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Synchronous oscillation apparatus and synchronous oscillation method

阅读:161发布:2024-02-13

专利汇可以提供Synchronous oscillation apparatus and synchronous oscillation method专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a synchronous oscillation apparatus and synchronous oscillation method in which a reference oscillation frequency is allowed to have accuracy, equal with or higher than a fixed level compensating for aging, without using a highly accurate oscillator even at self-traveling time, even if the ambient temperature changes.
SOLUTION: A synchronous oscillation apparatus according to the present invention measures a temperature around a voltage controlled oscillation unit and records, in a predetermined cycle, temperature compensation data containing the measured temperature and a control voltage at the time of measuring the temperature. Furthermore, if meeting predetermined conditions, for example, if a signal for synchronization can not be received, the synchronous oscillation apparatus controls the control voltage based on the temperature compensation data.
COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT,下面是Synchronous oscillation apparatus and synchronous oscillation method专利的具体信息内容。

  • 基準発振周波数の生成に用いられる同期用信号を受信する同期用信号受信部と、制御電圧に応じて前記基準発振周波数を変化させる電圧制御発振部と、前記同期用信号及び前記基準発振周波数の比較結果に基づいて前記制御電圧を制御する電圧制御部とを少なくとも備える同期式発振装置であって、
    前記電圧制御発振部の周囲の温度を測定する温度測定部と、
    前記温度測定部によって測定された前記温度、及び前記温度の測定時における前記制御電圧を含む温度補償データを所定の周期で記録する温度補償データ処理部とを備え、
    前記電圧制御部は、所定の条件に合致する場合、前記温度補償データに基づいて、前記制御電圧を制御する同期式発振装置。
  • 前記電圧制御部は、前記同期用信号受信部が前記同期用信号を受信できない場合、前記温度補償データに基づいて前記制御電圧を制御する請求項1に記載の同期式発振装置。
  • 前記温度補償データ処理部は、既に記録されている記録済み温度補償データに含まれる前記温度と比較して、新たな温度補償データに含まれる前記温度が所定の範囲内である場合、前記記録済み温度補償データを前記新たな温度補償データによって更新する請求項1または2に記載の同期式発振装置。
  • 前記温度補償データ処理部は、所定の期間における複数の前記温度補償データを含む温度補償テーブルを複数生成し、
    前記電圧制御部は、所定のタイミングで前記温度補償テーブルを切り替える請求項2または3に記載の同期式発振装置。
  • 前記温度補償テーブルに含まれる前記温度補償データによって定められる温度−制御電圧特性が、他の前記温度補償テーブルに含まれる前記温度補償データによって定められる温度−制御電圧特性から所定の範囲を超えてずれている場合、前記同期式発振装置が正常でないことを報知する報知部をさらに備える請求項4に記載の同期式発振装置。
  • 前記温度補償データ処理部は、複数の前記温度補償データを用いて、前記温度測定部によって測定されていない温度領域における温度に対応する前記制御電圧を予測する請求項1乃至5の何れか一項に記載の同期式発振装置。
  • 基準発振周波数の生成に用いられる同期用信号を受信するステップと、制御電圧に応じて前記基準発振周波数を変化させる電圧制御発振部を用いて前記基準発振周波数を変化させるステップと、前記同期用信号及び前記基準発振周波数の比較結果に基づいて前記制御電圧を制御するステップとを少なくとも備える同期式発振方法であって、
    前記電圧制御発振部の周囲の温度を測定するステップと、
    前記温度を測定するステップにおいて測定された前記温度、及び前記温度の測定時における前記制御電圧を含む温度補償データを所定の周期で記録するステップとを備え、
    前記制御電圧を制御するステップでは、所定の条件に合致する場合、前記温度補償データに基づいて、前記制御電圧を制御する同期式発振方法。
  • 前記制御電圧を制御するステップでは、前記同期用信号を受信できない場合、前記温度補償データに基づいて前記制御電圧を制御する請求項7に記載の同期式発振方法。
  • 前記温度補償データを記録するステップでは、既に記録されている記録済み温度補償データに含まれる前記温度と比較して、新たな温度補償データに含まれる前記温度が所定の範囲内である場合、前記記録済み温度補償データを前記新たな温度補償データによって更新する請求項7または8に記載の同期式発振方法。
  • 前記温度補償データを記録するステップでは、所定の期間における複数の前記温度補償データを含む温度補償テーブルを複数生成し、
    前記制御電圧を制御するステップでは、所定のタイミングで前記温度補償テーブルを切り替える請求項8または9に記載の同期式発振方法。
  • 前記温度補償テーブルに含まれる前記温度補償データによって定められる温度−制御電圧特性が、他の前記温度補償テーブルに含まれる前記温度補償データによって定められる温度−制御電圧特性から所定の範囲を超えてずれている場合、前記同期式発振装置が正常でないことを報知するステップをさらに備える請求項10に記載の同期式発振方法。
  • 前記温度補償データを記録するステップでは、複数の前記温度補償データを用いて、前記温度を測定するステップにおいて測定されていない温度領域における温度に対応する前記制御電圧を予測する請求項7乃至11の何れか一項に記載の同期式発振方法。
  • 说明书全文

    本発明は、基準発振周波数の生成に用いられる同期用信号に含まれる周波数成分の位相及び基準発振周波数の位相の比較結果に基づいて、基準発振周波数を変換させる制御電圧を制御する同期式発振装置及び同期式発振方法に関する。

    従来、移動通信システム(例えば、PHS)の無線基地局などでは、当該無線基地局と接続される通信回線(例えば、ISDN回線)を介して受信する受信信号を同期用信号として、自局において用いられる基準発振周波数(クロック)が生成される。

    また、近年では、インターネット・プロトコル(IP)などの普及に伴い、ISDN回線に代えて、IPをベースとした通信回線に無線基地局が接続されるようになっている。 この場合、無線基地局では、一般的に他の同期用信号(例えば、GPS受信信号)に基づいて、自局において用いられる基準発振周波数が生成される。

    基準発振周波数の生成には、同期用信号に含まれる周波数成分に基準発振周波数を同期させる、いわゆる同期式発振装置が広く用いられている。

    同期式発振装置では、基本的には高精度の発振器を必要としないが、同期用信号が何らかの要因で喪失した場合(いわゆる自走時)において、基準発振周波数を一定のレベル以上の精度とするためには、高精度の発振器が必要となる。

    このような高精度の発振器を提供するためには、周囲の温度変化に伴う基準発振周波数の変動を抑制することが重要となる。 そこで、温度と基準発振周波数との関係を規定する“温度補償テーブル”を予め作成しておき、作成した温度補償テーブルに基づいて基準発振周波数を調整することによって、発振器の基準発振周波数を一定のレベル以上の精度にする技術が開示されている(例えば、特許文献1、2)

    特開平9−8551号公報(第3−4頁、第1図)

    特開平5−122263号公報(第4−5頁、第2図)

    しかしながら、上述した従来の技術には、次のような問題があった。 すなわち、同期式発振装置において上述したような高精度の発振器を用いる場合、製品として出荷する前に発振器ごとにその温度特性を評価し、温度補償テーブルを作成する必要があるため、同期式発振装置のコストが上昇する要因となっていた。

    また、上述したような高精度の発振器を用いる場合、温度変化による基準発振周波数への影響を抑制するため、関連する回路に高級な部品や材料を用いたり、発振器の十分なエージングを行った上で出荷したりするなどといった対応がとられており、このような対応も同期式発振装置のコストが上昇する要因となっていた。

    そこで、本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、自走時においても高精度の発振器を用いることなく、周囲の温度が変化した場合でも基準発振周波数を、経時変化を補償した一定のレベル以上の精度とすることができる同期式発振装置及び同期式発振方法を提供することを目的とする。

    上述した問題を解決するため、本発明は、次のような特徴を有している。 まず、本発明の第1の特徴は、基準発振周波数の生成に用いられる同期用信号を受信する同期用信号受信部(同期用信号I/F部301)と、制御電圧に応じて前記基準発振周波数を変化させる電圧制御発振部(VCO304)と、前記同期用信号及び前記基準発振周波数の比較結果に基づいて前記制御電圧を制御する電圧制御部(制御・処理部310)とを少なくとも備える同期式発振装置であって、前記電圧制御発振部の周囲の温度を測定する温度測定部(温度センサ306及び制御・処理部310)と、前記温度測定部によって測定された前記温度、及び前記温度の測定時における前記制御電圧を含む温度補償データ(温度補償データD)を所定の周期(例えば、0.1秒)で記録する温度補償データ処理部(制御・処理部310)とを備え、前記電圧制御部は、所定の条件に合致する場合、前記温度補償データに基づいて、前記制御電圧を制御することを要旨とする。

    このような特徴によれば、電圧制御発振部(具体的には、電圧制御発振部を構成する発振器)の温度−制御電圧特性に応じた温度補償データが所定の周期で順次記録され、所定の条件に合致する場合、例えば、基準発振周波数の生成に用いられる同期用信号が受信できない場合、記録されている温度補償データに基づいて制御電圧の値が制御される。

    このため、電圧制御発振部の周囲の温度が変化した場合でも、同期用信号を用いずに基準発振周波数を一定のレベル以上の精度に維持することができる。 すなわち、このような特徴によれば、自走時においても従来の同期式発振装置において用いられていたような高精度の発振器を用いることなく、周囲の温度が変化した場合でも基準発振周波数を、経時変化を補償した一定のレベル以上の精度とすることができる。

    本発明の第2の特徴は、本発明の第1の特徴に係り、前記電圧制御部は、前記同期用信号受信部が前記同期用信号を受信できない場合、前記温度補償データに基づいて前記制御電圧を制御することを要旨とする。

    本発明の第3の特徴は、本発明の第1または第2の特徴に係り、前記温度補償データ処理部は、既に記録されている記録済み温度補償データに含まれる前記温度と比較して、新たな温度補償データに含まれる前記温度が所定の範囲内(例えば、±0.1℃以内)である場合、前記記録済み温度補償データを前記新たな温度補償データによって更新することを要旨とする。

    本発明の第4の特徴は、本発明の第2または第3の特徴に係り、前記温度補償データ処理部は、所定の期間(例えば、四半期)における複数の前記温度補償データを含む温度補償テーブルを複数生成し、前記電圧制御部は、所定のタイミングで前記温度補償テーブルを切り替えることを要旨とする。

    本発明の第5の特徴は、本発明の第4の特徴に係り、前記温度補償テーブルに含まれる前記温度補償データによって定められる温度−制御電圧特性(例えば、温度−制御電圧特性P2)が、他の前記温度補償テーブルに含まれる前記温度補償データによって定められる温度−制御電圧特性(例えば、温度−制御電圧特性P1)から所定の範囲を超えてずれている場合、前記同期式発振装置が正常でないことを報知する報知部(警報報知部320)をさらに備えることを要旨とする。

    本発明の第6の特徴は、本発明の第1乃至第5の特徴に係り、前記温度補償データ処理部は、複数の前記温度補償データを用いて、前記温度測定部によって測定されていない温度領域(例えば、温度領域R1)における温度に対応する前記制御電圧を予測することを要旨とする。

    本発明の第7の特徴は、基準発振周波数の生成に用いられる同期用信号を受信するステップと、制御電圧に応じて前記基準発振周波数を変化させる電圧制御発振部を用いて前記基準発振周波数を変化させるステップと、前記同期用信号及び前記基準発振周波数の比較結果に基づいて前記制御電圧を制御するステップとを少なくとも備える同期式発振方法であって、前記電圧制御発振部の周囲の温度を測定するステップと、前記温度を測定するステップにおいて測定された前記温度、及び前記温度の測定時における前記制御電圧を含む温度補償データを所定の周期で記録するステップとを備え、前記制御電圧を制御するステップでは、所定の条件に合致する場合、前記温度補償データに基づいて、前記制御電圧を制御することを要旨とする。

    本発明の第8の特徴は、本発明の第7の特徴に係り、前記制御電圧を制御するステップでは、前記同期用信号を受信できない場合、前記温度補償データに基づいて前記制御電圧を制御することを要旨とする。

    本発明の第9の特徴は、本発明の第7または第8の特徴に係り、前記温度補償データを記録するステップでは、既に記録されている記録済み温度補償データに含まれる前記温度と比較して、新たな温度補償データに含まれる前記温度が所定の範囲内である場合、前記記録済み温度補償データを前記新たな温度補償データによって更新することを要旨とする。

    本発明の第10の特徴は、本発明の第8または第9の特徴に係り、前記温度補償データを記録するステップでは、所定の期間における複数の前記温度補償データを含む温度補償テーブルを複数生成し、前記制御電圧を制御するステップでは、所定のタイミングで前記温度補償テーブルを切り替えることを要旨とする。

    本発明の第11の特徴は、本発明の第10の特徴に係り、前記温度補償テーブルに含まれる前記温度補償データによって定められる温度−制御電圧特性が、他の前記温度補償テーブルに含まれる前記温度補償データによって定められる温度−制御電圧特性から所定の範囲を超えてずれている場合、前記同期式発振装置が正常でないことを報知するステップをさらに備えることを要旨とする。

    本発明の第12の特徴は、本発明の第7乃至第11の特徴に係り、前記温度補償データを記録するステップでは、複数の前記温度補償データを用いて、前記温度を測定するステップにおいて測定されていない温度領域における温度に対応する前記制御電圧を予測することを要旨とする。

    本発明の特徴によれば、自走時においても高精度の発振器を用いることなく、周囲の温度が変化した場合でも基準発振周波数を、経時変化を補償した一定のレベル以上の精度とすることができる同期式発振装置及び同期式発振方法を提供することができる。

    次に、本発明の実施形態について説明する。 なお、以下の図面の記載において、同一または類似の部分には、同一または類似の符号を付している。 ただし、図面は模式的なものであり、各寸法の比率などは現実のものとは異なることに留意すべきである。

    したがって、具体的な寸法などは以下の説明を参酌して判断すべきものである。 また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。

    (同期式発振装置が用いられる移動通信システムの概略構成)
    図1は、本実施形態に係る同期式発振装置が用いられる移動通信システムの一部の概略構成図である。 図1に示すように、本実施形態に係る移動通信システムは、PHS(personal handyphone system)に準拠した移動通信システムであり、通信ネットワーク10には、通信回線11によって無線基地局30が接続されている。 なお、通信ネットワーク10には、図示しない他の複数の無線基地局が接続される。

    通信ネットワーク10は、インターネット・プロトコル(IP)をベースとしたパケット交換型の通信ネットワークである。 なお、通信ネットワーク10は、ISDNなどの回線交換型の通信ネットワークであってもよい。

    無線基地局30は、PHSに準拠した無線通信方式によって、携帯通信端末40A,40Bとの通信を実行する。 また、無線基地局30には、同期式発振装置300が導入されている。

    同期式発振装置300は、GPS衛星20によって送信されるタイミング情報を受信するGPSアンテナ350と接続されている。 同期式発振装置300は、GPS衛星20によって送信されるタイミング情報を同期用信号として用い、無線基地局30において用いられる基準発振周波数を生成する。

    (同期式発振装置の論理ブロック構成)
    次に、上述した無線基地局30に導入されている同期式発振装置300の論理ブロック構成について説明する。 図2は、同期式発振装置300の論理ブロック構成図である。

    図2に示すように、同期式発振装置300は、同期用信号I/F部301、位相比較器302、D/A変換器303、VCO304、分周器305、温度センサ306、警報報知部320及び制御・処理部310を備えている。

    なお、以下、本発明との関連がある部分について主に説明する。 したがって、同期式発振装置300は、同期式発振装置300の機能を実現する上で必須な、図示しない或いは説明を省略した論理ブロック(電源部など)を備える場合があることに留意されたい。

    同期用信号I/F部301は、無線基地局30に設置されている各種装置(無線通信装置など)に供給される基準発振周波数(クロック)の生成に用いられる同期用信号を受信する。

    具体的には、同期用信号I/F部301は、GPSアンテナ350と接続されており、GPS衛星20によって送信されたタイミング情報(同期用信号)を受信する。 本実施形態において、同期用信号I/F部301は、同期用信号受信部を構成する。

    また、同期用信号I/F部301は、タイミング情報(同期用信号)を受信できない場合、同期用信号が受信できないことを示す同期用信号断信号を制御・処理部310に出する。

    位相比較器302は、同期用信号I/F部301によって出力された同期用信号、具体的には、同期用信号に含まれる周波数成分の位相と、VCO304によって出力された基準発振周波数、具体的には、VCO304によって出力された基準発振周波数を1/Nに分周した周波数成分の位相とを比較する。 位相比較器302は、当該比較の結果を、位相比較信号として制御・処理部310に出力する。

    D/A変換器303は、制御・処理部310によって出力された制御電圧のディジタル値(制御電圧レジスタ値)に基づいてアナログ信号(制御電圧)を生成し、生成したアナログ信号をVCO304に出力する。

    VCO304は、D/A変換器303によって出力されたアナログ信号(制御電圧)の値に応じて、出力する基準発振周波数を変化させる電圧制御発振器である。 本実施形態において、VCO304は、電圧制御発振部を構成する。

    分周器305は、VCO304によって出力された基準発振周波数を1/Nに分周し、分周した周波数成分を位相比較器302に出力する。

    温度センサ306は、VCO304の周囲の温度を測定する。 温度センサ306は、VCO304の周囲の温度を測定するため、VCO304に隣接して、またはVCO304の近傍に配置されている。 本実施形態では、温度センサ306及び制御・処理部310によって、温度測定部が構成される。

    温度センサ306は、測定したVCO304の周囲の温度を示す温度センサ信号を制御・処理部310に出力する。

    制御・処理部310は、同期式発振装置300の動作を制御したり、当該制御に必要な処理を実行したりする。

    具体的には、制御・処理部310は、温度センサ306によって測定されたVCO304の周囲の温度と、当該温度の測定時における制御電圧とを含む温度補償データD(図6参照)を所定の周期(例えば、0.1秒)で記録する。 本実施形態において、制御・処理部310は、温度補償データ処理部を構成する。

    また、制御・処理部310は、既に記録されている記録済み温度補償データに含まれる温度と比較して、新たな温度補償データに含まれる温度が所定の範囲内(例えば、±0.1℃以内)である場合、当該記録済み温度補償データを新たな温度補償データによって更新することができる。

    例えば、図6に示すように、2005年6月1日(2005/06/01)の1時00分0秒1(1:00:00.1)に取得した記録済み温度補償データに含まれる温度(22.5℃)と比較して、2005年6月1日(2005/06/01)の1時00分0秒2(1:00:00.2)に取得した新たな温度補償データに含まれる温度(22.5℃)が±0.1℃以内である場合、2005年6月1日の1時00分0秒1に取得した記録済み温度補償データを、2005年6月1日の1時00分0秒2(1:00:00.2)に取得した新たな温度補償データによって更新する。

    なお、2005年6月1日の1時00分0秒1に取得した記録済み温度補償データは、2005年6月1日の1時00分0秒2に取得した新たな温度補償データによって上書き消去してもよいし、上書き消去せずに記録してもよい。

    また、制御・処理部310は、複数の温度補償データDを用いて、温度センサ306によって測定されていない温度領域における温度に対応する制御電圧を予測することができる。

    例えば、図7に示すように、制御・処理部310は、温度センサ306によって測定されていない18℃以下の温度領域R1、及び28℃以上の温度領域R2における温度(例えば、17℃や29℃)に対応する制御電圧を、既に記録されている温度補償データに基づいて決定される温度−制御電圧特性P2を用いて予測する。

    なお、温度領域R1,R2における温度に対応する制御電圧は、温度−制御電圧特性P2の傾きから、最小二乗法などを用いて予測すればよい。

    また、制御・処理部310は、同期用信号I/F部301によって出力された同期用信号に含まれる周波数成分の位相と、VCO304によって出力された基準発振周波数を1/Nに分周した周波数成分の位相との位相比較器302による比較結果に基づいて、D/A変換器303に出力する制御電圧のディジタル値(制御電圧レジスタ値)を制御する。 本実施形態において、制御・処理部310は、電圧制御部を構成する。

    ここで、制御・処理部310は、所定の条件に合致する場合、同期用信号に含まれる周波数成分の位相と、VCO304によって出力された基準発振周波数を1/Nに分周した周波数成分の位相との位相比較器302による比較結果ではなく、記録されている温度補償データDに基づいて、前記制御電圧を制御する。

    具体的には、制御・処理部310は、同期用信号I/F部301が同期用信号を受信できない場合、記録されている温度補償データDに基づいて制御電圧の値を決定し、制御電圧を制御する。

    また、制御・処理部310は、所定の期間(例えば、四半期)における複数の温度補償データDを含む温度補償テーブルTB(図6参照)を複数生成し、生成した温度補償テーブルTBを記録することができる。

    制御・処理部310は、所定のタイミング、例えば、季節の変わり目など、予め設定されたタイミングで、使用する温度補償テーブルTBを切り替えることができる。

    警報報知部320は、同期式発振装置300と接続されている外部装置に対して、同期式発振装置300が正常でないことを示す警報を報知する。 本実施形態において、警報報知部320は、報知部を構成する。

    特に、本実施形態では図7に示すように、特定の温度補償テーブルTB(例えば、7〜9月の温度補償データDを含む温度補償テーブルTB)に含まれる温度補償データDによって定められる温度−制御電圧特性(例えば、温度−制御電圧特性P2)が、他の温度補償テーブルTB(例えば、4〜6月の温度補償データDを含む温度補償テーブルTB)に含まれる温度補償データDによって定められる温度−制御電圧特性(例えば、温度−制御電圧特性P1)から所定の範囲を超えてずれている場合、警報報知部320は、同期式発振装置300が正常でないことを報知する。

    具体的には、図7に示すように、温度T1における制御電圧は、温度−制御電圧特性P1ではV1であるのに対し、温度−制御電圧特性P2ではV2となっている。 ここで、V2−V1の値が所定の範囲(例えば、0.2V)を超える場合、警報報知部320は、同期式発振装置300が正常でないことを報知する。

    (制御・処理部の論理ブロック構成)
    次に、図3を参照して、上述した制御・処理部310のさらに詳細な論理ブロック構成について説明する。

    図3に示すように、制御・処理部310は、CPU311、I/F312〜315、ROM316及びRAM317を備えている。

    CPU311は、I/F312〜315を介して入出力される各種信号の処理を実行したり、ROM316からのプログラムの読み出しや、RAM317への温度補償データDの書き込みなどを実行したりする。 また、CPU311は、温度補償データDの書き込み回数を計数するカウンタ機能を有している。

    I/F312は、位相比較器302によって出力された位相比較信号を受信するためのインターフェースである。 I/F313は、同期用信号I/F部301によって出力された同期用信号断信号を受信するためのインターフェースである。 I/F314は、温度センサ306によって出力された温度センサ信号を受信するためのインターフェースである。

    I/F315は、I/F312を介して受信した位相比較信号に基づいて決定した制御電圧レジスタ値をVCO制御電圧信号として、D/A変換器303に出力する。

    ROM316には、制御・処理部310における制御や処理を実行するためのプログラム(ファームウェア)が格納されている。

    RAM317は読み書きが可能なメモリであり、RAM317には、CPU311による制御に応じて各種のデータが書き込まれる。 RAM317には、制御電圧レジスタ値、上述した温度補償データD及び温度補償テーブルTBなどが記録される。

    なお、CPU311は、実際には、I/F314を介して受信した温度センサ信号からVCO304の周囲の温度を取得し、当該温度の情報と、当該温度を取得した時点の制御電圧レジスタ値とを対応付けた温度補償データDをRAM317に順次記録(または更新)する。

    また、CPU311は、I/F314を介して同期用信号断信号を受信した場合、位相比較信号の読み込みを中止し、I/F314を介して受信する温度センサ信号に基づいて、VCO304の周囲の現在温度を取得する。

    さらに、CPU311は、RAM317に記録されている温度補償データDに基づいて、取得した現在温度に対応する制御電圧のディジタル値(具体的には、制御電圧レジスタ値)を決定する。 CPU311は、決定した制御電圧レジスタ値をD/A変換器303にI/F315を介して出力する。

    (同期式発振装置の動作)
    次に、上述した同期式発振装置300の動作について説明する。 図4及び図5は、同期式発振装置300による基準発振周波数の制御動作フローを示している。

    図4に示すように、ステップS10において、同期式発振装置300は、同期用信号を正常に受信しているか否かをチェックする。 具体的には、同期用信号I/F部301において、GPS衛星20によって送信されたタイミング情報を検出しているか否かをチェックする。

    ステップS20において、同期式発振装置300は、同期用信号を検出しているか否かを判定する。

    同期用信号を検出してない場合(ステップS20のNO)、ステップS30において、同期式発振装置300は、温度センサ306によって出力される温度センサ信号に基づいて、VCO304の周囲の現在温度を取得する。

    一方、同期用信号を検出している場合(ステップS20のYES)、同期式発振装置300は、後述するステップS110の処理を実行する。

    ステップS40において、同期式発振装置300は、温度補償テーブルTB(具体的には、温度補償データD)の内容を読み出す。

    ステップS50において、同期式発振装置300は、温度補償データDに基づいて、ステップS30において取得した現在温度に対応する制御電圧のディジタル値(具体的には、制御電圧レジスタ値)を決定する。

    同期式発振装置300は、決定した制御電圧レジスタ値をD/A変換し、VCO304に制御電圧を印加する。 すなわち、上述したステップS30〜S50において、同期式発振装置300は、同期用信号を用いない自走発振処理(フリーラン)を実行する。

    一方、同期用信号を検出している場合(ステップS20のYES)、図5に示すように、ステップS110において、同期式発振装置300は、位相比較信号を取り込む。

    ステップS120において、同期式発振装置300は、取り込んだ位相比較信号に基づいて、同期用信号に含まれる周波数成分の位相(以下、同期用信号の位相と省略)と、VCO304によって出力された基準発振周波数、具体的には、VCO304によって出力された基準発振周波数を1/Nに分周した周波数成分の位相(以下、基準発振周波数の位相と省略する)とが、ずれていない(同相)か否かを判定する。

    位相ずれがある場合(ステップS120のNO)、ステップS130において、同期式発振装置300は、同期用信号の位相を基準として、基準発振周波数の位相の状態を判定する。

    一方、位相ずれがない場合(ステップS120のYES)、同期式発振装置300は、後述するステップS160の処理を実行する。

    同期用信号の位相と比較して基準発振周波数の位相が進んでいる場合(ステップS130の“進み”)、ステップS140において、同期式発振装置300は、制御電圧レジスタ値を低下(−n)させる。 つまり、以前よりも低い制御電圧がVCO304に印加される。

    同期用信号の位相と比較して基準発振周波数の位相が遅れている場合(ステップS130の“遅れ”)、ステップS150において、同期式発振装置300は、制御電圧レジスタ値を上昇(+n)させる。 つまり、以前よりも高い制御電圧がVCO304に印加される。

    ステップS160において、同期式発振装置300は、ステップS140またはS150において決定した制御電圧レジスタ値をD/A変換し、VCO304に制御電圧を印加する。 すなわち、上述したステップS110〜S160において、同期式発振装置300は、同期用信号の位相及び基準発振周波数の位相の位相差をフィードバックすることによって両位相を合わせるループフィルタ処理を実行する。

    ステップS170において、同期式発振装置300は、温度センサ306によって出力される温度センサ信号に基づいて、VCO304の周囲の現在温度を取得する。

    ステップS180において、同期式発振装置300は、取得した現在温度と、現在温度を取得した時点の制御電圧レジスタ値とを対応付けたデータを温度補償データDとして記録する。

    上述したステップS160〜S180において、同期式発振装置300は、温度補償データD(及び温度補償テーブルTB)の生成処理を実行する。

    ここで、図6は、温度補償データD、及び複数の温度補償データDによって構成される温度補償テーブルTBの一例を示している。

    図6に示すように、温度補償データDは、“データ取得時刻”、“温度”及び“制御電圧”(実際には、制御電圧レジスタ値)によって構成されている。 なお、温度補償データDは、“データ取得時刻”を含んでいなくても構わない。

    また、温度補償テーブルTBは、複数の温度補償データDによって構成されている。 温度補償テーブルTBに含まれる温度補償データDの個数は任意である。 例えば、温度補償テーブルTBは、外気温の変化などに応じた期間(例えば、1〜3月、4〜6月、7〜9月、10〜12月の四半期ごと)に対応させたり、経時変化を考慮して1年間の温度補償データDを複数年分記録したりすることができる。

    次に、図5に示すように、ステップS190において、同期式発振装置300は、ステップS180において温度補償データDを記録したことに伴い、温度補償データDのRAM317への書き込み回数を計数するカウンタの値を1減算(−1)する。

    ステップS200において、同期式発振装置300は、現在のカウンタ値を判定する。 なお、カウンタ値の初期値は、温度補償データDの生成間隔(例えば、0.1秒ごと)や温度補償テーブルTBが対象とする期間などに応じて、適当な値を設定すればよい。

    カウンタ値が“0”の場合(ステップS200の“=0”)、ステップS210において、同期式発振装置300は、温度補償データDを書き込む温度補償テーブルTBを切り替える。 なお、温度補償テーブルTBは、新たに生成してもよいし、予め準備されている別の温度補償テーブルTBに切り替えてもよい。

    一方、カウンタ値が“0”でない場合(ステップS200の“≠0”)、同期式発振装置300は一連の処理を終了し、所定時間(例えば、0.1秒)経過後、再びサイドステップS10の処理を開始する。

    ステップS220において、同期式発振装置300は、カウンタ値を初期値にリセットする。

    (作用・効果)
    以上説明した本実施形態に係る同期式発振装置300によれば、VCO304の温度−制御電圧特性に応じた温度補償データDが所定の周期で順次記録され、所定の条件に合致する場合、例えば、基準発振周波数の生成に用いられる同期用信号が受信できない場合、記録されている温度補償データDに基づいて制御電圧の値(制御電圧レジスタ値)が制御される。

    このため、VCO304の周囲の温度が変化した場合でも、同期用信号を用いずに基準発振周波数を一定のレベル以上の精度に維持することができる。 すなわち、同期式発振装置300によれば、自走時においても従来の同期式発振装置において用いられていたような高精度の発振器を用いることなく、周囲の温度が変化した場合でも基準発振周波数を一定のレベル以上の精度とすることができる。

    同期式発振装置300によれば、既に記録されている記録済み温度補償データに含まれる温度と比較して、新たな温度補償データに含まれる温度が所定の範囲内である場合、当該記録済み温度補償データを新たな温度補償データによって更新することができる。 このため、常に最新のVCO304の温度−制御電圧特性に応じた温度補償データDを保持することができる。

    同期式発振装置300によれば、所定のタイミングで温度補償テーブルTBを切り替えることができるため、季節の変化や経時変化に応じてより適切な温度補償テーブルTBを使用することができる。

    同期式発振装置300によれば、ある温度補償テーブルTBに含まれる温度補償データDによって定められる温度−制御電圧特性(例えば、温度−制御電圧特性P2)が、他の温度補償テーブルTBに含まれる温度補償データDによって定められる温度−制御電圧特性(例えば、温度−制御電圧特性P1)から所定の範囲を超えてずれている場合、同期式発振装置300が正常でないことが外部装置などに報知することができる。 このため、同期式発振装置300の点検や調整などに速やかに対応することができる。

    同期式発振装置300によれば、複数の温度補償データDを用いて、温度センサ306によって測定されていない温度領域(温度領域R1,R2)における温度に対応する制御電圧(制御電圧レジスタ値)を予測することができる。 このため、温度補償データDに基づいて制御電圧レジスタ値を制御している際に、VCO304の周囲の温度が当該温度領域に到達した場合でも、当該温度に対応する制御電圧レジスタ値を決定することができる。

    (その他の実施形態)
    上述したように、本発明の一実施形態を通じて本発明の内容を開示したが、この開示の一部をなす論述及び図面は、本発明を限定するものであると理解すべきではない。 この開示から当業者には様々な代替実施の形態が明らかとなろう。

    例えば、上述した本発明の実施形態では、移動通信システム(PHS)に適用される同期式発振装置を例として説明したが、本発明に係る同期式発振装置は、移動通信システム以外にも勿論適用することができる。

    また、上述した本発明の実施形態では、同期用信号I/F部301が同期用信号を受信できない場合、温度補償データDに基づいて制御電圧(制御電圧レジスタ値)を制御する形態としたが、同期用信号I/F部301が同期用信号を受信できている場合でも温度補償データDに基づいて制御電圧レジスタ値を制御してもよい。

    例えば、同期用信号I/F部301が同期用信号を受信できなかった状態から受信できる状態になった後、一定の時間については、温度補償データDに基づいて制御電圧レジスタ値を制御してもよい。

    さらに、上述した本発明の実施形態では、既に記録されている記録済み温度補償データに含まれる温度と比較して、新たな温度補償データに含まれる温度が所定の範囲内である場合、当該記録済み温度補償データを新たな温度補償データによって“即時に”更新する形態としたが、当該更新は、所定の間隔(例えば、1時間ごとや1日ごと)で実行してもよい。 また、当該更新時に、温度が所定の範囲内である温度補償データDが多数ある場合には、当該温度補償データDに含まれる制御電圧(制御電圧レジスタ値)の値の平均値によって更新するようにしてもよい。

    このように、本発明は、ここでは記載していない様々な実施の形態などを含むことは勿論である。 したがって、本発明の技術的範囲は、上述の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。

    本発明の実施形態に係る同期式発振装置が用いられる移動通信システムの一部の概略構成図である。

    本発明の実施形態に係る同期式発振装置の論理ブロック構成図である。

    本発明の実施形態に係る制御・処理部の詳細な論理ブロック構成図である。

    本発明の実施形態に係る同期式発振装置による基準発振周波数の制御動作フローを示す図である。

    本発明の実施形態に係る同期式発振装置による基準発振周波数の制御動作フローを示す図である。

    本発明の実施形態に係る温度補償データ及び温度補償テーブルの一例を示す図である。

    本発明の実施形態に係る同期式発振装置の温度−制御電圧特性の一例を示す図である。

    符号の説明

    10…通信ネットワーク、11…通信回線、20…GPS衛星、30…無線基地局、40A,40B…携帯通信端末、300…同期式発振装置、301…同期用信号I/F部、302…位相比較器、303…D/A変換器、304…VCO、305…分周器、306…温度センサ、310…制御・処理部、311…CPU、312〜315…I/F、316…ROM、317…RAM、320…警報報知部、350…GPSアンテナ、D…温度補償データ、P1,P2…温度−制御電圧特性、R1,R2…温度領域、TB…温度補償テーブル

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