場合と全く同様の効果を奏する。
【0116】以上述べた実施例5に係る説明では、受信
装置を例にとり説明を実施した。同様の構成は、図19
に示すように送信装置にも適用可能であり、受信装置と
同様の効果を奏する。
【0117】以上のように、この実施例は、Iチャネル
およびQチャネルに対応する2つの単位ミクサと、前記
2つの単位ミクサを電気的に結合する90度ハイブリッ
ド回路とからなる直交ミクサを用い、ベースバンド信号
と高周波信号とを直接周波数変換するホモダイン構成の
受信装置ないしは送信装置において、基準クロックに同
期して周期関数の波形の振幅値を出力するディジタル演
算手段と前記ディジタル演算手段の出力をアナログ波形
に変換するD−A変換器とからなるダイレクトディジタ
ルシンセサイザを用いた低い周波数の周波数シンセサイ
ザと、位相同期ループ構成の高周波周波数シンセサイザ
とを備え、前記直交ミクサに供給する搬送波源として前
記低い周波数の周波数シンセサイザと前記高周波周波数
シンセサイザとを周波数変換器で周波数混合した出力波
を用いたことを特徴とする。
【0118】実施例6. この実施例に係る送受信装置においては、第1のDDS
を用いた第1の局部発振器を備えた受信装置を備え、受
信波の中心周波数と受信周波数との周波数誤差情報を検
出する検出手段により検出される周波数誤差を低減する
よう第1のDDSの出力周波数を制御するとともに、第
1の局部発振器と共通の基準発振器に同期する送信装置
用の第2の局部発振器を備え、受信周波数の周波数誤差
情報から送信周波数の補正値への変換手段を備え、第2
の局部発振器に変換手段の出力に従い送信周波数を変更
する第2のDDSを備えた構成とする。
【0119】以下、実施例6に係る送受信装置の一実施
例を図に基づいて説明する。図20において、104は
受信周波数の誤差を送信周波数の誤差に変換する手段
(以下、変換手段)であり、図11と同一ないしは相当
部分には、同一符号を付している。また、DDSを用い
たシンセサイザ101a,101bとしては、実施例1
のDDSを用いたシンセサイザ101と同様の構成を想
定している。
【0120】次に、動作を説明する。本実施例の構成に
よる送受信装置においては、受信周波数制御手段12に
おいて、周波数制御データを生成する動作までは従来の
構成と同一である。しかしながら、本実施例の送受信装
置のAFCにおける周波数制御データは、実施例1から
5と同様、DDSを用いたシンセサイザに用いるDDS
31の周波数設定データであり、メモリやD−A変換器
を用いることなく、直接ディジタルデータにより周波数
制御できる。ここではさらに、受信AFCの情報をもと
に送信周波数の誤差を補正する。本実施例では周波数誤
差データから変換手段104で送信周波数の補正値をデ
ィジタル演算により求め、送信装置用のDDSを用いた
シンセサイザ101bの出力周波数を制御する。
【0121】受信用周波数と送信用周波数は、異なって
いるため、受信周波数制御手段12が生成する周波数制
御データを、そのまま送信周波数を制御するためのDD
Sを用いたシンセサイザ101bに入力することができ
ない。そこで、変換手段104は、送信周波数に併せた
送信周波数制御データを発生して、DDSを用いたシン
セサイザ101bに出力する。
【0122】本構成による受信装置では、実施例1から
5と同様、メモリとメモリへの書込やD−A変換器が不
要で、装置の簡易化が図れ、製造コストを低減できる効
果がある。またDDS31を用いるため周波数設定が高
精度となる効果もある。
【0123】以上述べた実施例6に係る説明では、DD
Sを用いたシンセサイザ101a,101bで、AFC
により送受信周波数の微調整を行う例について示した。
図21に示すように、DDSを用いたシンセサイザ10
1a,101bでAFCのみならず、送受信チャネルの
細かな設定を行ってもよい。その場合、PLLシンセサ
イザ4のチャネル間隔を広げ、基準周波数を高めること
が可能となる。従って、実施例2と同様、位相雑音を低
減し、周波数切り換え速度を速める効果がある。
【0124】以上の説明では、受信装置としてIF信号
をA−D変換する構成を示したが、図11に示すよう
な、IF信号を準同期検波し、そのIQ信号をA−D変
換する構成であってもよく、同様の効果を奏する。ま
た、図16に示すような、RF信号を準同期検波し、そ
のIQ信号をA−D変換するホモダイン構成であっても
よく、同様の効果を奏する。
【0125】以上の説明では、送信装置としてIF信号
を直交ミクサで変調する構成を示したが、図17に示す
ような、RF信号を直交ミクサで変調するホモダイン構
成であってもよく、同様の効果を奏する。
【0126】以上のように、この実施例は、基準クロッ
クに同期して周期関数の波形の振幅値を出力するディジ
タル演算手段と前記ディジタル演算手段の出力をアナロ
グ波形に変換するD−A変換器とからなる第1のダイレ
クトディジタルシンセサイザを用いた第1の局部発振器
を備えた受信装置を備え、受信波の中心周波数と受信周
波数との周波数誤差情報を検出する検出手段とを備え、
前記受信装置に前記検出手段により検出される周波数誤
差を低減するよう前記第1のダイレクトディジタルシン
セサイザの出力周波数を制御する周波数制御手段を備
え、受信装置に用いる前記第1の局部発振器と共通の基
準発振器に同期する送信装置用の第2の局部発振器を備
え、前記検出手段により検出される受信周波数の周波数
誤差情報から送信周波数の補正値への変換手段を備え、
前記第2の局部発振器に前記変換手段の出力に従い送信
周波数を変更する第2のダイレクトディジタルシンセサ
イザを備えたことを特徴とする。
【0127】実施例7. この実施例に係る送受信装置においては、実施例6に示
した送受信装置に加え、検出手段により検出された受信
周波数の誤差情報あるいは変換手段から出力された送信
周波数の補正値を格納するメモリを有し、このメモリに
格納されたデータに従い、出力周波数を制御する第2の
DDSを送信装置用局部発振器に備えた構成とする。
【0128】以下、実施例7に係る送受信装置の一実施
例を図に基づいて説明する。図22において、105は
積分手段、106はメモリであり、図21と同一ないし
は相当部分には、同一符号を付している。また、DDS
を用いたシンセサイザ101a,101bとしては、実
施例1のDDSを用いたシンセサイザ101と同様の構
成を想定している。
【0129】次に、動作を説明する。本実施例の構成に
よる送受信装置においては、受信装置のAFCにより送
信周波数の制御を行う点では実施例6と同じである。本
実施例は、この実施例6の構成に送信周波数の制御デー
タの積分手段105とその積分値を保存するメモリ10
6を設けたものである。この積分手段105は、送信周
波数の制御データの時間変化に時定数を与えるために設
けたものである。この積分手段105により、突発的な
受信波のふらつき(急峻なフェージング)や振動等によ
る受信装置の周波数変動による受信AFCの乱れ、例え
ば周波数とび、などの影響による急激な送信周波数の変
化を抑制することができる効果がある。
【0130】AFCに加え、送受信チャネルの細かな設
定をDDSを用いたシンセサイザ101a,101bで
行う場合については、図23に示すように、積分手段1
05を加算器103bの前に設けてやればよく、同様の
効果を奏する。
【0131】以上のように、この実施例は、送受信装置
において、検出手段により検出された受信周波数の誤差
情報ないしは変換手段から出力された送信周波数の補正
値をメモリに時定数をかけながら格納あるいは修正し、
この前記メモリに格納されたデータに従い、周波数を制
御する第2のダイレクトディジタルシンセサイザを送信
装置用局部発振器に備えたことを特徴とする。
【0132】実施例8. この実施例に係る送受信装置においては、DDSを用い
た基準発振器を備え、この基準発振器に同期した受信装
置を備え、この受信装置の受信周波数と受信波の中心周
波数との周波数誤差情報を検出する検出手段および検出
手段により検出される周波数誤差を低減するようDDS
の出力周波数を制御する周波数制御手段を備え、基準発
振器に同期した送信装置を備えた構成とする。
【0133】以下、実施例8に係る送受信装置の一実施
例を図に基づいて説明する。図24において、110は
周波数制御手段12とDDSを用いたシンセサイザ10
1とTCXO5とからなる基準発振器であり、図22と
同一ないしは相当部分には、同一符号を付している。ま
た、DDSを用いたシンセサイザ101としては、実施
例1と同様の構成を想定している。
【0134】次に、動作を説明する。本実施例の構成に
よる送受信装置においては、受信装置と送信装置に共通
の基準発振器110を用い、これを周波数制御手段12
とDDSを用いたシンセサイザ101とTCXO5とか
ら構成する。そして、受信周波数の誤差を周波数誤差検
出手段11により検出し、これを補正するよう周波数制
御手段12により、DDSを用いたシンセサイザ101
を制御する。この受信周波数の誤差はTCXO5の誤差
に起因するため、受信AFCの操作により、基準発振器
110の出力では、誤差が補正され正確な周波数とな
る。従って、送信周波数も自動的に補正される。
【0135】従って、本構成による送受信装置では、実
施例1から7と同様、メモリとメモリへの書込やD−A
変換器が不要で、装置の簡易化が図れ、製造コストを低
減できる効果がある。また、DDS31を用いるため周
波数設定が高精度となる効果もある。
【0136】以上述べた実施例8に係る説明では、DD
Sを用いたシンセサイザ101でAFCにより、送受信
周波数の微調整を行う例について示した。実施例2と同
様、DDSを用いたシンセサイザ101でAFCのみな
らず、送受信チャネルの細かな設定を行ってもよい。そ
の場合、PLLシンセサイザ4のチャネル間隔を広げ、
基準周波数を高めることが可能となる。従って、実施例
2と同様、位相雑音を低減し、周波数切り換え速度を速
める効果がある。
【0137】以上の説明では、受信装置としてIF信号
をA−D変換する構成を示したが、図11に示すよう
な、IF信号を準同期検波し、そのIQ信号をA−D変
換する構成であってもよく、同様の効果を奏する。ま
た、図16に示すような、RF信号を準同期検波し、そ
のIQ信号をA−D変換するホモダイン構成であっても
よく、同様の効果を奏する。
【0138】以上の説明では、送信装置としてIF信号
を直交ミクサで変調する構成を示したが、図17に示す
ような、RF信号を直交ミクサで変調するホモダイン構
成であってもよく、同様の効果を奏する。
【0139】以上のように、この実施例は、基準クロッ
クに同期して周期関数の波形の振幅値を出力するディジ
タル演算手段と前記ディジタル演算手段の出力をアナロ
グ波形に変換するD−A変換器とからなるダイレクトデ
ィジタルシンセサイザを用いた基準発振器を備え、前記
基準発振器に同期した第1の局部発振器を用いた受信装
置を備え、前記受信装置の受信周波数と受信波の中心周
波数との周波数誤差情報を検出する検出手段および前記
検出手段により検出される周波数誤差を低減するよう前
記ダイレクトディジタルシンセサイザの出力周波数を制
御する周波数制御手段を備え、前記基準発振器に同期し
た第2の局部発振器を用いた送信装置を備えたことを特
徴とする。
【0140】実施例9. この実施例に係る送受信装置は、移動体に搭載され、D
DSを用いた局部発振器と、移動に伴い発生するドプラ
周波数の演算手段と、ドプラ周波数の演算手段により演
算されるドプラ周波数を補正するようDDSの出力周波
数を制御する周波数制御手段を備え、送信周波数ないし
は受信周波数あるいはその双方を補正する構成とする。
【0141】以下、実施例9に係る送受信装置の一実施
例を図に基づいて説明する。図25において、111は
スピードメータ、112はドプラ周波数演算手段であ
り、図24と同一ないしは相当部分には、同一符号を付
している。また、DDSを用いたシンセサイザ101と
しては、実施例1と同様の構成を想定している。
【0142】次に、動作を説明する。本実施例の構成に
よる送受信装置は、飛行機やロケットなどの高速の飛行
体や飛翔体への搭載を想定している。本実施例の構成に
よる送受信装置においては、実施例8に係る送受信装置
と同様、受信装置と送信装置に共通の基準発振器110
を用い、これを周波数制御手段12とDDSを用いたシ
ンセサイザ101とTCXO5とから構成する。そし
て、高速の移動に伴い生じるドプラ周波数を、スピード
メータ111およびドプラ周波数演算手段112により
求め、これを補正するよう周波数制御手段12により、
DDSを用いたシンセサイザ101を制御する。
【0143】従って、本構成による送受信装置では、実
施例1から8と同様、メモリとメモリへの書込やD−A
変換器が不要で、装置の簡易化が図れ、製造コストを低
減できる効果がある。また、DDS31を用いるため周
波数設定が高精度となる効果もある。
【0144】以上述べた実施例9に係る説明では、DD
Sを用いたシンセサイザ101でドプラ周波数の補正を
行う例について示した。実施例2と同様、DDSを用い
たシンセサイザ101でドプラ周波数の補正のみなら
ず、AFCや送受信チャネルの細かな設定を行ってもよ
い。その場合、PLLシンセサイザ4のチャネル間隔を
広げ、基準周波数を高めることが可能となる。従って、
実施例2と同様、位相雑音を低減し、周波数切り換え速
度を速める効果がある。
【0145】以上の説明では、受信装置としてIF信号
をA−D変換する構成を示したが、図11に示すよう
な、IF信号を準同期検波し、そのIQ信号をA−D変
換する構成であってもよく、同様の効果を奏する。ま
た、図16に示すような、RF信号を準同期検波し、そ
のIQ信号をA−D変換するホモダイン構成であっても
よく、同様の効果を奏する。
【0146】以上の説明では、送信装置としてIF信号
を直交ミクサで変調する構成としたが、図17に示すよ
うな、RF信号を直交ミクサで変調するホモダイン構成
であってもよく、同様の効果を奏する。
【0147】以上のように、この実施例は、移動体に搭
載される送受信装置において、移動に伴い発生するドプ
ラ周波数の演算手段と、前記ドプラ周波数の演算手段に
より演算されるドプラ周波数を補正するようダイレクト
ディジタルシンセサイザの出力周波数を制御する周波数
制御手段とを備え、送信周波数ないしは受信周波数ある
いはその双方を補正することを特徴とする。
【0148】実施例10. この実施例に係る周波数シンセサイザは、電圧制御発振
器と第1の分周器と位相比較器とループフィルタとから
なる位相同期ループ構成の周波数シンセサイザであっ
て、基準波をDDSと第2の分周器と周波数変換器とか
ら生成する構成とする。
【0149】以下、実施例10に係る周波数シンセサイ
ザの一実施例を図に基づいて説明する。図26におい
て、201は分周器、202a,202bは帯域通過フ
ィルタ(BPF)、203a,203bは周波数変換
器、204a,204bは増幅器、205はミクサであ
る。図49あるいは図50に示した従来例と同一ないし
は相当部分には、同一符号を付している。
【0150】次に、動作を説明する。本実施例の構成に
よる周波数シンセサイザでは、DDS31を分周器20
1で周波数分周し、さらに、これを周波数変換器203
bで周波数変換し、PLL34の基準発振波としてい
る。ここで、BPF202aは、分周器201の高調波
を抑制するためのもので、低域通過フィルタであっても
よい。BPF202bは、ミクサ205の不要波を抑制
するためのものである。DDS31の出力周波数をf
d、PLL34中の分周器33の分周数をN1、分周器
301の分周数をN2、TCXO5の出力周波数をfx
oとすると、周波数シンセサイザの出力周波数fout
は、次式で与えられる。
【0151】 fout=|(fd/N2)±fxo|・N1
(3)
【0152】このDDS31へ与えるチャネル設定デー
タを変更し、DDS31の出力周波数fdを変更するこ
とにより、PLL34の出力周波数を変更することがで
きる。その変化幅はDDS31の変化幅のN1/N2倍
となる。従って、このDDS31のスプリアスSPdd
s(dBc)に起因する、PLL34の通過帯域内にお
けるシンセサイザ出力でのスプリアスレベルSPout
は、次式で与えられる。
【0153】 SPout=10・LOG10(N1/N2)2 +SPdds (dBc) (4)
【0154】式(4)より、本実施例の構成による周波
数シンセサイザでは、分周器201の効果で図50に示
す従来の構成の周波数シンセサイザと比較し、 20・LOG10(N2) (dB) だけスプリアスレベルが低減される効果がある。また、
一般には周波数分周によって基準発振周波数が低周波化
し、PLL34での分周数N1が増加すると、この周波
数分周によるスプリアスレベルの低減効果は相殺され
る。しかし、ここでは周波数変換器203bを設けるこ
とにより、基準発振周波数の低周波数化を抑制し、低ス
プリアス化を達成している。同時に、周波数変換器20
3bで基準発振周波数を高めることにより、DDS31
の動作周波数を低周波化することができ、DDS31の
低消費電力化を可能とする効果もある。
【0155】以上の説明では、TCXO5とDDS31
の基準クロック32とを別の発振器としたが、図27に
示すように同一の発振器としてもよく、同様の効果を奏
する。また、発振器の個数を減らすことができ、低コス
ト化の効果がある。
【0156】以上の説明では、DDS31でチャネル設
定を行う説明を行ったが、図28に示すように、DDS
31でチャネルの微同調、PLL34の可変分周器33
で疎同調してもよく、同様の効果を奏する。
【0157】以上の説明では、実施例10の構成による
周波数シンセサイザについて述べたが、これを実施例1
から9に示した送受信装置のPLLシンセサイザ4や、
DDSを用いたシンセサイザ101,101a,101
bに適用してもよく、同様の効果を奏する。
【0158】以上のように、この実施例は、電圧制御発
振器と第1の分周器と位相比較器とループフィルタとか
らなる位相同期ループ構成の周波数シンセサイザにおい
て、基準クロックに同期して周期関数の波形の振幅値を
出力するディジタル演算手段と前記ディジタル演算手段
の出力をアナログ波形に変換するD−A変換器とからな
るダイレクトディジタルシンセサイザを備え、前記ダイ
レクトディジタルシンセサイザの出力波を第2の分周器
で周波数分周し、前記第2の分周器の出力波を周波数変
換器で周波数変換し、前記周波数変換器の出力波を基準
波としたことを特徴とする。
【0159】実施例11. この実施例に係る周波数シンセサイザは、電圧制御発振
器と第1の分周器と位相比較器とループフィルタとから
なる位相同期ループ構成の周波数シンセサイザであっ
て、基準波をDDSと第2の分周器と周波数変換器と第
3の分周器とから生成する構成とする。
【0160】以下、実施例11に係る周波数シンセサイ
ザの一実施例を図に基づいて説明する。図29におい
て、図26と同一ないしは相当部分には、同一符号を付
している。
【0161】次に、動作を説明する。本実施例の構成に
よる周波数シンセサイザでは、DDS31を分周器20
1で周波数分周し、この出力波を周波数変換器203b
で周波数変換し、さらに、分周器16で周波数分周し、
PLL34の基準発振波としている。ここで、周波数変
換器203は、実施例10と同様の構成である。DDS
31の出力周波数をfd、PLL34中の分周器33の
分周数をN1、分周器301の分周数をN2、TCXO
5の出力周波数をfxo、分周器16の分周数をRとす
ると、周波数シンセサイザの出力周波数foutは、次
式で与えられる。
【0162】 fout=|(fd/N2)±fxo|・N1/R (5)
【0163】このDDS31へ与えるチャネル設定デー
タを狐更し、DDS31の出力周波数fdを変更するこ
とにより、PLL34の出力周波数を変更することがで
きる。その変化幅は、DDS31の変化幅のN1/(N
2・R)倍となる。従って、このDDS31のスプリア
スSPdds(dBc)に起因する、PLL34の通過
帯域内におけるシンセサイザ出力でのスプリアスレベル
SPoutは、次式で与えられる。
【0164】 SPout=10・LOG10{N1/(N2・R)}2 +SPdds (dBc) (6)
【0165】式(6)より、本実施例の構成による周波
数シンセサイザでは、分周器201および分周器16の
効果で図50に示す従来の構成の周波数シンセサイザと
比較し、 20・LOG10(N2・) (dB) だけスプリアスレベルが低減される効果がある。また、
周波数変換器23bを設ける効果により、実施例10と
同様、低消費電力化が図れる効果もある。また、一般に
低価格で市販されているPLLシンセサイザ用ICに
は、分周器16が設けられている場合が多く、低コスト
化の面で効果がある。
【0166】以上の説明では、TCXO5とDDS31
の基準クロック32とを別の発振器としたが、実施例1
0の図27と同様、同一の発振器としてもよく、同様の
効果を奏する。また、発振器の個数を減らすことがで
き、低コスト化の効果がある。
【0167】以上の説明では、DDS31でチャネル設
定を行う説明を行ったが、実施例10の図28と同様、
DDS31でチャネルの微同調を実行し、PLL34の
可変分周器33で疎同調を実行してもよく、同様の効果
を奏する。また、この場合、主にPLL34の可変分周
器33の分周数の変更で、発振帯域を広範にカバーする
ため、DDS31での出力周波数の帯域幅が極端に狭く
することができる。その結果、出力周波数に応じて異な
る周波数に出現するDDS31のスプリアスが、PLL
34で抑制できない搬送波近傍に出現する可能性が低減
する効果がある。すなわち、DDS31の周波数関係の
選択によっては、スプリアスを回避できる効果がある。
これは、分周器16の分周数を高める程、この効果は顕
著である。
【0168】以上の説明では、実施例11の構成による
周波数シンセサイザについて述べたが、これを実施例1
から9に示した送受信装置のPLLシンセサイザ4や、
DDSを用いたシンセサイザ101,101a,101
bに適用してもよく、同様の効果を奏する。
【0169】以上のように、この実施例は、電圧制御発
振器と第1の分周器と位相比較器とループフィルタとか
らなる位相同期ループ構成の周波数シンセサイザにおい
て、基準クロックに同期して周期関数の波形の振幅値を
出力するディジタル演算手段と前記ディジタル演算手段
の出力をアナログ波形に変換するD−A変換器とからな
るダイレクトディジタルシンセサイザを備え、前記ダイ
レクトディジタルシンセサイザの出力波を第2の分周器
で周波数分周し、前記第2の分周器の出力波を周波数変
換器で周波数変換し、前記周波数変換器の出力波を第3
の分周器で周波数分周し、前記第3の分周器の出力波を
基準波としたことを特徴とする。
【0170】実施例12. この実施例に係る周波数シンセサイザは、実施例10又
は11の周波数シンセサイザにおいて、DDSに入力す
る基準クロックを備え、この基準クロックの出力波を周
波数分周ないしは周波数逓倍し周波数変換器の局部発振
波とする構成とする。
【0171】以下、実施例12に係る周波数シンセサイ
ザの一実施例を図に基づいて説明する。図30,図31
および図32において、206は周波数分周ないしは周
波数逓倍手段であり、図26と同一ないしは相当部分に
は、同一符号を付している。
【0172】次に、動作を説明する。本実施例の構成に
よる周波数シンセサイザの基本的な動作および効果は、
基本的には実施例10および11と同様である。図3
0,図31および図32には、実施例10に係わる周波
数シンセサイザに本実施例を適用した場合について示し
た。実施例12に係る周波数シンセサイザにおいては、
1つのTCXO5の出力波を周波数分周ないしは周波数
逓倍手段206を利用し、DDS31の基準クロックと
するとともに、周波数変換器203bの局部発振波とし
ている。そのため、発振器の個数を減らすことができ、
低コスト化の効果がある。尚、図30は、周波数分周な
いしは周波数逓倍手段206をDDS31の基準クロッ
ク生成に用いた場合を示している。図31は、周波数分
周ないしは周波数逓倍手段206を周波数変換器203
bの局部発振波生成に用いた場合を示している。図32
は、周波数分周ないしは周波数逓倍手段206をDDS
31の基準クロック生成と、周波数変換器203bの局
部発振波生成の双方に用いた場合を示している。
【0173】次に、図33に本実施例の構成による周波
数シンセサイザの周波数設定の具体例を示す。DDS3
1の出力周波数を概略4.5MHzとする。そして、1
0分周し概略450kHzとする。そしてTCXO5の
出力波10.25MHzと周波数混合を行う。通常、D
DS31の基準クロック周波数は出力周波数の4倍以上
(標本化定理からすると2倍以上であるが、実用的には
4倍以上)必要である。そのため、2逓倍器206bに
よりTCXO5出力を2逓倍し、20.5MHzとし、
これを基準クロックとしている。このような構成とした
場合、 (1)DDS31内部のフィルタ43にVTR用4.5
MHzBPF (2)分周器201出力のBPF202aにAMラジオ
用450kHzBPF (3)ミクサ205出力のBPF202bにFMラジオ
用10.7MHzBPFなど極めて低コストのBPFの
適用が可能となる。このように、周波数分周ないしは周
波数逓倍手段206により周波数選択の自由度が増し、
低コストな部品選択が可能となる効果がある。
【0174】以上の説明では、実施例12の構成による
周波数シンセサイザについて述べたが、これを実施例1
から9に示した送受信装置のPLLシンセサイザ4や、
DDSを用いたシンセサイザ101,101a,101
bに適用してもよく、同様の効果を奏する。
【0175】以上のように、この実施例は、周波数シン
セサイザにおいて、ダイレクトディジタルシンセサイザ
に入力する基準クロックを備え、前記基準クロックの出
力波を周波数分周ないしは周波数逓倍し、周波数変換器
の局部発振波としたことを特徴とする。
【0176】実施例13. この実施例に係る周波数シンセサイザは、DDSを含む
周波数シンセサイザを基準発振器とし第1の電圧制御発
振器と第1の分周器と第1の位相比較器と第1のループ
フィルタとからなる第1の位相同期ループ構成の周波数
シンセサイザと、第1の位相同期ループ構成の周波数シ
ンセサイザを基準発振器とし第2の電圧制御発振器と第
2の分周器と第2の位相比較器と第2のループフィルタ
とからなる第2の位相同期ループ構成の周波数シンセサ
イザとからなる構成とする。
【0177】以下、実施例13に係る周波数シンセサイ
ザの一実施例を図に基づいて説明する。図34におい
て、図26と同一ないしは相当部分には、同一符号を付
している。また、DDSを用いたシンセサイザ101と
しては、実施例1と同様の構成を想定している。また、
ここではPLLを2つ備えた周波数シンセサイザを例に
とり説明を実施する。
【0178】次に、動作を説明する。DDSを用いたシ
ンセサイザ101の出力波は、PLL34bの基準発振
波となる。そして、PLL34bの出力波は、PLL3
4aの基準発振波となる。このような構成の場合、DD
Sを用いたシンセサイザ101のスプリアスSPdds
(dBc)に起因した、PLL34a出力でのスプリア
スSPout(dBc)は、次式で与えられる。
【0179】 SPout=10・LOG10{H1(f)・H2(f)}2 +SPdds (7)
【0180】ここで、H1(f)は、搬送波からの離調
周波数fに対するPLL34aの閉ループ伝達関数、H
2(f)は、fに対するPLL34bの閉ループ伝達関
数であり、低域通過特性を有する。そのため、H1
(f)およびH2(f)の遮断周波数以上、搬送波から
離れたスプリアスはPLL34a、34bで抑制するこ
とができる。また、従来のPLL34が1つの場合と比
較し、より減衰量が得られる効果がある。これを図35
でさらに説明を行う。通常、PLL34の遮断特性は、
2次特性であり、図35に示すように、遮断周波数以上
では20dB/octで減衰する。これ以上高次の特性
を1つのPLL34で得ようとした場合、ループ内の位
相の遷移が大きく、発振などの不安定動作が生じやす
い。本実施例の構成のように、PLL34が2つの場合
には、PLL34が安定な2次特性であっても、全体で
は4次特性が得られ、図35に示すように遮断周波数以
上では、40dB/octで減衰する。従って、スプリ
アスレベルが高いDDSを基準発振器に用いた場合のよ
うに急峻な減衰特性が必要な場合、本実施例の構成によ
れば安定に低スプリアス特性が得られる効果がある。
【0181】以上の説明では、PLL34が2つの場合
について述べたが、3つ以上でもよく、回路規模が大き
くなるものの、より低スプリアス特性が得られる効果が
ある。
【0182】以上の説明では、チャネル設定の手段につ
いて特に言及しなかったが、実施例10の図28と同
様、DDSを用いたシンセサイザ101、PLL34a
の可変分周器33aおよびPLL34bの可変分周器3
3bのいずれで同調してもよく、同様の効果を奏する。
【0183】以上の説明では、実施例13の構成による
周波数シンセサイザについて述べたが、これを実施例1
から9に示した送受信装置のPLLシンセサイザ4や、
DDSを用いたシンセサイザ101,101a,101
bに適用してもよく、同様の効果を奏する。
【0184】以上のように、この実施例は、基準クロッ
クに同期して周期関数の波形の振幅値を出力するディジ
タル演算手段と前記ディジタル演算手段の出力をアナロ
グ波形に変換するD−A変換器とからなるダイレクトデ
ィジタルシンセサイザを備え、ダイレクトディジタルシ
ンセサイザを含む周波数シンセサイザを基準発振器とし
第1の電圧制御発振器と第1の分周器と第1の位相比較
器と第1のループフィルタとからなる第1の位相同期ル
ープ構成の周波数シンセサイザと、前記第1の位相同期
ループ構成の周波数シンセサイザを基準発振器とし、第
2の電圧制御発振器と第2の分周器と第2の位相比較器
と第2のループフィルタとからなる第2の位相同期ルー
プ構成の周波数シンセサイザとからなることを特徴とす
る。
【0185】実施例14. この実施例に係る周波数シンセサイザは、DDSの出力
をフィルタで濾波し、さらに、レベル変換器でTTLレ
ベルなどのディジタル回路を駆動するレベルに変換し、
分周器への入力波とする構成とする。
【0186】以下、実施例14に係る周波数シンセサイ
ザの一実施例を図に基づいて説明する。図36におい
て、207はレベル変換器であり、図26と同一ないし
は相当部分には、同一符号を付している。
【0187】次に、動作を説明する。本実施例の構成に
よる周波数シンセサイザでは、DDS31を分周器20
1で周波数分周するにあたって、DDS31から出力の
小信号レベルをレベル変換器207によりレベル変換し
て分周器201を駆動するためのTTLレベルの信号に
変換するためのものである。このレベル変換器207
は、一般にはコンパレータと呼ばれているもので、図3
7の(a)に示すように、入力レベルに対し非線形な入
出力特性を有し、入力波のレベル変動を吸収し、安定し
たデューティ比の矩形波を生成する。そのため、単なる
増幅器でTTLレベルまで増幅するより、安定に周波数
分周を行うことができる効果がある。また、図37の
(b)のように、ヒステリシス特性を有するレベル変換
器207を用いると、雑音などによるレベル変換器の誤
動作を抑制でき、より動作を安定化できる効果がある。
【0188】このようなレベル変換器207をDDS3
1に用いる場合、DDS31の出力波に含まれる量子化
雑音が抑制でき、低スプリアス化できる効果もある。
【0189】以上の説明では、TCXO5とDDS31
の基準クロック34とを別の発振器としたが、図27に
示すように同一の発振器としてもよく、同様の効果を奏
する。また、発振器の個数を減らすことができ、低コス
ト化の効果がある。
【0190】以上の説明では、実施例14の構成による
周波数シンセサイザについて述べたが、これを実施例1
から9に示した送受信装置のPLLシンセサイザ4や、
DDSを用いたシンセサイザ101,101a,101
bに適用してもよく、同様の効果を奏する。
【0191】以上のように、この実施例は、ダイレクト
ディジタルシンセサイザの出力をフィルタで濾波し、前
記フィルタの出力波をレベル変換器でTTLレベルなど
のディジタル回路を駆動するレベルに変換し、分周器へ
の入力波としたことを特徴とする。
【0192】実施例15. この実施例に係る周波数シンセサイザは、基準クロック
に同期して周期関数の波形の振幅値を出力するディジタ
ル演算手段と前記ディジタル演算手段の出力をアナログ
波形に変換する第1のD−A変換器とからなるDDSで
あって、疑似ランダム雑音発生手段と、ディジタル演算
手段の出力データと疑似ランダム雑音発生手段の出力デ
ータとのディジタル加算手段とを備え、加算手段の出力
データを第1のD−A変換器により第1の出力波に変換
し、疑似ランダム雑音発生手段の出力データを第2のD
−A変換器により第2の出力波に変換し、アナログ加算
する手段により第1の出力波と第2の出力波とを減算
し、出力する構成とする。
【0193】以下、実施例15に係る周波数シンセサイ
ザの一実施例を図に基づいて説明する。図38におい
て、201は疑似ランダム雑音発生回路、209はディ
ジタル加算器、210はアナログ減算器であり、図51
に示した従来例と同一ないしは相当部分には、同一符号
を付している。
【0194】次に、動作を説明する。本実施例の構成に
よる周波数シンセサイザでは、基準クロックに同期し位
相アキュームレータ40において入力した周波数データ
(Δφ)を累算し、位相データφに変換し出力する。メ
モリ41には、正弦波の振幅データsinφが格納され
ており、位相データφに従いsinφが出力される。同
時に、基準クロックに同期し、疑似ランダム雑音発生回
路208で雑音データを生成する。この雑音データを振
幅データsinφに加算し、そして、D−A変換器42
aでアナログ波形に変換される。さらに、フィルタ43
aで基準クロックや高調波などのスプリアス成分を除去
し(正弦波電圧+雑音電圧)とする。また、雑音データ
もD−A変換器42bでアナログ波形に変換される。さ
らに、フィルタ43bで濾波し、雑音電圧とする。そし
て、アナログ減算器210で(正弦波電圧+雑音電圧)
から雑音電圧を除去し、正弦波を取り出す。
【0195】ディジタル演算を利用したシステムでは、
振幅データに疑似ランダム雑音を加え、量子化誤差を緩
和する方法は一般的であり、DDSへの適用例も報告さ
れている。図39に示すように、DDSの高レベルなデ
ルタ関数状のスプリアスが、疑似ランダム雑音の注入に
より拡散される効果がある。しかしながら、雑音レベル
が高まり、信号のS/Nが劣化する問題がある。そこで
本実施例では、ディジタル演算で注入した疑似ランダム
雑音もD−A変換し、アナログ演算により除去し、図3
9の(c)のように、S/Nを改善している。従って、
本実施例の構成によれば、疑似ランダム雑音を注入して
いるDDSにおいて、S/Nを改善する効果がある。
【0196】以上の説明では、実施例15の構成による
周波数シンセサイザについて述べたが、これを実施例1
から14に示した送受信装置のDDS31や、DDSを
用いたシンセサイザ101,101a,101bに適用
してもよく、同様の効果を奏する。
【0197】以上のように、この実施例は、基準クロッ
クに同期して周期関数の波形の振幅値を出力するディジ
タル演算手段と前記ディジタル演算手段の出力をアナロ
グ波形に変換する第1のD−A変換器とからなるダイレ
クトディジタルシンセサイザにおいて、疑似ランダム雑
音発生手段と、前記ディジタル演算手段の出力データと
前記疑似ランダム雑音発生手段の出力データのディジタ
ル加算手段とを備え、前記加算手段の出力データを前記
第1のD−A変換器に入力し第1の出力波を出力し、前
記疑似ランダム雑音発生手段の出力データを第2のD−
A変換器に入力し第2の出力波を出力し、アナログ加算
する手段により前記第1の出力波と前記第2の出力波と
を減算し、出力することを特徴とする。
【0198】実施例16. この実施例に係る周波数シンセサイザは、位相同期ルー
プ構成の周波数シンセサイザにおいて、第1のラグリー
ド形フィルタと第2のラグリード形フィルタを直列接続
したループフィルタを備え、第2のラグリード形フィル
タを選択的に接続する構成とする。
【0199】以下、実施例16に係る周波数シンセサイ
ザの一実施例を図に基づいて説明する。図40は、ルー
プフィルタ18を備えた周波数シンセサイザの全体図、
図41は、ループフィルタ18の詳細図であり、図にお
いて、211は第1のラグリードフィルタ、212、2
13は抵抗、214はキャパシタ、215はSPDTス
イッチ、216は増幅器、217はSPSTスイッチ、
218は第2のラグリードフィルタである。図中、図4
9に示した従来例と同一ないしは相当部分には、同一符
号を付している。
【0200】次に、動作について説明する。本実施例の
構成による周波数シンセサイザでは、ループフィルタ1
8を第1のラグリードフィルタ211と第2のラグリー
ドフィルタ218とから構成する。そして、周波数切り
換え時のように高速な過渡応答が要求される場合には、
第1のラグリードフィルタ211のみPLLに接続し、
定常状態で通信などに使用する時のように低雑音・低ス
プリアスな特性が要求される場合には、第1のラグリー
ドフィルタ211と第2のラグリードフィルタ218の
双方をPLLに接続する。なおかつ本実施例では、図4
2に示すように、第2のラグリードフィルタ218の遮
断周波数を第1のラグリードフィルタ211より十分低
く設定する。これにより、フィルタを多段化したときに
生じる位相遅れの蓄積によるPLLの不安定動作を回避
することが可能となる。尚、図41において、周波数切
り換え時において、SPSTスイッチ217はON、S
PDTスイッチ215はキャパシタ214と増幅器21
6とを接続する。従って、第2のラグリードフィルタ2
18をバイパスし、高速な周波数切り換えを可能とする
とともに、増幅器216によりキャパシタ214をVC
O19側と同じ電位となるよう充電できる。また、定常
状態となるならば、SPSTスイッチ217はOFF、
SPDTスイッチ215はキャパシタ214と抵抗21
3とを接続する。従って、第2のラグリードフィルタ2
18が接続でき、低雑音・低スプリアスな特性が得られ
る。
【0201】以上のように、本実施例の構成による周波
数シンセサイザによると、高速周波数切り換えと低雑音
・低スプリアス特性の双方を満たす効果を奏する。
【0202】以上の説明では、実施例16の構成による
周波数シンセサイザについて述べたが、これを実施例1
から14に示した送受信装置のPLL34に適用しても
よく、同様の効果を奏する。
【0203】以上のように、この実施例は、電圧制御発
振器と分周器と位相比較器とループフィルタとからなる
位相同期ループ構成の周波数シンセサイザにおいて、第
1のラグリード形フィルタと第2のラグリード形フィル
タを直列接続したループフィルタを備え、前記第1のラ
グリード形フィルタの遮断周波数が前記第2のラグリー
ド形フィルタの遮断周波数より低周波であって、周波数
切り換え時にはスイッチ手段により前記第2のラグリー
ド形フィルタを前記ループフィルタから切りはなすとと
もに、前記第2のラグリード形フィルタに用いるキャパ
シタの端子間の電位差が前記電圧制御発振器の制御電圧
となるよう充電する手段を有し、周波数切り換えが終了
し定常状態では、前記スイッチ手段により前記第2のラ
グリード形フィルタを前記ループフィルタループフィル
タに接続するとともに、前記キャパシタを充電する手段
を遮断することを特徴とする。
【0204】実施例17. この実施例に係る周波数シンセサイザは、ダイレクトデ
ィジタルシンセサイザの基準発振器を複数備え、判断手
段によりこれらの基準発振器を切り換える構成とする。
【0205】以下、実施例17に係る周波数シンセサイ
ザの一実施例を図に基づいて説明する。図43におい
て、220は基準クロック32aと32bとを切り換え
るスイッチ、221はチャネル設定データに従い、基準
クロック32aと32bとを選択する判断回路、222
は判断回路にデータを提供するメモリ222である。図
中、図50に示した従来例と同一ないしは相当部分に
は、同一符号を付している。
【0206】次に、動作を説明する。DDS31を用い
周波数シンセサイザを構成する場合、問題となるのは、
44の(a)に示すような、フィルタやPLLで除去
できない程、所望波に近接したスプリアスである。そこ
で、ここでは、DDS31のスプリアスの周波数fsp
は、基準クロックの周波数fckと出力周波数fdとの
周波数関係から決まり、 fsp=|m・fck−n・fd|(m,nは整数) で与えられることに着目し、問題となる周波数で基準ク
ロック32の周波数を切り換える構成とし、図44の
(b)に示すように、スプリアス周波数を遠ざけてい
る。すなわち、チャネル設定データに従い、判断回路2
21で基準クロック32aないしは基準クロック32b
の選択を決定し、スイッチ220を制御する。ここでメ
モリ222には、図45のように、周波数設定データを
アドレスとし、スイッチ220の設定と、基準クロック
32bを選択した場合の周波数設定データがあらかじめ
書き込まれている。
【0207】図45に示すメモリ222の情報は、基準
クロック32aを用いて周波数設定データを変換させた
場合に、所望波に近接したスプリアスが発生するかどう
かを事前に測定し、その結果により内容1と内容2を予
め設定したものである。所望波の近傍にスプリアスが存
在しない場合には、スイッチを変更することがない。従
って、内容1は‘0’と設定される。この場合には、内
容2に値を設定する必要はない。一方、所望波の近傍に
スプリアスが発生する場合には、内容1の値を‘1’に
設定し、スイッチを切り換えるように設定する。スイッ
チを切り換える場合には、基準クロック32aから基準
クロック32bに切り換えがなされるため、基準クロッ
ク32bに適合するような周波数設定データを内容2に
設定する。チャネル設定データが同一である限り、基準
クロック32aおよび基準クロック32bのいずれを使
用する場合でも、DDS31から出力される信号の周波
数は、等しくなければならない。DDS31の出力周波
数は、基準クロックと周波数設定データにより決定され
る。従って、基準クロックを変更した場合には、周波数
設定データを変更することにより、基準クロックを変更
する以前の出力周波数と同一の出力周波数を得ることが
できる。判断回路221が、基準クロック32aから基
準クロック32bに切り換えを行うことを判断した場合
には、DDS31への周波数設定データを変更しなけれ
ばならない。メモリ222には、このように基準クロッ
クの周波数を変更した場合に、変更前の出力周波数と同
一の周波数を得ることができるような周波数設定データ
を内容2に記憶しておく。このようにして、基準クロッ
クが変更された場合でも、DDS31は、変更後の周波
数設定データにより、変更前と同一の出力周波数を持つ
信号を出力することになる。前述したように、スプリア
スの周波数は、基準クロックの周波数に依存して、決定
されるものであり、基準クロックの周波数を変更するこ
とにより、スプリアスの周波数も変更でき、所望波の近
傍に発生したスプリアスを取り除くことが可能になる。
【0208】以上のように、本実施例の構成による周波
数シンセサイザによると、低スプリアス特性の双方を満
たす効果を奏する。
【0209】以上の説明では、基準クロック32a、3
2bはコヒーレントではないが、図46に示すように、
共通の基準発振器223に同期したコヒーレントな基準
クロック32a,32bであってもよい。その場合、図
44に示すような効果に加え、チャネル間隔が完全に均
一となる効果がある。
【0210】また、図47に示すように、基準クロック
を第2のDDS31bで構成してもよく、判断回路22
1によりDDS31bの出力周波数を切り換えてやれば
よい。その場合、図46に示す構成の効果に加え、基準
クロックの周波数切り換えを位相連続で行うことが可能
となり、より周波数切り換え速度が高速となる効果があ
る。
【0211】以上の説明では、実施例17の構成による
周波数シンセサイザについて述べたが、これを実施例1
から15に示したDDS31に適用してもよく、同様の
効果を奏する。
【0212】以上のように、この実施例は、ダイレクト
ディジタルシンセサイザの基準発振器を複数備え、前記
複数の基準発振器の切り換え手段を備え、前記切り換え
手段を制御する演算手段を備えたことを特徴とする。
【0213】
【発明の効果】第1の発明に係る通信装置によれば、量
産性や経済性を高めることができる効果がある。
【0214】第2の発明に係る通信装置によれば、周波
数設定速度を高速化でき、また、量産性や経済性を高め
ることができる効果がある。
【0215】第3の発明に係る通信装置によれば、PL
Lシンセサイザのチャネル間隔を広げることができ、位
相比較周波数を高めることができる。したがって、PL
Lシンセサイザの位相雑音を低減できる効果がある。
【0216】第4の発明に係る通信装置によれば、ホモ
ダイン構成の通信装置においても前述した発明と同様の
効果を得ることができる。
【0217】第5の発明に係る通信装置によれば、周波
数変換器で周波数混合を行うようにしたので、ホモダイ
ン構成をとる通信装置において、PLLシンセサイザの
チャネル間隔を広げることができる。
【0218】第6の発明に係る通信装置によれば、送受
信装置の経済性を高めることができる効果がある。
【0219】第7の発明に係る通信装置によれば、周波
数制御ループの同期はずれなどの異常な応答を緩和する
ことができる効果がある。
【0220】第8の発明に係る通信装置によれば、送受
信装置の経済性を高めることができる効果がある。
【0221】第9の発明に係る通信装置によれば、高速
な移動体、例えば航空機や飛翔体などに搭載された送受
信装置のドプラ周波数を補正し、その送信周波数ないし
は受信周波数あるいはその双方を高精度を高める効果が
ある。
【0222】第10の発明に係る周波数シンセサイザに
よれば、DDSのスプリアスを抑制し、さらに、DDS
の消費電力を低減できる効果がある。
【0223】第11の発明に係る周波数シンセサイザに
よれば、周波数を分周するので、DDSのスプリアスを
さらに抑制し、DDSの消費電力をさらに低減できる。
【0224】第12の発明に係る周波数シンセサイザに
よれば、経済化が図れる効果がある。
【0225】第13の発明に係る周波数シンセサイザに
よれば、低スプリアス化を図れる効果がある。
【0226】第14の発明に係る周波数シンセサイザに
よれば、正弦波の振幅誤差を抑制することができ、さら
に、低スプリアス化を図れる効果がある。
【0227】第15の発明に係る周波数シンセサイザに
よれば、疑似ランダム雑音を付加したDDSの欠点であ
る雑音レベルの増加を抑制することができる効果があ
る。
【0228】第16の発明に係る周波数シンセサイザに
よれば、高速周波数切り換えと、低スプリアス特性の双
方を満たす効果がある。
【0229】第17の発明に係る周波数シンセサイザに
よれば、低スプリアスな特性が得られる効果がある。
【0230】第18の発明に係る周波数シンセサイザに
よれば、AFC回路にディジタル演算を行うDDSを用
いているので、高精度な周波数を持つ信号を発生するこ
とができる。
【0231】第19の発明に係る周波数シンセサイザに
よれば、DDSを用いていることにより、チャネルの履
設定と周波数の補正を行うことができ、PLLシンセサ
イザのチャネル間隔を広くすることができる。
【0232】第20の発明に係る通信方法によれば、A
FCにDDSを用いているので、周波数の変換、およ
び、周波数の微調整が正確に行える。
【0233】第21の発明に係る通信方法によれば、低
周波による周波数変換時に周波数の補正を行える。
【0234】第22の発明に係る通信方法によれば、高
周波の周波数変換時に周波数の変換を行える。
【0235】第23の発明に係る通信方法によれば、チ
ャネルの粗同調と微同調を行うため、粗同調を行う場
合、チャネルの間隔を広くすることができる。
【0236】第24の発明に係るシンセサイズ方法によ
れば、DDSの出力信号の周波数を分周することによ
り、スプリアスを低減させることができる。また、周波
数を高周波へ変換することにより、PLLへの基準信号
の周波数を高めることができる。
【0237】第25の発明に係るシンセサイズ方法によ
れば、DDSからの出力信号をさらに分周することによ
り、スプリアスを低減させることができる。
【0238】第26の発明に係るシンセサイズ方法によ
れば、DDSからの出力信号に対して、2つのPLLを
用いることにより、スプリアスを低減させることができ
る。
【0239】第27の発明に係るシンセサイズ方法によ
れば、1度雑音を加算したことにより、量子化雑音を低
減させるとともに、後に雑音を減算することにより、雑
音を加算したことによる品質の劣化を防ぐことができ
る。
【0240】第28の発明に係るシンセサイズ方法によ
れば、DDSの出力信号の近傍にスプリアスが存在して
いる場合でもスプリアスを低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の実施例1による受信装置の一実施
例を示す構成図である。
【図2】 この発明の実施例1によるDDSを用いたシ
ンセサイザの一実施例を示す構成図である。
【図3】 この発明の実施例1による受信装置の一実施
例を示す構成図である。
【図4】 この発明の実施例1による受信装置の一実施
例を示す構成図である。
【図5】 この発明の実施例1による受信装置の一実施
例を示す構成図である。
【図6】 この発明の実施例1によるDDSの動作を説
明する図である。
【図7】 この発明の実施例1によるDDSの位相デー
タと振幅データの一例を示す図である。
【図8】 この発明の実施例1による送信装置の一実施
例を示す図である。
【図9】 この発明の実施例2による受信装置の一実施
例を示す構成図である。
【図10】 この発明の実施例2によるチャネル設定デ
ータを示す図である。
【図11】 この発明の実施例2による受信装置の他の
実施例を示す構成図である。
【図12】 この発明の実施例2による送信装置の一実
施例を示す構成図である。
【図13】 この発明の実施例3による受信装置の一実
施例を示す構成図である。
【図14】 この発明の実施例3による受信装置の他の
実施例を示す構成図である。
【図15】 この発明の実施例3による送信装置の一実
施例を示す構成図である。
【図16】 この発明の実施例4による受信装置の一実
施例を示す構成図である。
【図17】 この発明の実施例4による送信装置の一実
施例を示す構成図である。
【図18】 この発明の実施例5による受信装置の一実
施例を示す構成図である。
【図19】 この発明の実施例5による送信装置の一実
施例を示す構成図である。
【図20】 この発明の実施例6による送受信装置の一
実施例を示す構成図である。
【図21】 この発明の実施例6による送受信装置の他
の実施例を示す構成図である。
【図22】 この発明の実施例7による送受信装置の一
実施例を示す構成図である。
【図23】 この発明の実施例7による送受信装置の他
の実施例を示す構成図である。
【図24】 この発明の実施例8による送受信装置の一
実施例を示す構成図である。
【図25】 この発明の実施例9による送受信装置の一
実施例を示す構成図である。
【図26】 この発明の実施例10による周波数シンセ
サイザの一実施例を示す構成図である。
【図27】 この発明の実施例10による周波数シンセ
サイザの他の実施例を示す構成図である。
【図28】 この発明の実施例10による周波数シンセ
サイザの他の実施例を示す構成図である。
【図29】 この発明の実施例11による周波数シンセ
サイザの一実施例を示す構成図である。
【図30】 この発明の実施例12による周波数シンセ
サイザの一実施例を示す構成図である。
【図31】 この発明の実施例12による周波数シンセ
サイザの他の実施例を示す構成図である。
【図32】 この発明の実施例12による周波数シンセ
サイザの他の実施例を示す構成図である。
【図33】 この発明の実施例12による周波数シンセ
サイザの具体的な実施例を示す構成図である。
【図34】 この発明の実施例13による周波数シンセ
サイザの一実施例を示す構成図である。
【図35】 この発明の実施例13による周波数シンセ
サイザのPLLの伝達特性の説明図である。
【図36】 この発明の実施例14による周波数シンセ
サイザの一実施例を示す構成図である。
【図37】 この発明の実施例14による周波数シンセ
サイザに用いるレベル変換器の動作説明図である。
【図38】 この発明の実施例15による周波数シンセ
サイザの一実施例を示す構成図である。
【図39】 この発明の実施例15による周波数シンセ
サイザの出力スペクトラムの説明図である。
【図40】 この発明の実施例16による周波数シンセ
サイザの一実施例を示す構成図である。
【図41】 この発明の実施例16による周波数シンセ
サイザに用いるループフィルタの一実施例を示す構成図
である。
【図42】 この発明の実施例16による周波数シンセ
サイザに用いるループフィルタの特性の説明図である。
【図43】 この発明の実施例17による周波数シンセ
サイザの一実施例を示す構成図である。
【図44】 この発明の実施例17による周波数シンセ
サイザの出力スペクトラムの説明図である。
【図45】 この発明の実施例17による周波数シンセ
サイザのメモリの内容の説明図である。
【図46】 この発明の実施例17による周波数シンセ
サイザの他の実施例を示す構成図である。
【図47】 この発明の実施例17による周波数シンセ
サイザの他の実施例を示す構成図である。
【図48】 従来の受信装置を示す構成図である。
【図49】 従来の周波数シンセサイザを示す構成図で
ある。
【図50】 従来の周波数シンセサイザを示す構成図で
ある。
【図51】 従来のDDSを示す構成図である。
【図52】 従来のDDSを示す他の構成図である。
【図53】 従来の受信装置を示す構成図である。
【図54】 DDSの出力スペクトラム図である。
【図55】 DDSの消費電力の説明図である。
【符号の説明】
1 低雑音増幅器(LNA)、2 帯域通過フィルタ
(BPF)、3 ミクサ(MIX)、4 PLLシンセ
サイザ、5 温度補償水晶発振器(TCXO)、6 高
周波周波数変換器、7 増幅器(AMP)、8 電圧制
御水晶発振器(VCXO)、9 低い周波数の周波数変
換器、10 アナログディジタル変換器、11 周波数
誤差検出手段、12 周波数制御手段、13 メモリ、
14 ディジタルアナログ変換器、15 可変分周器、
16 基準波分周器、17 位相比較器、18 ループ
フィルタ、19 電圧制御発振器(VCO)、20 基
準発振器(TCXO)、31 DDS、32 基準クロ
ック、33 分周器、34位相同期ループ、35 復調
器、36 ディジタル発振器、40 位相アキュームレ
ータ、41 メモリ、42 ディジタルアナログ変換
器、43 フィルタ、44 sinφ演算、50 単位
ミクサ、51 同相分配器、52 逆相分配器、53
直交ミクサ、54 低域通過フィルタ(LPF)、55
ベースバンド増幅器、56 D−A変換器、57 高
出力増幅器(HPA)、58 送信用周波数変換器、5
9 周波数変換器、101 DDSを用いたシンセサイ
ザ、102 周波数変換部、103 加算器、104
変換手段、105 積分手段、106 メモリ、110
基準発振器、111 スピードメータ、112 ドプ
ラ周波数演算手段、201 分周器、202 帯域通過
フィルタ(BPF)、203 周波数変換器、204
増幅器、205 ミクサ、206 周波数分周ないしは
周波数逓倍手段、207 レベル変換器、208 疑似
ランダム雑音発生回路、209 ディジタル加算器、2
10 アナログ減算器、211 第1のラグリードフィ
ルタ、212 抵抗、213 抵抗、214 キャパシ
タ、215SPDTスイッチ、216 増幅器、217
SPSTスイッチ、218 第2のラグリードフィル
タ、220 スイッチ、221 判断回路、222 メ
モリ、223 基準発振器。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI H04B 1/40 H03L 7/18 Z (72)発明者 飯田 明夫 鎌倉市大船五丁目1番1号 三菱電機株 式会社 電子システム研究所内 (56)参考文献 特開 平5−218895(JP,A) 特開 平5−336181(JP,A) 特開 平4−165717(JP,A) 特開 平5−145342(JP,A) 特表 平5−507818(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H04B 1/26 H04B 1/30 H04L 27/14 H03B 28/00 H03L 1/00 - 7/23

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ホモダイン構成の通信装置において、 指定された周波数を持つ基準信号を発生するダイレクト
    ディジタルシンセサイザを含む周波数シンセサイザと、 上記基準信号を入力する位相同期ループを有し、所定の
    周波数を持つ周期信号を発生する位相同期ループシンセ
    サイザと、 2つの単位ミクサとこれら2つの単位ミクサを電気的に
    結合する回路を有する直交ミクサとを備え、 上記直交ミクサは、上記位相同期ループシンセサイザか
    ら出力される周期信号を入力することを特徴とする通信
    装置。
  2. 【請求項2】 ホモダイン構成の通信装置において、 指定された周波数を持つ第1の周期信号を発生するダイ
    レクトディジタルシンセサイザを含む周波数シンセサイ
    ザと、 第2の周期信号を発生する位相同期ループシンセサイザ
    と、 2つの単位ミクサとこれら2つの単位ミクサを電気的に
    結合する回路を有する直交ミクサと、 上記周波数シンセサイザと位相同期ループシンセサイザ
    に接続され、上記第1と第2の周期信号を混合して、上
    記直交ミクサに供給する周波数変換器を備えたことを特
    徴とする通信装置。
  3. 【請求項3】 通信装置において、受信装置と送信装置
    を備え、さらに、 指定された周波数を持つ基準信号を発生するダイレクト
    ディジタルシンセサイザと、 上記基準信号の周波数を補正する周波数制御手段と、 上記基準信号に同期した周期信号を発生する局部発振器
    とを備え、 上記局部発振器から出力される周期信号を上記受信装置
    と送信装置に供給することを特徴とする通信装置。
  4. 【請求項4】 ダイレクトディジタルシンセサイザを備
    えた周波数シンセサイザにおいて、 周波数を指定するデータを入力し、周期信号の振幅値を
    出力するディジタル演算手段と、 雑音を発生する雑音発生手段と、 上記周期信号の振幅値と雑音を加算して加算データを出
    力するディジタル加算器と、 上記加算データを第1のアナログ信号に変換する第1の
    ディジタル−アナログ変換手段と、 上記雑音を第2のアナログ信号に変換する第2のディジ
    タル−アナログ変換手段と、 上記第1のアナログ信号から第2のアナログ信号を減算
    するアナログ減算器を備えたことを特徴とする周波数シ
    ンセサイザ。
  5. 【請求項5】 上記ダイレクトディジタルシンセサイザ
    は、周波数を指定するデータを入力し、基準クロックに
    同期して周期信号の振幅値を出力するディジタル演算手
    段と、上記周期信号の振幅値をアナログ波形に変換する
    ディジタル−アナログ変換器を備えていることを特徴と
    する請求項1〜3いずれかに記載の通信装置。
  6. 【請求項6】 上記位相同期ループシンセサイザは、周
    期信号の周波数の粗設定を行い、上記ダイレクトディジ
    タルシンセサイザは、周期信号の周波数の微設定と通信
    を行う信号の周波数の補正を行うことを特徴とする請求
    1又は2記載の通信装置。
  7. 【請求項7】 以下の工程を有するダイレクトディジタ
    ルシンセサイザを用いたシンセサイズ方法ダイレクトデ
    ィジタルシンセサイザの振幅データに雑音を加算する工
    程、 雑音を加算した振幅データを第1のアナログ信号に変換
    する工程、 雑音を第2のアナログ信号に変換する工程、 上記第1のアナログ信号から第2のアナログ信号を減算
    して出力する工程。
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