基準信号生成装置
【課題】 回路規模を増大させずに複数の外部基準信号を用いて所望の基準信号を生成でき、アンロック時にも安定した基準信号を出力する基準信号生成装置を提供する。
【解決手段】 分周された外部基準信号と分周された電圧制御発振器５の出力との位相を比較する位相比較器３２を備え、複数の異なる周波数の外部基準信号を入力可能とし、可変フィルタ１０が入力信号を帯域制限し、検波回路１１が可変フィルタ出力の信号レベルを検出し、レベル判定回路１２が、可変フィルタ１０にいずれかの外部基準信号の周波数を通過させる帯域を設定し、信号レベルが適正範囲であれば、入力された外部基準信号の周波数を当該通過帯域の周波数として特定し、第１の分周器３１に当該周波数に応じた分周値を設定すると共に、切替器６を位相比較器３１側に切り替え、適正範囲外であれば、切替器６を固定電圧生成装置７側に切り替える基準信号生成装置としている。
【解決手段】 分周された外部基準信号と分周された電圧制御発振器５の出力との位相を比較する位相比較器３２を備え、複数の異なる周波数の外部基準信号を入力可能とし、可変フィルタ１０が入力信号を帯域制限し、検波回路１１が可変フィルタ出力の信号レベルを検出し、レベル判定回路１２が、可変フィルタ１０にいずれかの外部基準信号の周波数を通過させる帯域を設定し、信号レベルが適正範囲であれば、入力された外部基準信号の周波数を当該通過帯域の周波数として特定し、第１の分周器３１に当該周波数に応じた分周値を設定すると共に、切替器６を位相比較器３１側に切り替え、適正範囲外であれば、切替器６を固定電圧生成装置７側に切り替える基準信号生成装置としている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、測定機器等に基準信号を供給する基準信号生成装置に係り、特に回路規模を増大させることなく、複数の周波数の外部基準信号を用いて所望の基準信号を安定して生成でき、更に、アンロック時にも安定した基準信号を供給することができる基準信号生成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
［先行技術の説明］
従来、複数の外部基準信号を用いて基準信号を生成する装置では、入力された外部基準信号の周波数を測定し、当該周波数の判定結果に基づいて所望の基準信号とするためのＰＬＬ（Phase Locked Loop）制御を行うようになっていた。
また、外部基準信号の周波数により、適切なループフィルタを選択するようにしていた。
【０００３】
従来の基準信号生成装置としては、特開昭６０−１１２３２４号公報「位相同期発振装置」（日本電気株式会社、特許文献１）、特開２００１−１３６０６３号公報「外部基準入力周波数自動切換回路」（アンリツ株式会社、特許文献２）がある。
【０００４】
特許文献１には、外部から入力された複数の基準信号を、フィルタによって選別して検波し、所望の位相比較周波数ｆ0に合致するように分周比を制御することが記載されている。
また、特許文献２には、複数の外部基準信号を入力可能とし、ＰＬＬのアンロックが検出されると、分周比設定回路が、外部基準信号を分周する分周値を、当該外部基準信号に合った値に切り替える設定信号を分周器に出力することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開昭６０−１１２３２４号公報
【特許文献２】特開２００１−１３６０６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来の複数の外部基準信号を用いる基準信号生成装置では、入力された外部基準信号の周波数を判定するためのカウンタ回路や複数のフィルタが必要であり、回路規模が増大してしまうという問題点があり、また、アンロック時の基準信号出力が安定していないという問題点があった。
【０００７】
本発明は、上記実状に鑑みて為されたもので、回路規模を増大させずに複数の外部基準信号を用いて所望の基準信号を生成でき、更に、アンロック時にも安定した基準信号を出力することを可能とする基準信号生成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記従来例の問題点を解決するための本発明は、複数の異なる周波数の外部基準信号を入力可能とする外部基準信号入力部と、入力された外部基準信号を設定された分周値で分周して特定の位相比較周波数とする第１の分周器と、制御電圧に応じた周波数を発振し、基準信号として出力する電圧制御発振器と、電圧制御発振器の出力を特定の分周値で分周して位相比較周波数とする第２の分周器と、第１の分周器で分周された外部基準信号と第２の分周器で分周された電圧制御発振器出力との位相差を検出して、当該位相差に応じた電圧を出力する位相比較器と、入力された電圧を平滑化して電圧制御発振器に制御電圧を印加するループフィルタと、予め設定された固定電圧を生成する固定電圧生成部と、位相比較器の出力又は固定電圧生成部の出力のいずれかを選択してループフィルタに出力する切替部とを備えた基準信号生成装置であって、設定された帯域を通過させる可変フィルタと、可変フィルタ出力の信号レベルを検出する検波回路と、複数の外部基準信号に対応して、各外部基準信号の周波数を位相比較周波数に分周する分周値を予め記憶するメモリを有し、可変フィルタに、複数の外部基準信号のいずれかを通過させる帯域を設定し、検波回路で検出された信号レベルが予め設定された適正範囲内であれば、当該帯域の周波数が入力された外部基準信号の周波数であると特定して、第１の分周器に、特定された外部基準信号に対応してメモリに記憶された分周値を設定すると共に、切替器を位相比較器の出力を選択するよう切り替え、信号レベルが適正範囲外であれば、切替器を固定電圧生成部の出力を選択するよう切り替える制御部とを備えたことを特徴としている。
【０００９】
また、本発明は、上記基準信号生成装置において、制御部が、入力された外部基準信号の周波数が特定されるまでは、切替部を固定電圧生成部側の出力を選択するよう切り替えておくことを特徴としている。
【００１０】
また、本発明は、上記基準信号生成装置において、位相比較器が、ロック／アンロックを検出するものであり、アンロックを検出した場合には、制御部にアンロック検出信号を出力し、制御部が、アンロック検出信号を受信すると、切替部を固定電圧生成部からの出力を選択するよう切り替えることを特徴としている。
【００１１】
また、本発明は、上記基準信号生成装置において、可変フィルタを、ローパスフィルタ又はバンドパスフィルタで形成したことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、複数の異なる周波数の外部基準信号を入力可能とする外部基準信号入力部と、入力された外部基準信号を設定された分周値で分周して特定の位相比較周波数とする第１の分周器と、制御電圧に応じた周波数を発振し、基準信号として出力する電圧制御発振器と、電圧制御発振器の出力を特定の分周値で分周して位相比較周波数とする第２の分周器と、第１の分周器で分周された外部基準信号と第２の分周器で分周された電圧制御発振器出力との位相差を検出して、当該位相差に応じた電圧を出力する位相比較器と、入力された電圧を平滑化して電圧制御発振器に制御電圧を印加するループフィルタと、予め設定された固定電圧を生成する固定電圧生成部と、位相比較器の出力又は固定電圧生成部の出力のいずれかを選択してループフィルタに出力する切替部とを備えた基準信号生成装置であって、設定された帯域を通過させる可変フィルタと、可変フィルタ出力の信号レベルを検出する検波回路と、複数の外部基準信号に対応して、各外部基準信号の周波数を位相比較周波数に分周する分周値を予め記憶するメモリを有し、可変フィルタに、複数の外部基準信号のいずれかを通過させる帯域を設定し、検波回路で検出された信号レベルが予め設定された適正範囲内であれば、当該帯域の周波数が入力された外部基準信号の周波数であると特定して、第１の分周器に、特定された外部基準信号に対応してメモリに記憶された分周値を設定すると共に、切替器を位相比較器の出力を選択するよう切り替え、信号レベルが適正範囲外であれば、切替器を固定電圧生成部の出力を選択するよう切り替える制御部とを備えた基準信号生成装置としているので、１つの可変フィルタで外部基準信号の周波数を特定でき、回路規模を増大させることなく複数の外部基準信号を用いてＰＬＬ制御により所望の基準信号を生成することができ、また、外部基準信号の信号レベルが適正でない場合には、固定電圧による自走発振を行って安定した基準信号を提供することができる効果がある。
【００１３】
また、本発明によれば、制御部が、入力された外部基準信号の周波数が特定されるまでは、切替部を固定電圧生成部側の出力を選択するよう切り替えておく上記基準信号生成装置としているので、外部基準信号の周波数をサーチしている間は固定電圧による自走発振を行って安定した基準信号を提供することができる効果がある。
【００１４】
また、本発明によれば、位相比較器が、ロック／アンロックを検出するものであり、アンロックを検出した場合には、制御部にアンロック検出信号を出力し、制御部が、アンロック検出信号を受信すると、切替部を固定電圧生成部からの出力を選択するよう切り替える上記基準信号生成装置としているので、アンロック時には固定電圧による自走発振を行って安定した基準信号を提供することができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施の形態に係る基準信号生成装置の構成ブロック図である。
【図２】可変フィルタ１０の通過帯域を示した模式説明図であり、（ａ）は１MHz用の帯域、（ｂ）は１０MHz用の帯域を示している
【図３】外部基準信号分周値テーブルの説明図である。
【図４】レベル判定回路１２の処理を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
［実施の形態の概要］
本発明の実施の形態に係る基準信号生成装置は、外部基準信号を特定の位相比較周波数とする分周値で分周する第１の分周器と、制御電圧に応じた周波数信号を基準信号として出力する電圧制御発振器と、電圧制御発振器の出力を位相比較周波数とする分周値で分周する第２の分周器と、第１の分周器で分周された外部基準信号と第２の分周器で分周された電圧制御発振器出力との位相を比較する位相比較器と、固定電圧を出力する固定電圧生成部と、入力された信号を平滑化して制御電圧として電圧制御発振器に印加するループフィルタと、位相比較器の出力又は固定電圧生成部の出力のいずれかをループフィルタに出力する切替器と、入力された外部基準信号を帯域制限する可変フィルタと、可変フィルタの出力信号を検波して信号レベルを検出する検波回路と、可変フィルタに通過帯域を設定し、検波回路からの外部基準信号のレベルが適正範囲であれば、第１の分周器に通過帯域の周波数に応じた分周値を設定すると共に、切替器を位相比較器側に切り替え、適正範囲外であれば、切替器を固定電圧側に切り替える制御部とを備えた基準信号生成装置としており、１つの可変フィルタで外部基準信号の周波数を判定してＰＬＬにより所望の基準信号を生成することができ、また、外部基準信号の入力レベルが不適正なときには固定電圧を提供して、自走によって基準信号を安定的に供給することができるものである。
【００１７】
また、本発明の実施の形態に係る基準信号生成装置は、位相比較器が、外部基準周波数の切り替え等により、アンロックを検出すると制御部にアンロックを報知し、制御部はアンロックを通知されると切替器を固定電圧側に切り替えるようにしているので、アンロック時には固定電圧に基づいて安定した基準信号を供給することができるものである。
【００１８】
［本発明の実施の形態に係る基準信号生成装置の構成：図１］
本発明の実施の形態に係る基準信号生成装置の構成について図１を用いて説明する。図１は、本発明の実施の形態に係る基準信号生成装置の構成ブロック図である。
図１に示すように、本発明の実施の形態に係る基準信号生成装置（本装置）は、外部基準信号入力部１と、分配部２と、ＰＬＬ−ＩＣ３と、ループフィルタ４と、電圧制御発振器５と、切替器６と、固定電圧生成部７と、可変フィルタ１０と、検波回路１１と、レベル判定回路１２とを備えている。
更に、ＰＬＬ−ＩＣ３は、第１の分周器３１と、位相比較器３２と、第２の分周器３３とを備えている。
【００１９】
［本装置の各部］
本装置の各構成部分について説明する。
外部基準信号入力部１は、外部基準信号を入力する端子を備えており、本装置では、１MHz、１０MHzの２種類の外部基準信号の入力を可能としているが、これに限るものではなく、更に２MHzの外部基準信号を入力可能としてもよい。
分配器２は、入力された外部基準信号を２分配する。
第１の分周器３１は、外部基準信号を、設定された分周比で分周する。分周比は後述するレベル判定回路１２によって設定されるが、外部基準信号の周波数を、位相比較器３２における位相比較周波数とする分周比が設定される。
【００２０】
ループフィルタ４は、入力された信号を平滑化して制御電圧として電圧制御発振器５に印加する。
電圧制御発振器５は、制御電圧に応じた周波数を発振して、基準信号として出力する。本装置では、１MHzの基準信号を出力するものである。
第２の分周器３３は、電圧制御発振器５の出力を設定された分周比で分周する。分周比はレベル判定回路１２によって設定される。第２の分周器３３の分周比は、電圧制御発振器５の出力を位相比較器３２における位相比較周波数とする値である。
【００２１】
位相比較器３２は、第１の分周器３１からの分周された外部基準信号と、第２の分周器３３からの分周された電制御発振器５の出力との位相差を検出して、位相差に応じた電圧を出力する。
また、位相比較器３２は、ロック／アンロックを検出し、アンロックを検出すると、アンロック検出信号をレベル判定回路１２に出力する。
【００２２】
固定電圧生成部７は、予め設定された固定電圧を生成して出力する。本装置では、電圧制御発振器５において１MHzの基準信号を出力させる制御電圧となる電圧を出力する。
切替器６は、レベル判定回路１２からの指示に従って、ループフィルタ４に出力する電圧を切り替えるものであり、位相比較器３２からの出力電圧又は固定電圧生成部７からの出力電圧のいずれかを出力する。
【００２３】
また、本装置の特徴部分である可変フィルタ１０は、レベル判定回路１２からの指示に従って通過帯域（遮断帯域）を可変とし、入力された外部基準信号を帯域制限する。可変フィルタ１０は、ローパスフィルタ又はバンドパスフィルタで構成される。
検波回路１１は、可変フィルタ１０の出力信号を検波して信号レベルを検出し、レベル判定回路１２に出力する。
【００２４】
レベル判定回路１２は、本装置の特徴部分であり、入力された外部基準信号の周波数を判定し、それに応じて、第１の分周器３１、第２の分周器３３に分周比を設定する。
具体的には、レベル判定回路１２は、可変フィルタ１０の通過帯域を制御すると共に、検波回路１１で検出された信号レベルに基づいて、入力された外部基準信号の周波数を判定する。レベル判定回路１２には、予め外部基準信号の適正な信号レベルのしきい値（下限値、上限値）が設定されており、検波回路１１からの信号レベルが適正範囲（下限値以上且つ上限値以下の範囲）であった場合に、入力された外部基準信号は、可変フィルタ１０の通過帯域に対応する周波数であると判断するものである。
それと共に、レベル判定回路１２は、切替器６を位相比較器３２側に切り替えて、ＰＬＬ制御を行わせる。
【００２５】
また、レベル判定回路１２は、外部基準信号の周波数を特定するまでの間や、検波回路１１からの信号レベルが適正範囲ではなかった場合に、周波数のサーチ中であるとして、切替器６を固定電圧生成部７側に切り替えて、自走発振を行わせる。
【００２６】
更に、レベル判定回路１２は、位相比較器３２からアンロック検出信号が入力されると、切替器６を固定電圧生成部７側に切り替える。
尚、レベル判定回路１２は、マイコンやＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）等で構成され、請求項に記載した制御部に相当する。
【００２７】
つまり、レベル判定回路１２は、適正なレベルの外部基準信号が入力された場合には、当該外部基準信号の周波数を判定して、それに応じて第１の分周器３１及び第２の分周器３３への分周値を設定し、切替器６を位相比較器３２側に切り替え、適正なレベルの外部基準信号が入力されない場合及びアンロック検出信号が入力された場合には、切替器６を固定電圧生成器７側に切り替えて自走とする。
レベル判定回路１２における処理については後で詳細に説明する。
【００２８】
これにより、本装置では、単一の可変フィルタ１０及び検波回路１１を用いて外部基準信号の周波数を判定することができ、回路規模を増大させずに複数の外部基準信号に基づいて所望の基準信号を生成することができると共に、適正なレベルの外部基準信号が入力されていない場合や、アンロック時には、固定電圧による自走発振を行うことにより、出力エラーを防ぎ、安定して基準信号を測定器等に出力し続けることができるものである。
【００２９】
［外部基準信号の周波数判定動作：図１，図２，図３］
次に、本装置における外部基準信号の周波数を判定する動作について図１及び図２を用いて説明する。図２は、可変フィルタ１０の通過帯域を示した模式説明図であり、（ａ）は１MHz用の帯域、（ｂ）は１０MHz用の帯域を示している。また、図３は、外部基準信号分周値テーブルの説明図である。
【００３０】
本装置の例では、外部基準信号としては、１MHz又は１０MHzが入力可能であり、電圧制御発振器５からの出力基準信号を１MHzとし、位相比較器３２における位相比較周波数を１MHzとしている。
このように、位相比較周波数を複数の外部基準信号の周波数と出力基準信号の周波数の公約数とすることにより、どの外部基準信号が選択されても、第１の分周器３１における分周値を変えることで同一のループフィルタ４を用いることができ、回路規模の増大を抑えることができるものである。
また、ここでは、可変フィルタ１０をローパスフィルタで構成している。
【００３１】
［第１の分周器３１の分周値／外部基準信号分周値テーブル：図３］
また、レベル判定回路１２は、内部のメモリに、第１の分周器３１に設定する分周値を記憶する外部基準信号分周値テーブルを備えている。
第１の分周器３１の分周値は、入力された外部基準信号の周波数を位相比較周波数に分周する分周値である。
図３に示すように、本装置では、位相比較周波数を１MHz固定としており、外部基準信号分周値テーブルでは、１MHzの外部基準信号に対応して分周値「１」が記憶され、１０MHzの外部基準信号に対応して分周値「１０」が記憶されている。つまり、１０MHzの外部基準信号は、第１の分周器３１で１MHzの信号に変換される。
【００３２】
［第２の分周器３３の分周値］
更に、レベル判定回路１２は、第２の分周器３３の分周値を内部のメモリに記憶している。第２の分周器３３の分周値は、外部基準信号の周波数にかかわらず、電圧制御発振器５の出力基準信号を位相比較周波数とするための分周値であり、位相比較周波数と電圧制御発振器５の出力基準信号の周波数の組み合わせに対応して記憶されている。
そして、レベル判定回路１２は、位相比較周波数と出力基準信号の周波数が設定されると、当該組み合わせに対応する第２の分周器３３の分周値を読み取って、第２の分周器３３に設定する。
【００３３】
ここでは、位相比較周波数と出力基準信号の周波数が共に１MHzであるから、レベル判定回路１２のメモリに、第２の分周器３３の分周値として「１」が記憶されており、レベル判定回路１２が第２の分周器３３に分周値「１」を設定する。
位相比較周波数と出力基準信号の周波数の組み合わせが複数考えられる場合には、第２の分周器の分周値を第１の分周値テーブル（外部基準信号分周値テーブル）と同様のテーブルとして記憶してもよい。
【００３４】
［外部基準信号の周波数サーチ］
外部基準信号の周波数サーチの動作について具体的に説明する。
まず、レベル判定回路１２は、切替器６を固定電圧生成部７側に切り替える。これにより、電圧制御発振器５は、固定電圧に基づいて自走発振を行う。
そして、レベル判定回路１２は、図２（ａ）に示すように、可変フィルタ１０の遮断周波数（又は通過周波数）を１MHz用に設定する。これにより、１MHzの外部基準周波数が可変フィルタ１０を通過可能となる。
【００３５】
そして、可変フィルタ１０の出力信号は、検波回路１１で信号レベルを検出され、レベル判定回路１２は、信号レベルが予め設定された適正範囲内であるかどうかを判断し、適正範囲内であれば、外部基準信号の周波数は１MHzであると判断して、メモリから外部基準信号１MHzに対応する第１の分周器３１の分周値を読み取って、第１の分周器３１に分周値「１」を設定する。
【００３６】
そして、レベル判定回路１２は、切替器６に対して位相比較器３２側に切り替えるよう指示を出力する。
これにより、本装置は、外部基準信号１MHzに基づいて１MHzの基準信号を生成するようＰＬＬ制御を行う。
【００３７】
また、レベル判定回路１２が、検波回路１１から入力された信号レベルが適正範囲外（過小又は過大）であって、１MHzの外部基準信号が入力されていないと判断した場合、レベル判定回路１２は、図２（ｂ）に示すように、可変フィルタ１０を１０MHzまで通過させるよう遮断周波数（又は通過周波数）を変更するよう制御する。
【００３８】
そして、検波回路１１から信号レベルが入力されると、当該信号レベルが適正範囲内かどうかを判断し、適正範囲内であれば、外部基準信号の周波数は１０MHzであると判断して、メモリから外部基準信号１０MHzに対応する第１の分周器３１の分周値を読み取って、第１の分周器３１に分周値「１０」を設定する。
【００３９】
そして、レベル判定回路１２は、切替器６に対して位相比較器３２側に切り替えるよう指示を出力する。
これにより、本装置は、外部基準信号１０MHzに基づいて１MHzの基準信号を生成するようＰＬＬ制御を行う。
【００４０】
また、レベル判定回路１２は、１０MHzの外部基準信号も入力されていないと判断した場合には、再度、可変フィルタ１０を１MHz用に設定して、外部基準信号周波数のサーチを行う。
つまり、本装置の特徴として、外部基準信号周波数のサーチを行っている間は、切替器６は固定電圧生成部７側に切り替えられたままであり、電圧制御発振器５は、固定電圧で自走発振を行う。
【００４１】
ここでは、１MHzと１０MHzの２種類の周波数のみについて行ったが、更に、２MHz、２０MHz等の外部基準信号を入力可能としてもよく、その場合も、いずれかの外部基準信号の信号レベルが適正範囲内となるまで外部基準信号周波数のサーチを続ける。
尚、周波数サーチの動作は、電源投入時の他、運用途中で外部基準信号が切り替わった場合等に行われる。
【００４２】
［レベル判定回路１２における処理：図４］
次に、レベル判定回路１２における外部基準信号の周波数サーチの処理について図４を用いて説明する。図４は、レベル判定回路１２の処理を示すフローチャートである。
図４に示すように、電源投入時等に周波数サーチが開始されると、レベル判定回路１２は、切替器６を固定電圧生成部７側に切り替え（１００）、第２の分周器３３に、電圧制御発振器５の出力基準信号周波数と位相比較周波数の組み合わせに応じた分周値（本装置の例では「１」）を設定する（１０２）。
【００４３】
そして、レベル判定回路１２は、可変フィルタ１０を１MHz用の帯域に設定し（１０４）、検波回路１１からの信号レベルが適正範囲かどうかを判断する（１０６）。
信号レベルが適正範囲であった場合（Yesの場合）には、レベル判定回路１２は、外部基準信号の周波数は１MHzであると判断して、メモリの外部基準信号分周値テーブルを参照し、第１の分周器３１に１MHzに対応する分周値（本装置の例では「１」）を設定し（１１０）、処理１３０に移行する。
【００４４】
また、処理１０６で信号レベルが適正範囲ではなかった場合（Noの場合）、レベル判定回路１２は、可変フィルタ１０の帯域を１０MHz用に設定し（１２０）、信号レベルが適正範囲かどうかを判断する（１２２）。
処理１２２で、信号レベルが適正範囲内ではなかった場合（Noの場合）、レベル判定回路１２は、処理１０４に移行して、再度、可変フィルタ１０を１MHz用に設定する。
【００４５】
また、処理１２２で、信号レベルが適正範囲内であった場合（Yesの場合）、レベル判定回路１２は、外部基準信号の周波数は１０MHzであると判断して、メモリの外部基準信号分周値テーブルを参照し、第１の分周器３１に１０MHzに対応する分周値（本装置の例では「１０」）を設定する（１２４）。
【００４６】
そして、レベル判定回路１２は、処理１１０又は処理１２４で第１の分周器３１に外部基準信号の周波数に応じた分周値を設定すると、切替器６を位相比較器３２側に切り替えて（１３０）、自走からＰＬＬ制御に移行させる。
そして、レベル判定回路１２は、位相比較器３２からアンロック検出信号が入力されたかどうかを監視し（１３２）、アンロックが検出された場合には、処理１００に移行して、切替器６を固定電圧生成部７側に切り替え、再度、外部基準信号の周波数サーチを行う。
このようにして、本装置のレベル判定回路１２の処理が行われる。
【００４７】
［実施の形態の効果］
本発明の実施の形態に係る基準信号生成装置によれば、外部基準信号入力部１が、複数の異なる周波数の外部基準信号を入力可能とし、可変フィルタ１０が、入力された外部基準信号を入力可能な外部基準信号の周波数に合わせて帯域制限し、検波回路１１が、可変フィルタ１０の出力信号を検波して信号レベルを検出し、レベル判定回路１２が、可変フィルタ１０に通過帯域を設定し、検波回路１１からの外部基準信号のレベルが適正範囲であれば、外部基準信号を分周する第１の分周器３１に当該通過帯域の周波数に応じた分周値を設定すると共に、切替器６を位相比較器３１側に切り替え、適正範囲外であれば、切替器６を固定電圧生成装置７側に切り替える基準信号生成装置としているので、１つの可変フィルタ１０で外部基準信号の周波数を判定して、当該外部基準信号を用いてＰＬＬにより所望の基準信号を生成することができ、更に、外部基準信号周波数のサーチ中などの外部基準信号の入力レベルが不適正なときには固定電圧を提供して、自走によって基準信号を安定的に供給することができる効果がある。
【００４８】
また、本装置によれば、位相検出回路３２がロック／アンロックを検出して、アンロックを検出するとレベル判定回路１２にアンロック検出信号を出力し、レベル判定回路１２が、アンロック検出信号を受信した場合には、切替器６を固定電圧生成部７側に切り替える基準信号生成装置としているので、アンロック時であっても、固定電圧を用いた自走発振を行って安定した基準信号を供給することができる効果がある。
【００４９】
また、本装置によれば、位相比較周波数を、複数の外部基準信号周波数と、電圧制御発振器からの出力基準信号の周波数との公約数としているので、どの基準信号が選択されても同じ位相比較周波数とすることができ、ループフィルタ４が一つで済み、コストや回路規模を増大させないようにすることができる効果がある。
【００５０】
尚、可変フィルタの代わりに複数の固定フィルタを設け、それぞれの固定フィルタに対応した検波回路を設けた構成とし、信号レベルが適正範囲となった固定フィルタの通過帯域を入力された外部基準信号の周波数として特定し、上述した本装置と同様の制御を行うことも可能であり、安定した基準信号を供給することができるものである。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明は、回路規模を増大させることなく複数の周波数の外部基準信号を用いて所望の基準信号を安定して生成でき、更に、アンロック時にも安定した基準信号を供給することができる基準信号生成装置に適している。
【符号の説明】
【００５２】
１...外部基準信号入力部、 ２...分配器、 ３...ＰＬＬ−ＩＣ、 ４...ループフィルタ、 ５...電圧制御発振器、 ６...切替器、 ７...固定電圧生成部、 １０...可変フィルタ、 １１...検波回路、 １２...レベル判定回路、 ３１...第１の分周器、 ３２...位相比較器、 ３３...第２の分周器
【技術分野】
【０００１】
本発明は、測定機器等に基準信号を供給する基準信号生成装置に係り、特に回路規模を増大させることなく、複数の周波数の外部基準信号を用いて所望の基準信号を安定して生成でき、更に、アンロック時にも安定した基準信号を供給することができる基準信号生成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
［先行技術の説明］
従来、複数の外部基準信号を用いて基準信号を生成する装置では、入力された外部基準信号の周波数を測定し、当該周波数の判定結果に基づいて所望の基準信号とするためのＰＬＬ（Phase Locked Loop）制御を行うようになっていた。
また、外部基準信号の周波数により、適切なループフィルタを選択するようにしていた。
【０００３】
従来の基準信号生成装置としては、特開昭６０−１１２３２４号公報「位相同期発振装置」（日本電気株式会社、特許文献１）、特開２００１−１３６０６３号公報「外部基準入力周波数自動切換回路」（アンリツ株式会社、特許文献２）がある。
【０００４】
特許文献１には、外部から入力された複数の基準信号を、フィルタによって選別して検波し、所望の位相比較周波数ｆ0に合致するように分周比を制御することが記載されている。
また、特許文献２には、複数の外部基準信号を入力可能とし、ＰＬＬのアンロックが検出されると、分周比設定回路が、外部基準信号を分周する分周値を、当該外部基準信号に合った値に切り替える設定信号を分周器に出力することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開昭６０−１１２３２４号公報
【特許文献２】特開２００１−１３６０６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来の複数の外部基準信号を用いる基準信号生成装置では、入力された外部基準信号の周波数を判定するためのカウンタ回路や複数のフィルタが必要であり、回路規模が増大してしまうという問題点があり、また、アンロック時の基準信号出力が安定していないという問題点があった。
【０００７】
本発明は、上記実状に鑑みて為されたもので、回路規模を増大させずに複数の外部基準信号を用いて所望の基準信号を生成でき、更に、アンロック時にも安定した基準信号を出力することを可能とする基準信号生成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記従来例の問題点を解決するための本発明は、複数の異なる周波数の外部基準信号を入力可能とする外部基準信号入力部と、入力された外部基準信号を設定された分周値で分周して特定の位相比較周波数とする第１の分周器と、制御電圧に応じた周波数を発振し、基準信号として出力する電圧制御発振器と、電圧制御発振器の出力を特定の分周値で分周して位相比較周波数とする第２の分周器と、第１の分周器で分周された外部基準信号と第２の分周器で分周された電圧制御発振器出力との位相差を検出して、当該位相差に応じた電圧を出力する位相比較器と、入力された電圧を平滑化して電圧制御発振器に制御電圧を印加するループフィルタと、予め設定された固定電圧を生成する固定電圧生成部と、位相比較器の出力又は固定電圧生成部の出力のいずれかを選択してループフィルタに出力する切替部とを備えた基準信号生成装置であって、設定された帯域を通過させる可変フィルタと、可変フィルタ出力の信号レベルを検出する検波回路と、複数の外部基準信号に対応して、各外部基準信号の周波数を位相比較周波数に分周する分周値を予め記憶するメモリを有し、可変フィルタに、複数の外部基準信号のいずれかを通過させる帯域を設定し、検波回路で検出された信号レベルが予め設定された適正範囲内であれば、当該帯域の周波数が入力された外部基準信号の周波数であると特定して、第１の分周器に、特定された外部基準信号に対応してメモリに記憶された分周値を設定すると共に、切替器を位相比較器の出力を選択するよう切り替え、信号レベルが適正範囲外であれば、切替器を固定電圧生成部の出力を選択するよう切り替える制御部とを備えたことを特徴としている。
【０００９】
また、本発明は、上記基準信号生成装置において、制御部が、入力された外部基準信号の周波数が特定されるまでは、切替部を固定電圧生成部側の出力を選択するよう切り替えておくことを特徴としている。
【００１０】
また、本発明は、上記基準信号生成装置において、位相比較器が、ロック／アンロックを検出するものであり、アンロックを検出した場合には、制御部にアンロック検出信号を出力し、制御部が、アンロック検出信号を受信すると、切替部を固定電圧生成部からの出力を選択するよう切り替えることを特徴としている。
【００１１】
また、本発明は、上記基準信号生成装置において、可変フィルタを、ローパスフィルタ又はバンドパスフィルタで形成したことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、複数の異なる周波数の外部基準信号を入力可能とする外部基準信号入力部と、入力された外部基準信号を設定された分周値で分周して特定の位相比較周波数とする第１の分周器と、制御電圧に応じた周波数を発振し、基準信号として出力する電圧制御発振器と、電圧制御発振器の出力を特定の分周値で分周して位相比較周波数とする第２の分周器と、第１の分周器で分周された外部基準信号と第２の分周器で分周された電圧制御発振器出力との位相差を検出して、当該位相差に応じた電圧を出力する位相比較器と、入力された電圧を平滑化して電圧制御発振器に制御電圧を印加するループフィルタと、予め設定された固定電圧を生成する固定電圧生成部と、位相比較器の出力又は固定電圧生成部の出力のいずれかを選択してループフィルタに出力する切替部とを備えた基準信号生成装置であって、設定された帯域を通過させる可変フィルタと、可変フィルタ出力の信号レベルを検出する検波回路と、複数の外部基準信号に対応して、各外部基準信号の周波数を位相比較周波数に分周する分周値を予め記憶するメモリを有し、可変フィルタに、複数の外部基準信号のいずれかを通過させる帯域を設定し、検波回路で検出された信号レベルが予め設定された適正範囲内であれば、当該帯域の周波数が入力された外部基準信号の周波数であると特定して、第１の分周器に、特定された外部基準信号に対応してメモリに記憶された分周値を設定すると共に、切替器を位相比較器の出力を選択するよう切り替え、信号レベルが適正範囲外であれば、切替器を固定電圧生成部の出力を選択するよう切り替える制御部とを備えた基準信号生成装置としているので、１つの可変フィルタで外部基準信号の周波数を特定でき、回路規模を増大させることなく複数の外部基準信号を用いてＰＬＬ制御により所望の基準信号を生成することができ、また、外部基準信号の信号レベルが適正でない場合には、固定電圧による自走発振を行って安定した基準信号を提供することができる効果がある。
【００１３】
また、本発明によれば、制御部が、入力された外部基準信号の周波数が特定されるまでは、切替部を固定電圧生成部側の出力を選択するよう切り替えておく上記基準信号生成装置としているので、外部基準信号の周波数をサーチしている間は固定電圧による自走発振を行って安定した基準信号を提供することができる効果がある。
【００１４】
また、本発明によれば、位相比較器が、ロック／アンロックを検出するものであり、アンロックを検出した場合には、制御部にアンロック検出信号を出力し、制御部が、アンロック検出信号を受信すると、切替部を固定電圧生成部からの出力を選択するよう切り替える上記基準信号生成装置としているので、アンロック時には固定電圧による自走発振を行って安定した基準信号を提供することができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施の形態に係る基準信号生成装置の構成ブロック図である。
【図２】可変フィルタ１０の通過帯域を示した模式説明図であり、（ａ）は１MHz用の帯域、（ｂ）は１０MHz用の帯域を示している
【図３】外部基準信号分周値テーブルの説明図である。
【図４】レベル判定回路１２の処理を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
［実施の形態の概要］
本発明の実施の形態に係る基準信号生成装置は、外部基準信号を特定の位相比較周波数とする分周値で分周する第１の分周器と、制御電圧に応じた周波数信号を基準信号として出力する電圧制御発振器と、電圧制御発振器の出力を位相比較周波数とする分周値で分周する第２の分周器と、第１の分周器で分周された外部基準信号と第２の分周器で分周された電圧制御発振器出力との位相を比較する位相比較器と、固定電圧を出力する固定電圧生成部と、入力された信号を平滑化して制御電圧として電圧制御発振器に印加するループフィルタと、位相比較器の出力又は固定電圧生成部の出力のいずれかをループフィルタに出力する切替器と、入力された外部基準信号を帯域制限する可変フィルタと、可変フィルタの出力信号を検波して信号レベルを検出する検波回路と、可変フィルタに通過帯域を設定し、検波回路からの外部基準信号のレベルが適正範囲であれば、第１の分周器に通過帯域の周波数に応じた分周値を設定すると共に、切替器を位相比較器側に切り替え、適正範囲外であれば、切替器を固定電圧側に切り替える制御部とを備えた基準信号生成装置としており、１つの可変フィルタで外部基準信号の周波数を判定してＰＬＬにより所望の基準信号を生成することができ、また、外部基準信号の入力レベルが不適正なときには固定電圧を提供して、自走によって基準信号を安定的に供給することができるものである。
【００１７】
また、本発明の実施の形態に係る基準信号生成装置は、位相比較器が、外部基準周波数の切り替え等により、アンロックを検出すると制御部にアンロックを報知し、制御部はアンロックを通知されると切替器を固定電圧側に切り替えるようにしているので、アンロック時には固定電圧に基づいて安定した基準信号を供給することができるものである。
【００１８】
［本発明の実施の形態に係る基準信号生成装置の構成：図１］
本発明の実施の形態に係る基準信号生成装置の構成について図１を用いて説明する。図１は、本発明の実施の形態に係る基準信号生成装置の構成ブロック図である。
図１に示すように、本発明の実施の形態に係る基準信号生成装置（本装置）は、外部基準信号入力部１と、分配部２と、ＰＬＬ−ＩＣ３と、ループフィルタ４と、電圧制御発振器５と、切替器６と、固定電圧生成部７と、可変フィルタ１０と、検波回路１１と、レベル判定回路１２とを備えている。
更に、ＰＬＬ−ＩＣ３は、第１の分周器３１と、位相比較器３２と、第２の分周器３３とを備えている。
【００１９】
［本装置の各部］
本装置の各構成部分について説明する。
外部基準信号入力部１は、外部基準信号を入力する端子を備えており、本装置では、１MHz、１０MHzの２種類の外部基準信号の入力を可能としているが、これに限るものではなく、更に２MHzの外部基準信号を入力可能としてもよい。
分配器２は、入力された外部基準信号を２分配する。
第１の分周器３１は、外部基準信号を、設定された分周比で分周する。分周比は後述するレベル判定回路１２によって設定されるが、外部基準信号の周波数を、位相比較器３２における位相比較周波数とする分周比が設定される。
【００２０】
ループフィルタ４は、入力された信号を平滑化して制御電圧として電圧制御発振器５に印加する。
電圧制御発振器５は、制御電圧に応じた周波数を発振して、基準信号として出力する。本装置では、１MHzの基準信号を出力するものである。
第２の分周器３３は、電圧制御発振器５の出力を設定された分周比で分周する。分周比はレベル判定回路１２によって設定される。第２の分周器３３の分周比は、電圧制御発振器５の出力を位相比較器３２における位相比較周波数とする値である。
【００２１】
位相比較器３２は、第１の分周器３１からの分周された外部基準信号と、第２の分周器３３からの分周された電制御発振器５の出力との位相差を検出して、位相差に応じた電圧を出力する。
また、位相比較器３２は、ロック／アンロックを検出し、アンロックを検出すると、アンロック検出信号をレベル判定回路１２に出力する。
【００２２】
固定電圧生成部７は、予め設定された固定電圧を生成して出力する。本装置では、電圧制御発振器５において１MHzの基準信号を出力させる制御電圧となる電圧を出力する。
切替器６は、レベル判定回路１２からの指示に従って、ループフィルタ４に出力する電圧を切り替えるものであり、位相比較器３２からの出力電圧又は固定電圧生成部７からの出力電圧のいずれかを出力する。
【００２３】
また、本装置の特徴部分である可変フィルタ１０は、レベル判定回路１２からの指示に従って通過帯域（遮断帯域）を可変とし、入力された外部基準信号を帯域制限する。可変フィルタ１０は、ローパスフィルタ又はバンドパスフィルタで構成される。
検波回路１１は、可変フィルタ１０の出力信号を検波して信号レベルを検出し、レベル判定回路１２に出力する。
【００２４】
レベル判定回路１２は、本装置の特徴部分であり、入力された外部基準信号の周波数を判定し、それに応じて、第１の分周器３１、第２の分周器３３に分周比を設定する。
具体的には、レベル判定回路１２は、可変フィルタ１０の通過帯域を制御すると共に、検波回路１１で検出された信号レベルに基づいて、入力された外部基準信号の周波数を判定する。レベル判定回路１２には、予め外部基準信号の適正な信号レベルのしきい値（下限値、上限値）が設定されており、検波回路１１からの信号レベルが適正範囲（下限値以上且つ上限値以下の範囲）であった場合に、入力された外部基準信号は、可変フィルタ１０の通過帯域に対応する周波数であると判断するものである。
それと共に、レベル判定回路１２は、切替器６を位相比較器３２側に切り替えて、ＰＬＬ制御を行わせる。
【００２５】
また、レベル判定回路１２は、外部基準信号の周波数を特定するまでの間や、検波回路１１からの信号レベルが適正範囲ではなかった場合に、周波数のサーチ中であるとして、切替器６を固定電圧生成部７側に切り替えて、自走発振を行わせる。
【００２６】
更に、レベル判定回路１２は、位相比較器３２からアンロック検出信号が入力されると、切替器６を固定電圧生成部７側に切り替える。
尚、レベル判定回路１２は、マイコンやＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）等で構成され、請求項に記載した制御部に相当する。
【００２７】
つまり、レベル判定回路１２は、適正なレベルの外部基準信号が入力された場合には、当該外部基準信号の周波数を判定して、それに応じて第１の分周器３１及び第２の分周器３３への分周値を設定し、切替器６を位相比較器３２側に切り替え、適正なレベルの外部基準信号が入力されない場合及びアンロック検出信号が入力された場合には、切替器６を固定電圧生成器７側に切り替えて自走とする。
レベル判定回路１２における処理については後で詳細に説明する。
【００２８】
これにより、本装置では、単一の可変フィルタ１０及び検波回路１１を用いて外部基準信号の周波数を判定することができ、回路規模を増大させずに複数の外部基準信号に基づいて所望の基準信号を生成することができると共に、適正なレベルの外部基準信号が入力されていない場合や、アンロック時には、固定電圧による自走発振を行うことにより、出力エラーを防ぎ、安定して基準信号を測定器等に出力し続けることができるものである。
【００２９】
［外部基準信号の周波数判定動作：図１，図２，図３］
次に、本装置における外部基準信号の周波数を判定する動作について図１及び図２を用いて説明する。図２は、可変フィルタ１０の通過帯域を示した模式説明図であり、（ａ）は１MHz用の帯域、（ｂ）は１０MHz用の帯域を示している。また、図３は、外部基準信号分周値テーブルの説明図である。
【００３０】
本装置の例では、外部基準信号としては、１MHz又は１０MHzが入力可能であり、電圧制御発振器５からの出力基準信号を１MHzとし、位相比較器３２における位相比較周波数を１MHzとしている。
このように、位相比較周波数を複数の外部基準信号の周波数と出力基準信号の周波数の公約数とすることにより、どの外部基準信号が選択されても、第１の分周器３１における分周値を変えることで同一のループフィルタ４を用いることができ、回路規模の増大を抑えることができるものである。
また、ここでは、可変フィルタ１０をローパスフィルタで構成している。
【００３１】
［第１の分周器３１の分周値／外部基準信号分周値テーブル：図３］
また、レベル判定回路１２は、内部のメモリに、第１の分周器３１に設定する分周値を記憶する外部基準信号分周値テーブルを備えている。
第１の分周器３１の分周値は、入力された外部基準信号の周波数を位相比較周波数に分周する分周値である。
図３に示すように、本装置では、位相比較周波数を１MHz固定としており、外部基準信号分周値テーブルでは、１MHzの外部基準信号に対応して分周値「１」が記憶され、１０MHzの外部基準信号に対応して分周値「１０」が記憶されている。つまり、１０MHzの外部基準信号は、第１の分周器３１で１MHzの信号に変換される。
【００３２】
［第２の分周器３３の分周値］
更に、レベル判定回路１２は、第２の分周器３３の分周値を内部のメモリに記憶している。第２の分周器３３の分周値は、外部基準信号の周波数にかかわらず、電圧制御発振器５の出力基準信号を位相比較周波数とするための分周値であり、位相比較周波数と電圧制御発振器５の出力基準信号の周波数の組み合わせに対応して記憶されている。
そして、レベル判定回路１２は、位相比較周波数と出力基準信号の周波数が設定されると、当該組み合わせに対応する第２の分周器３３の分周値を読み取って、第２の分周器３３に設定する。
【００３３】
ここでは、位相比較周波数と出力基準信号の周波数が共に１MHzであるから、レベル判定回路１２のメモリに、第２の分周器３３の分周値として「１」が記憶されており、レベル判定回路１２が第２の分周器３３に分周値「１」を設定する。
位相比較周波数と出力基準信号の周波数の組み合わせが複数考えられる場合には、第２の分周器の分周値を第１の分周値テーブル（外部基準信号分周値テーブル）と同様のテーブルとして記憶してもよい。
【００３４】
［外部基準信号の周波数サーチ］
外部基準信号の周波数サーチの動作について具体的に説明する。
まず、レベル判定回路１２は、切替器６を固定電圧生成部７側に切り替える。これにより、電圧制御発振器５は、固定電圧に基づいて自走発振を行う。
そして、レベル判定回路１２は、図２（ａ）に示すように、可変フィルタ１０の遮断周波数（又は通過周波数）を１MHz用に設定する。これにより、１MHzの外部基準周波数が可変フィルタ１０を通過可能となる。
【００３５】
そして、可変フィルタ１０の出力信号は、検波回路１１で信号レベルを検出され、レベル判定回路１２は、信号レベルが予め設定された適正範囲内であるかどうかを判断し、適正範囲内であれば、外部基準信号の周波数は１MHzであると判断して、メモリから外部基準信号１MHzに対応する第１の分周器３１の分周値を読み取って、第１の分周器３１に分周値「１」を設定する。
【００３６】
そして、レベル判定回路１２は、切替器６に対して位相比較器３２側に切り替えるよう指示を出力する。
これにより、本装置は、外部基準信号１MHzに基づいて１MHzの基準信号を生成するようＰＬＬ制御を行う。
【００３７】
また、レベル判定回路１２が、検波回路１１から入力された信号レベルが適正範囲外（過小又は過大）であって、１MHzの外部基準信号が入力されていないと判断した場合、レベル判定回路１２は、図２（ｂ）に示すように、可変フィルタ１０を１０MHzまで通過させるよう遮断周波数（又は通過周波数）を変更するよう制御する。
【００３８】
そして、検波回路１１から信号レベルが入力されると、当該信号レベルが適正範囲内かどうかを判断し、適正範囲内であれば、外部基準信号の周波数は１０MHzであると判断して、メモリから外部基準信号１０MHzに対応する第１の分周器３１の分周値を読み取って、第１の分周器３１に分周値「１０」を設定する。
【００３９】
そして、レベル判定回路１２は、切替器６に対して位相比較器３２側に切り替えるよう指示を出力する。
これにより、本装置は、外部基準信号１０MHzに基づいて１MHzの基準信号を生成するようＰＬＬ制御を行う。
【００４０】
また、レベル判定回路１２は、１０MHzの外部基準信号も入力されていないと判断した場合には、再度、可変フィルタ１０を１MHz用に設定して、外部基準信号周波数のサーチを行う。
つまり、本装置の特徴として、外部基準信号周波数のサーチを行っている間は、切替器６は固定電圧生成部７側に切り替えられたままであり、電圧制御発振器５は、固定電圧で自走発振を行う。
【００４１】
ここでは、１MHzと１０MHzの２種類の周波数のみについて行ったが、更に、２MHz、２０MHz等の外部基準信号を入力可能としてもよく、その場合も、いずれかの外部基準信号の信号レベルが適正範囲内となるまで外部基準信号周波数のサーチを続ける。
尚、周波数サーチの動作は、電源投入時の他、運用途中で外部基準信号が切り替わった場合等に行われる。
【００４２】
［レベル判定回路１２における処理：図４］
次に、レベル判定回路１２における外部基準信号の周波数サーチの処理について図４を用いて説明する。図４は、レベル判定回路１２の処理を示すフローチャートである。
図４に示すように、電源投入時等に周波数サーチが開始されると、レベル判定回路１２は、切替器６を固定電圧生成部７側に切り替え（１００）、第２の分周器３３に、電圧制御発振器５の出力基準信号周波数と位相比較周波数の組み合わせに応じた分周値（本装置の例では「１」）を設定する（１０２）。
【００４３】
そして、レベル判定回路１２は、可変フィルタ１０を１MHz用の帯域に設定し（１０４）、検波回路１１からの信号レベルが適正範囲かどうかを判断する（１０６）。
信号レベルが適正範囲であった場合（Yesの場合）には、レベル判定回路１２は、外部基準信号の周波数は１MHzであると判断して、メモリの外部基準信号分周値テーブルを参照し、第１の分周器３１に１MHzに対応する分周値（本装置の例では「１」）を設定し（１１０）、処理１３０に移行する。
【００４４】
また、処理１０６で信号レベルが適正範囲ではなかった場合（Noの場合）、レベル判定回路１２は、可変フィルタ１０の帯域を１０MHz用に設定し（１２０）、信号レベルが適正範囲かどうかを判断する（１２２）。
処理１２２で、信号レベルが適正範囲内ではなかった場合（Noの場合）、レベル判定回路１２は、処理１０４に移行して、再度、可変フィルタ１０を１MHz用に設定する。
【００４５】
また、処理１２２で、信号レベルが適正範囲内であった場合（Yesの場合）、レベル判定回路１２は、外部基準信号の周波数は１０MHzであると判断して、メモリの外部基準信号分周値テーブルを参照し、第１の分周器３１に１０MHzに対応する分周値（本装置の例では「１０」）を設定する（１２４）。
【００４６】
そして、レベル判定回路１２は、処理１１０又は処理１２４で第１の分周器３１に外部基準信号の周波数に応じた分周値を設定すると、切替器６を位相比較器３２側に切り替えて（１３０）、自走からＰＬＬ制御に移行させる。
そして、レベル判定回路１２は、位相比較器３２からアンロック検出信号が入力されたかどうかを監視し（１３２）、アンロックが検出された場合には、処理１００に移行して、切替器６を固定電圧生成部７側に切り替え、再度、外部基準信号の周波数サーチを行う。
このようにして、本装置のレベル判定回路１２の処理が行われる。
【００４７】
［実施の形態の効果］
本発明の実施の形態に係る基準信号生成装置によれば、外部基準信号入力部１が、複数の異なる周波数の外部基準信号を入力可能とし、可変フィルタ１０が、入力された外部基準信号を入力可能な外部基準信号の周波数に合わせて帯域制限し、検波回路１１が、可変フィルタ１０の出力信号を検波して信号レベルを検出し、レベル判定回路１２が、可変フィルタ１０に通過帯域を設定し、検波回路１１からの外部基準信号のレベルが適正範囲であれば、外部基準信号を分周する第１の分周器３１に当該通過帯域の周波数に応じた分周値を設定すると共に、切替器６を位相比較器３１側に切り替え、適正範囲外であれば、切替器６を固定電圧生成装置７側に切り替える基準信号生成装置としているので、１つの可変フィルタ１０で外部基準信号の周波数を判定して、当該外部基準信号を用いてＰＬＬにより所望の基準信号を生成することができ、更に、外部基準信号周波数のサーチ中などの外部基準信号の入力レベルが不適正なときには固定電圧を提供して、自走によって基準信号を安定的に供給することができる効果がある。
【００４８】
また、本装置によれば、位相検出回路３２がロック／アンロックを検出して、アンロックを検出するとレベル判定回路１２にアンロック検出信号を出力し、レベル判定回路１２が、アンロック検出信号を受信した場合には、切替器６を固定電圧生成部７側に切り替える基準信号生成装置としているので、アンロック時であっても、固定電圧を用いた自走発振を行って安定した基準信号を供給することができる効果がある。
【００４９】
また、本装置によれば、位相比較周波数を、複数の外部基準信号周波数と、電圧制御発振器からの出力基準信号の周波数との公約数としているので、どの基準信号が選択されても同じ位相比較周波数とすることができ、ループフィルタ４が一つで済み、コストや回路規模を増大させないようにすることができる効果がある。
【００５０】
尚、可変フィルタの代わりに複数の固定フィルタを設け、それぞれの固定フィルタに対応した検波回路を設けた構成とし、信号レベルが適正範囲となった固定フィルタの通過帯域を入力された外部基準信号の周波数として特定し、上述した本装置と同様の制御を行うことも可能であり、安定した基準信号を供給することができるものである。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明は、回路規模を増大させることなく複数の周波数の外部基準信号を用いて所望の基準信号を安定して生成でき、更に、アンロック時にも安定した基準信号を供給することができる基準信号生成装置に適している。
【符号の説明】
【００５２】
１...外部基準信号入力部、 ２...分配器、 ３...ＰＬＬ−ＩＣ、 ４...ループフィルタ、 ５...電圧制御発振器、 ６...切替器、 ７...固定電圧生成部、 １０...可変フィルタ、 １１...検波回路、 １２...レベル判定回路、 ３１...第１の分周器、 ３２...位相比較器、 ３３...第２の分周器
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の異なる周波数の外部基準信号を入力可能とする外部基準信号入力部と、
入力された外部基準信号を設定された分周値で分周して特定の位相比較周波数とする第１の分周器と、
制御電圧に応じた周波数を発振し、基準信号として出力する電圧制御発振器と、
前記電圧制御発振器の出力を特定の分周値で分周して前記位相比較周波数とする第２の分周器と、
前記第１の分周器で分周された外部基準信号と前記第２の分周器で分周された前記電圧制御発振器出力との位相差を検出して、当該位相差に応じた電圧を出力する位相比較器と、
入力された電圧を平滑化して前記電圧制御発振器に前記制御電圧を印加するループフィルタと、
予め設定された固定電圧を生成する固定電圧生成部と、
前記位相比較器の出力又は前記固定電圧生成部の出力のいずれかを選択して前記ループフィルタに出力する切替部とを備えた基準信号生成装置であって、
設定された帯域を通過させる可変フィルタと、
前記可変フィルタ出力の信号レベルを検出する検波回路と、
前記複数の外部基準信号に対応して、各外部基準信号の周波数を前記位相比較周波数に分周する分周値を予め記憶するメモリを有し、前記可変フィルタに、前記複数の外部基準信号のいずれかを通過させる帯域を設定し、前記検波回路で検出された信号レベルが予め設定された適正範囲内であれば、前記帯域の周波数が入力された外部基準信号の周波数であると特定して、前記第１の分周器に、前記特定された外部基準信号に対応して前記メモリに記憶された分周値を設定すると共に、前記切替器を前記位相比較器の出力を選択するよう切り替え、前記信号レベルが前記適正範囲外であれば、前記切替器を前記固定電圧生成部の出力を選択するよう切り替える制御部とを備えたことを特徴とする基準信号生成装置。
【請求項２】
制御部が、入力された外部基準信号の周波数が特定されるまでは、切替部を固定電圧生成部側の出力を選択するよう切り替えておくことを特徴とする請求項１記載の基準信号生成装置。
【請求項３】
位相比較器が、ロック／アンロックを検出するものであり、アンロックを検出した場合には、制御部にアンロック検出信号を出力し、
制御部が、アンロック検出信号を受信すると、切替部を固定電圧生成部からの出力を選択するよう切り替えることを特徴とする請求項１又は２記載の基準信号生成装置。
【請求項４】
可変フィルタを、ローパスフィルタ又はバンドパスフィルタで形成したことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか記載の基準信号生成装置。
【請求項１】
複数の異なる周波数の外部基準信号を入力可能とする外部基準信号入力部と、
入力された外部基準信号を設定された分周値で分周して特定の位相比較周波数とする第１の分周器と、
制御電圧に応じた周波数を発振し、基準信号として出力する電圧制御発振器と、
前記電圧制御発振器の出力を特定の分周値で分周して前記位相比較周波数とする第２の分周器と、
前記第１の分周器で分周された外部基準信号と前記第２の分周器で分周された前記電圧制御発振器出力との位相差を検出して、当該位相差に応じた電圧を出力する位相比較器と、
入力された電圧を平滑化して前記電圧制御発振器に前記制御電圧を印加するループフィルタと、
予め設定された固定電圧を生成する固定電圧生成部と、
前記位相比較器の出力又は前記固定電圧生成部の出力のいずれかを選択して前記ループフィルタに出力する切替部とを備えた基準信号生成装置であって、
設定された帯域を通過させる可変フィルタと、
前記可変フィルタ出力の信号レベルを検出する検波回路と、
前記複数の外部基準信号に対応して、各外部基準信号の周波数を前記位相比較周波数に分周する分周値を予め記憶するメモリを有し、前記可変フィルタに、前記複数の外部基準信号のいずれかを通過させる帯域を設定し、前記検波回路で検出された信号レベルが予め設定された適正範囲内であれば、前記帯域の周波数が入力された外部基準信号の周波数であると特定して、前記第１の分周器に、前記特定された外部基準信号に対応して前記メモリに記憶された分周値を設定すると共に、前記切替器を前記位相比較器の出力を選択するよう切り替え、前記信号レベルが前記適正範囲外であれば、前記切替器を前記固定電圧生成部の出力を選択するよう切り替える制御部とを備えたことを特徴とする基準信号生成装置。
【請求項２】
制御部が、入力された外部基準信号の周波数が特定されるまでは、切替部を固定電圧生成部側の出力を選択するよう切り替えておくことを特徴とする請求項１記載の基準信号生成装置。
【請求項３】
位相比較器が、ロック／アンロックを検出するものであり、アンロックを検出した場合には、制御部にアンロック検出信号を出力し、
制御部が、アンロック検出信号を受信すると、切替部を固定電圧生成部からの出力を選択するよう切り替えることを特徴とする請求項１又は２記載の基準信号生成装置。
【請求項４】
可変フィルタを、ローパスフィルタ又はバンドパスフィルタで形成したことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか記載の基準信号生成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１３−４６０９４（Ｐ２０１３−４６０９４Ａ）
【公開日】平成２５年３月４日（２０１３．３．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１８０３３５（Ｐ２０１１−１８０３３５）
【出願日】平成２３年８月２２日（２０１１．８．２２）
【出願人】（０００２３２４８３）日本電波工業株式会社 (1,148)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年３月４日（２０１３．３．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月２２日（２０１１．８．２２）
【出願人】（０００２３２４８３）日本電波工業株式会社 (1,148)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]