GPS受信機を用いた流星観測用無線機の周波数安定化

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GPS受信機を用いた流星観測
用無線機の周波数安定化
卒研発表者 中山 充浩
指導教官 前川 公男
発表順序
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1 目的
2 PLL回路構成
3 PLL回路の作成順序
4 PLL回路の試作と評価
VCO 分周器 位相比較器(PC)
• 5 PLL回路の動作確認
• 6 まとめ
目的
• アマチュア無線用送信機IC706は、30M
Hzの水晶発振器ですべて必要な信号を作
り出している。
• 送信機側と受信機側の周波数をできるだ
け一致させる。
• PLL回路とGPS受信機を利用して流星観
測用無線機の周波数変動を軽減する。
PLL回路構成
• PLL(Phase Lock Loop)回路は入力周波数が基準
周波数に同期する回路である。
• PLL回路は,位相比較器(Phase Comparator,PCと略
記)、ループフィルタ、誤差増幅器、電圧制御発振器
(Voltage Controlled Oscillator,VCOと略記)からなる。
PLL回路の作成順序
VCO
• VCOは制御電圧により周波数を変化させ
る発振器である。
• ハートレー型LC発振回路を元にVCO回
路を作成した。
ハートレー型LC発振回路
コイル1.52μH
発振周波数/制御電圧
23.4MHz
インダクタンス導出
コイルの巻き数導出
2

1N コイル1.52μH
NI
f  N NI
N
L


2π LC
Φ :磁束
L  I  制御電圧5V:発振周波数23.4MHz
Rm
I 1Rm 1 Rm
23コイル:1.52μH
.4 : 30 
:巻き数:27
1.52 L
1.52 : 0.91 227 : N
2
Rm:磁気抵抗
N :巻き数
2
 23.4  21.52 
  0.91μH
L作成したコイルのインダクタンス:1.1μH
  2 27  0.91
 N  20.89  21回
N  30
1.52 
コイル1.1μH
発振周波数/制御電圧
29.8MHz
VCO回路図
分周器
• VCOからの出力周波数を分周する機器
• 本研究では1/3000を行う
24MHz
30MHz
~8kHz
~10kHz
PC(Phase Comparator)
位相比較器
• VCOからの信号を分周器で分周したもの
と、基準信号の位相差に対応するような制
御電圧を発生させる。
• 基準周波数はGPS受信機からの10kHzで
ある。
PC回路図
PLL回路の動作確認
ロックしていない波
ロックした波形
形
ロックしていないときの
分周器から10kHz
分周器からの10kHz
ロックしてい
ないときの
PC
PC出力
出力電圧
波形
PLL出力の周波数分析
30MHz
まとめ
• PLL回路の周波数変動は10分の数Hz。
• IC706に実際に接続することである。