Transcript GPS受信機を用いた流星観測用無線機の周波数安定化

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。