(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023000336
(43)【公開日】2023-01-04
(54)【発明の名称】変調装置及び変調方法
(51)【国際特許分類】
H03L 7/185 20060101AFI20221222BHJP
H03L 7/22 20060101ALI20221222BHJP
H03C 3/00 20060101ALI20221222BHJP
H04B 1/04 20060101ALI20221222BHJP
【ＦＩ】
H03L7/185
H03L7/22
H03C3/00 B
H03C3/00 A
H04B1/04 H
【審査請求】未請求
【請求項の数】6
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021101089
(22)【出願日】2021-06-17
(71)【出願人】
【識別番号】504371734
【氏名又は名称】株式会社ファイ・マイクロテック
(74)【代理人】
【識別番号】100119677
【弁理士】
【氏名又は名称】岡田 賢治
(74)【代理人】
【識別番号】100115794
【弁理士】
【氏名又は名称】今下 勝博
(72)【発明者】
【氏名】廣瀬 正樹
(72)【発明者】
【氏名】結城 直彦
【テーマコード（参考）】
5J106
5K060
【Ｆターム（参考）】
5J106AA04
5J106BB01
5J106BB08
5J106CC01
5J106CC21
5J106CC41
5J106CC52
5J106CC54
5J106CC55
5J106HH01
5J106KK12
5J106KK39
5J106QQ12
5J106RR04
5J106RR05
5J106RR09
5K060CC02
5K060CC04
5K060FF03
5K060HH16
5K060HH23
5K060HH26
5K060HH27
5K060HH28
5K060HH29
(57)【要約】
【課題】本発明は、低コストな電気部品で周波数変動を抑えた広帯域ＦＭ信号を生成できる変調装置及び変調方法を提供することを目的とする。
【解決手段】本発明に係る変調装置は、周波数ｆｃｋであるシステムクロックに基づいて生成された原ＦＭ信号の中心周波数ｆｃｋ／Ｌと周波数帯域ＷをＮ倍して逓倍ＦＭ信号を生成する逓倍ＰＬＬと、ＶＣＯが出力する周波数ｆＬＯのローカル信号から生成した周波数ｆＬＯ／Ｍのローカル分周信号と周波数ｆｃｋ／Ｋのクロック分周信号との差分周波数が基準信号の周波数ｆｘｏに近づくように前記ＶＣＯを制御し、周波数ｆＬＯを変化させるＬＯ生成ヘテロダインＰＬＬと、前記逓倍ＦＭ信号を周波数ｆＬＯ分だけ低下させ、広帯域ＦＭ信号として出力する混合器と、を備える。
【選択図】図１
【解決手段】本発明に係る変調装置は、周波数ｆｃｋであるシステムクロックに基づいて生成された原ＦＭ信号の中心周波数ｆｃｋ／Ｌと周波数帯域ＷをＮ倍して逓倍ＦＭ信号を生成する逓倍ＰＬＬと、ＶＣＯが出力する周波数ｆＬＯのローカル信号から生成した周波数ｆＬＯ／Ｍのローカル分周信号と周波数ｆｃｋ／Ｋのクロック分周信号との差分周波数が基準信号の周波数ｆｘｏに近づくように前記ＶＣＯを制御し、周波数ｆＬＯを変化させるＬＯ生成ヘテロダインＰＬＬと、前記逓倍ＦＭ信号を周波数ｆＬＯ分だけ低下させ、広帯域ＦＭ信号として出力する混合器と、を備える。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
周波数ｆｃｋであるシステムクロックに基づいて生成された原ＦＭ信号の中心周波数ｆｃｋ／Ｌと周波数帯域ＷをＮ倍して逓倍ＦＭ信号を生成する逓倍フェーズ・ロック・ループ（ＰＬＬ）と、
電圧制御発振器（ＶＣＯ）が出力する周波数ｆＬＯのローカル信号から生成した周波数ｆＬＯ／Ｍのローカル分周信号と前記システムクロックから生成した周波数ｆｃｋ／Ｋのクロック分周信号との差分周波数（ｆｃｋ／Ｋ－ｆＬＯ／Ｍ）が基準信号の周波数ｆｘｏに近づくように前記ＶＣＯを制御し、前記ローカル信号の周波数ｆＬＯを変化させるＬＯ生成ヘテロダインＰＬＬと、
前記逓倍ＦＭ信号を前記ローカル信号の周波数ｆＬＯ分だけ低下させ、広帯域ＦＭ信号として出力する混合器と、
を備える変調装置。
ただし、前記Ｋ、前記Ｌ、前記Ｍ、及び前記Ｎは正の数である。
電圧制御発振器（ＶＣＯ）が出力する周波数ｆＬＯのローカル信号から生成した周波数ｆＬＯ／Ｍのローカル分周信号と前記システムクロックから生成した周波数ｆｃｋ／Ｋのクロック分周信号との差分周波数（ｆｃｋ／Ｋ－ｆＬＯ／Ｍ）が基準信号の周波数ｆｘｏに近づくように前記ＶＣＯを制御し、前記ローカル信号の周波数ｆＬＯを変化させるＬＯ生成ヘテロダインＰＬＬと、
前記逓倍ＦＭ信号を前記ローカル信号の周波数ｆＬＯ分だけ低下させ、広帯域ＦＭ信号として出力する混合器と、
を備える変調装置。
ただし、前記Ｋ、前記Ｌ、前記Ｍ、及び前記Ｎは正の数である。
【請求項2】
前記Ｋ、前記Ｌ、前記Ｍ、及び前記Ｎを任意に変更する設定器をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の変調装置。
【請求項3】
前記Ｋ、前記Ｌ、前記Ｍ、及び前記Ｎが
Ｎ：Ｌ＝Ｍ：Ｋ
の関係であることを特徴とする請求項１又は２に記載の変調装置。
Ｎ：Ｌ＝Ｍ：Ｋ
の関係であることを特徴とする請求項１又は２に記載の変調装置。
【請求項4】
周波数ｆｃｋであるシステムクロックに基づいて生成された原ＦＭ信号の中心周波数ｆｃｋ／Ｌと周波数帯域ＷをＮ倍して逓倍ＦＭ信号を生成すること、
電圧制御発振器（ＶＣＯ）が出力する周波数ｆＬＯのローカル信号から生成した周波数ｆＬＯ／Ｍのローカル分周信号と前記システムクロックから生成した周波数ｆｃｋ／Ｋのクロック分周信号との差分周波数（ｆｃｋ／Ｋ－ｆＬＯ／Ｍ）が基準信号の周波数ｆｘｏに近づくように前記ＶＣＯを制御し、前記ローカル信号の周波数ｆＬＯを変化させること、及び
前記逓倍ＦＭ信号を前記ローカル信号の周波数ｆＬＯ分だけ低下させた広帯域ＦＭ信号を出力すること、
を特徴とする変調方法。
ただし、前記Ｋ、前記Ｌ、前記Ｍ、及び前記Ｎは正の数である。
電圧制御発振器（ＶＣＯ）が出力する周波数ｆＬＯのローカル信号から生成した周波数ｆＬＯ／Ｍのローカル分周信号と前記システムクロックから生成した周波数ｆｃｋ／Ｋのクロック分周信号との差分周波数（ｆｃｋ／Ｋ－ｆＬＯ／Ｍ）が基準信号の周波数ｆｘｏに近づくように前記ＶＣＯを制御し、前記ローカル信号の周波数ｆＬＯを変化させること、及び
前記逓倍ＦＭ信号を前記ローカル信号の周波数ｆＬＯ分だけ低下させた広帯域ＦＭ信号を出力すること、
を特徴とする変調方法。
ただし、前記Ｋ、前記Ｌ、前記Ｍ、及び前記Ｎは正の数である。
【請求項5】
設定器から前記Ｋ、前記Ｌ、前記Ｍ、及び前記Ｎを任意に変更することを特徴とする請求項４に記載の変調方法。
【請求項6】
前記Ｋ、前記Ｌ、前記Ｍ、及び前記Ｎが
Ｎ：Ｌ＝Ｍ：Ｋ
の関係であることを特徴とする請求項４又は５に記載の変調方法。
Ｎ：Ｌ＝Ｍ：Ｋ
の関係であることを特徴とする請求項４又は５に記載の変調方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、映像など多チャンネルの信号を広帯域ＦＭ信号に変換する変調装置及び変調方法に関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献１は、光ヘテロダイン広帯域ＦＭ変調方式を開示する。当該方式は、次のように広帯域ＦＭ信号を生成する。送信信号により振幅変調された電気信号を入力し周波数変調された光信号を出力し、この光信号とは異なる光周波数の局部発振光をこの周波数変調された光信号に合波する。この合波された二つの光信号からこの二つの光信号の光周波数の差に等しい周波数の電気信号を出力することにより、振幅変調された電気信号が周波数変調された電気信号に変換される。周波数変調された光信号および局部発振光のゆらぎに起因する雑音をこの電気信号から除去する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特許２７００６２２号
【特許文献2】特開２０００－３４９５６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
特許文献１の方式には、高価な光部品を必要とし、特性ばらつき補償のため回路構成が複雑化するという課題がある。具体的には、特許文献１の方式は、広帯域ＦＭ変調信号を得るために、２光周波数を合波しヘテロダイン検波する必要があり、高価な光部品で構成されて低コスト化が困難である。そして、ＦＭ周波数変動を抑えるため、レーザダイオードの温調とＦＭ変調用のパイロット信号が必要であり、消費電力の増大が避けられず、パイロット信号の分離回路も不可欠である。
【0005】
一方、上記課題が発生する光部品ではなく低コストな電気部品で広帯域ＦＭ信号生成する技術も知られている（例えば、特許文献２を参照。）。特許文献２の方式は、電気部品（ＶＣＯ発振器の電圧－周波数変換）で広帯域ＦＭ信号を生成させている。しかし、ＶＣＯの特性変動がそのまま生成ＦＭ信号の特性ばらつきとなり、特許文献２の方式だけではＦＭ周波数変動を抑えることは困難である。
【0006】
そこで、本発明は、上記課題を解決するために、低コストな電気部品で周波数変動を抑えた広帯域ＦＭ信号を生成できる変調装置及び変調方法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】
【0007】
上記目的を達成するために、本発明に係る変調装置及び変調方法は、低周波の原ＦＭ信号をデジタル変調回路（ＤＤＳ）で生成し、ＰＬＬによる周波数逓倍回路で目的とする高周波の広帯域ＦＭ信号に変換することとした。
【0008】
具体的には、本発明に係る変調装置は、
周波数ｆｃｋであるシステムクロックに基づいて生成された原ＦＭ信号の中心周波数ｆｃｋ／Ｌと周波数帯域ＷをＮ倍して逓倍ＦＭ信号を生成する逓倍フェーズ・ロック・ループ（ＰＬＬ）と、
電圧制御発振器（ＶＣＯ）が出力する周波数ｆＬＯのローカル信号から生成した周波数ｆＬＯ／Ｍのローカル分周信号と前記システムクロックから生成した周波数ｆｃｋ／Ｋのクロック分周信号との差分周波数（ｆｃｋ／Ｋ－ｆＬＯ／Ｍ）が基準信号の周波数ｆｘｏに近づくように前記ＶＣＯを制御し、前記ローカル信号の周波数ｆＬＯを変化させるＬＯ生成ヘテロダインＰＬＬと、
前記逓倍ＦＭ信号の中心周波数を前記ローカル信号の周波数ｆＬＯ分だけ低下させ、広帯域ＦＭ信号として出力する混合器と、
を備える。
ただし、前記Ｋ、前記Ｌ、前記Ｍ、及び前記Ｎは正の数である。
周波数ｆｃｋであるシステムクロックに基づいて生成された原ＦＭ信号の中心周波数ｆｃｋ／Ｌと周波数帯域ＷをＮ倍して逓倍ＦＭ信号を生成する逓倍フェーズ・ロック・ループ（ＰＬＬ）と、
電圧制御発振器（ＶＣＯ）が出力する周波数ｆＬＯのローカル信号から生成した周波数ｆＬＯ／Ｍのローカル分周信号と前記システムクロックから生成した周波数ｆｃｋ／Ｋのクロック分周信号との差分周波数（ｆｃｋ／Ｋ－ｆＬＯ／Ｍ）が基準信号の周波数ｆｘｏに近づくように前記ＶＣＯを制御し、前記ローカル信号の周波数ｆＬＯを変化させるＬＯ生成ヘテロダインＰＬＬと、
前記逓倍ＦＭ信号の中心周波数を前記ローカル信号の周波数ｆＬＯ分だけ低下させ、広帯域ＦＭ信号として出力する混合器と、
を備える。
ただし、前記Ｋ、前記Ｌ、前記Ｍ、及び前記Ｎは正の数である。
【0009】
また、本発明に係る変調方法は、
周波数ｆｃｋであるシステムクロックに基づいて生成された原ＦＭ信号の中心周波数ｆｃｋ／Ｌと周波数帯域ＷをＮ倍して逓倍ＦＭ信号を生成すること、
電圧制御発振器（ＶＣＯ）が出力する周波数ｆＬＯのローカル信号から生成した周波数ｆＬＯ／Ｍのローカル分周信号と前記システムクロックから生成した周波数ｆｃｋ／Ｋのクロック分周信号との差分周波数（ｆｃｋ／Ｋ－ｆＬＯ／Ｍ）が基準信号の周波数ｆｘｏに近づくように前記ＶＣＯを制御し、前記ローカル信号の周波数ｆＬＯを変化させること、及び
前記逓倍ＦＭ信号の中心周波数を前記ローカル信号の周波数ｆＬＯ分だけ低下させた広帯域ＦＭ信号を出力すること、
を特徴とする。
ただし、前記Ｋ、前記Ｌ、前記Ｍ、及び前記Ｎは正の数である。
周波数ｆｃｋであるシステムクロックに基づいて生成された原ＦＭ信号の中心周波数ｆｃｋ／Ｌと周波数帯域ＷをＮ倍して逓倍ＦＭ信号を生成すること、
電圧制御発振器（ＶＣＯ）が出力する周波数ｆＬＯのローカル信号から生成した周波数ｆＬＯ／Ｍのローカル分周信号と前記システムクロックから生成した周波数ｆｃｋ／Ｋのクロック分周信号との差分周波数（ｆｃｋ／Ｋ－ｆＬＯ／Ｍ）が基準信号の周波数ｆｘｏに近づくように前記ＶＣＯを制御し、前記ローカル信号の周波数ｆＬＯを変化させること、及び
前記逓倍ＦＭ信号の中心周波数を前記ローカル信号の周波数ｆＬＯ分だけ低下させた広帯域ＦＭ信号を出力すること、
を特徴とする。
ただし、前記Ｋ、前記Ｌ、前記Ｍ、及び前記Ｎは正の数である。
【0010】
本変調装置及び方法は、広帯域ＦＭ変調信号を得るために、低周波ＤＤＳでＦＭ信号生成し、ＰＬＬで逓倍しており、低コストな電気部品で実現できる。そして、ＦＭ周波数変動を抑えるため、ヘテロダインＰＬＬを併用し、ＦＭ周波数を高精度な電気信号源で制御できる。
【0011】
従って、本発明は、低コストな電気部品で周波数変動を抑えた広帯域ＦＭ信号を生成できる変調装置及び変調方法を提供することができる。
【0012】
また、本発明に係る変調装置及び方法は、設定器から前記Ｋ、前記Ｌ、前記Ｍ、及び前記Ｎを任意に変更できることを特徴とする。分周数やＦＭ変調度（変調指数）などのパラメータを切替可能であり、汎用性が高い。
【0013】
特に、前記Ｋ、前記Ｌ、前記Ｍ、及び前記ＮがＮ：Ｌ＝Ｍ：Ｋの関係である場合、装置のシステムクロックに関わらずＬＯ生成ヘテロダインＰＬＬの分周数Ｍのみで広帯域ＦＭ変調信号の中心周波数を設定することができる。
【0014】
なお、上記各発明は、可能な限り組み合わせることができる。
【発明の効果】
【0015】
本発明は、低コストな電気部品で周波数変動を抑えた広帯域ＦＭ信号を生成できる変調装置及び変調方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0016】
【発明を実施するための形態】
【0017】
添付の図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下に説明する実施形態は本発明の実施例であり、本発明は、以下の実施形態に制限されるものではない。なお、本明細書及び図面において符号が同じ構成要素は、相互に同一のものを示すものとする。
【0018】
［実施形態１］
図１は、本実施形態の変調装置３０１を説明する図である。変調装置３０１は、
システムクロック１１からの周波数ｆｃｋのクロック信号Ｓｉｇ１に基づいて生成された原ＦＭ信号Ｓｉｇ２の中心周波数ｆｃｋ／Ｌと周波数帯域ＷをＮ倍して逓倍ＦＭ信号Ｓｉｇ３を生成する逓倍フェーズ・ロック・ループ（ＰＬＬ）１６と、
電圧制御発振器（ＶＣＯ）１５７が出力する周波数ｆＬＯのローカル信号Ｓｉｇ６から生成した周波数ｆＬＯ／Ｍのローカル分周信号Ｓｉｇ７とクロック信号Ｓｉｇ１から生成した周波数ｆｃｋ／Ｋのクロック分周信号Ｓｉｇ４との差分周波数（ｆｃｋ／Ｋ－ｆＬＯ／Ｍ）が高精度信号源１３からの基準信号Ｓｉｇ５の周波数ｆＸＯに近づくようにＶＣＯ１５７を制御し、ローカル信号Ｓｉｇ６の周波数ｆＬＯを変化させるＬＯ生成ヘテロダインＰＬＬ１５と、
逓倍ＦＭ信号Ｓｉｇ３の中心周波数をローカル信号Ｓｉｇ６の周波数ｆＬＯ分だけ低下させ、広帯域ＦＭ信号Ｓｉｇ８として出力する混合器１７と、
を備える。
ただし、本実施形態では、ｆＣＫ／Ｋ＝ｆＣＫ／Ｌ＝７５０ＭＨｚ、Ｍ＝Ｎ＝１６の例を説明する。
図１は、本実施形態の変調装置３０１を説明する図である。変調装置３０１は、
システムクロック１１からの周波数ｆｃｋのクロック信号Ｓｉｇ１に基づいて生成された原ＦＭ信号Ｓｉｇ２の中心周波数ｆｃｋ／Ｌと周波数帯域ＷをＮ倍して逓倍ＦＭ信号Ｓｉｇ３を生成する逓倍フェーズ・ロック・ループ（ＰＬＬ）１６と、
電圧制御発振器（ＶＣＯ）１５７が出力する周波数ｆＬＯのローカル信号Ｓｉｇ６から生成した周波数ｆＬＯ／Ｍのローカル分周信号Ｓｉｇ７とクロック信号Ｓｉｇ１から生成した周波数ｆｃｋ／Ｋのクロック分周信号Ｓｉｇ４との差分周波数（ｆｃｋ／Ｋ－ｆＬＯ／Ｍ）が高精度信号源１３からの基準信号Ｓｉｇ５の周波数ｆＸＯに近づくようにＶＣＯ１５７を制御し、ローカル信号Ｓｉｇ６の周波数ｆＬＯを変化させるＬＯ生成ヘテロダインＰＬＬ１５と、
逓倍ＦＭ信号Ｓｉｇ３の中心周波数をローカル信号Ｓｉｇ６の周波数ｆＬＯ分だけ低下させ、広帯域ＦＭ信号Ｓｉｇ８として出力する混合器１７と、
を備える。
ただし、本実施形態では、ｆＣＫ／Ｋ＝ｆＣＫ／Ｌ＝７５０ＭＨｚ、Ｍ＝Ｎ＝１６の例を説明する。
【0019】
システムクロック１１は、周波数ｆＣＫのクロック信号Ｓｉｇ１を出力する。
ダイレクト・デジタル・シンセシス（ＤＤＳ）１２は、複数の入力信号ｎｃｈを一括してＦＭ変調し、原ＦＭ信号Ｓｉｇ２を出力する。原ＦＭ信号Ｓｉｇ２の中心周波数（キャリア周波数）は、クロック信号Ｓｉｇ１の周波数ｆＣＫの１／Ｌであり７５０ＭＨｚである。原ＦＭ信号Ｓｉｇ２の周波数帯域Ｗは、±１２５ＭＨｚ（２５０ＭＨｚ）である。
ダイレクト・デジタル・シンセシス（ＤＤＳ）１２は、複数の入力信号ｎｃｈを一括してＦＭ変調し、原ＦＭ信号Ｓｉｇ２を出力する。原ＦＭ信号Ｓｉｇ２の中心周波数（キャリア周波数）は、クロック信号Ｓｉｇ１の周波数ｆＣＫの１／Ｌであり７５０ＭＨｚである。原ＦＭ信号Ｓｉｇ２の周波数帯域Ｗは、±１２５ＭＨｚ（２５０ＭＨｚ）である。
【0020】
逓倍ＰＬＬ１６は、原ＦＭ信号Ｓｉｇ２を１６倍に逓倍し、逓倍ＦＭ信号Ｓｉｇ３を出力する。つまり、逓倍ＦＭ信号Ｓｉｇ３は、原ＦＭ信号Ｓｉｇ２の中心周波数ｆＣＫ／Ｌ（＝７５０ＭＨｚ）の１６倍である１２ＧＨｚの中心周波数（キャリア周波数）、及び原ＦＭ信号Ｓｉｇ２の周波数帯域Ｗ（±１２５ＭＨｚ）の１６倍である２ＧＨｚの周波数帯域である。
【0021】
ＬＯ生成ヘテロダインＰＬＬ１５は、分周器１５１、混合器１５２、ローパスフィルタ１５３、コンパレータ１５４、位相比較器とチャージポンプ１５５、ループフィルタ１５６、及びＶＣＯ１５７を備える。
【0022】
分周器１５１は、ＶＣＯ１５７が出力するローカル信号Ｓｉｇ６の周波数ｆＬＯを１／Ｍとする。本実施形態ではｆＬＯ＝９ＧＨｚ（所望値）、Ｍ＝１６である。このため、信号Ｓｉｇ７の周波数は、ｆＬＯ／Ｍで５６２．５ＭＨｚである。
分周器１４は、システムクロック１１が出力するクロック信号Ｓｉｇ１の周波数ｆＣＫを１／Ｋとして信号Ｓｉｇ４を出力する。本実施形態では信号Ｓｉｇ４の周波数はｆＣＫ／Ｋで７５０ＭＨｚである。
分周器１４は、システムクロック１１が出力するクロック信号Ｓｉｇ１の周波数ｆＣＫを１／Ｋとして信号Ｓｉｇ４を出力する。本実施形態では信号Ｓｉｇ４の周波数はｆＣＫ／Ｋで７５０ＭＨｚである。
【0023】
混合器１５２は、信号Ｓｉｇ４と信号Ｓｉｇ７を混合する。ローパスフィルタ１５３は、混合器１５２で混合された信号のうち、差成分のみ（ｆＣＫ／Ｋ－ｆＬＯ／Ｍ＝７５０ＭＨｚ－５６２．５ＭＨｚ＝１８７．５ＭＨｚ）を透過する。
コンパレータ１５４は、ローパスフィルタ１５３から出力される差成分（正弦波）を矩形波に変換する。
コンパレータ１５４は、ローパスフィルタ１５３から出力される差成分（正弦波）を矩形波に変換する。
【0024】
高精度信号源１３は、例えば、水晶発振器であり、基準信号Ｓｉｇ５の周波数ｆＸＯを出力する。本実施形態では、周波数ｆＸＯ＝１８７．５ＭＨｚである。
位相比較器とチャージポンプ１５５は、コンパレータ１５４が出力する矩形波と基準信号Ｓｉｇ５とを比較し、コンパレータ１５４が出力する矩形波の周波数と基準信号Ｓｉｇ５の周波数とのずれに応じた電流を出力する。ループフィルタ１５６は当該電流を当該ずれが小さくなるような電圧に変換してＶＣＯ１５７に入力する。
位相比較器とチャージポンプ１５５は、コンパレータ１５４が出力する矩形波と基準信号Ｓｉｇ５とを比較し、コンパレータ１５４が出力する矩形波の周波数と基準信号Ｓｉｇ５の周波数とのずれに応じた電流を出力する。ループフィルタ１５６は当該電流を当該ずれが小さくなるような電圧に変換してＶＣＯ１５７に入力する。
【0025】
ＬＯ生成ヘテロダインＰＬＬ１５は、このような構成により所望周波数ｆＬＯ（本実施形態の場合９ＧＨｚ）で安定したローカル信号Ｓｉｇ６を混合器１７へ出力できる。
【0026】
混合器１７は、逓倍ＰＬＬ１６からの逓倍ＦＭ信号Ｓｉｇ３とＬＯ生成ヘテロダインＰＬＬ１５からのローカル信号Ｓｉｇ６を混合し、差成分を広帯域ＦＭ信号Ｓｉｇ８として出力する。本実施形態の場合、逓倍ＦＭ信号Ｓｉｇ３が１２ＧＨｚ±２ＧＨｚ、ローカル信号Ｓｉｇ６が９ＧＨｚなので、広帯域ＦＭ信号Ｓｉｇ８は中心周波数３ＧＨｚ、周波数帯域４ＧＨｚ（±２ＧＨｚ）である。
【0027】
つまり、変調装置３０１は、高精度信号源１３が出力する基準信号Ｓｉｇ５の周波数を逓倍ＰＬＬ１６の逓倍数で逓倍した周波数を中心とする広域ＦＭ信号Ｓｉｇ８を出力することができる。
【0028】
変調装置３０１は電気回路のみで構成可能である。つまり、変調装置３０１は、高価な光部品を用いないため、温度調整回路やパイロット信号の分離回路が不要となり、低消費電力且つ小型化することができる。特に、変調装置３０１は、図１の破線Ａで示した構成を集積化でき、さらなる小型化が可能である。
さらに、変調装置３０１は、市販ＤＤＳで生成した低周波のＦＭ信号をＰＬＬで逓倍する構成なので低コスト化を実現できる。特に、変調装置３０１は、高精度信号源１３を基準とした動作により、広帯域ＦＭ信号Ｓｉｇ８の周波数のばらつきを低コストで抑えることができる。
さらに、変調装置３０１は、市販ＤＤＳで生成した低周波のＦＭ信号をＰＬＬで逓倍する構成なので低コスト化を実現できる。特に、変調装置３０１は、高精度信号源１３を基準とした動作により、広帯域ＦＭ信号Ｓｉｇ８の周波数のばらつきを低コストで抑えることができる。
【0029】
［実施形態２］
実施形態１では、本発明の変調装置の動作を理解しやすいようにＭ＝Ｎ＝１６、ｆＣＫ／Ｌ＝ｆＣＫ／Ｋ＝７５０ＭＨｚで説明した。本実施形態では、各パラメータを一般化した変調装置３０２を説明する。図２は、変調装置３０２を説明する図である。変調装置３０２は、図１の変調装置３０１に対し、パラメータＫ、Ｌ、Ｍ、及びＮを任意に変更する設定器１８をさらに備える。なお、Ｋ、Ｌ、Ｍ、及びＮは正の数である。
実施形態１では、本発明の変調装置の動作を理解しやすいようにＭ＝Ｎ＝１６、ｆＣＫ／Ｌ＝ｆＣＫ／Ｋ＝７５０ＭＨｚで説明した。本実施形態では、各パラメータを一般化した変調装置３０２を説明する。図２は、変調装置３０２を説明する図である。変調装置３０２は、図１の変調装置３０１に対し、パラメータＫ、Ｌ、Ｍ、及びＮを任意に変更する設定器１８をさらに備える。なお、Ｋ、Ｌ、Ｍ、及びＮは正の数である。
【0030】
実施形態１の説明の通り、高精度信号源１３の基準信号Ｓｉｇ５の周波数ｆＸＯは、信号Ｓｉｇ４と信号Ｓｉｇ５の差分であるから、
となり、ＶＣＯ１５７が出力するローカル信号Ｓｉｇ６は、
となる。
【数1】
【数2】
【0031】
ＤＤＳ１２が出力する原ＦＭ信号Ｓｉｇ２の中心周波数（キャリア周波数）はｆＣＫ／Ｌであるから、混合器１７が出力する広帯域ＦＭ信号Ｓｉｇ８の中心周波数（キャリア周波数）は、
となる。
【数3】
【0032】
設定器１８により、パラメータ（分周数Ｋ、ＦＭ変調指数Ｌ、分周数Ｍ、及び逓倍数Ｎ）を適宜調整することで広帯域ＦＭ信号Ｓｉｇ８の周波数を変更でき、アプリケーション要求に応じたハード機能を実現可能となる。
【0033】
特に、Ｎ：Ｌ＝Ｍ：Ｋなら、広帯域ＦＭ信号Ｓｉｇ８の周波数はＭｆＸＯとなるので基準信号Ｓｉｇ５の周波数ｆＸＯと分周数Ｍのみで決定することができる。つまり、混合器１５２のＬＯ側入力信号Ｓｉｇ４の周波数（ｆＣＫ／Ｋ）＝原ＦＭ信号Ｓｉｇ２の中心周波数（ｆＣＫ／Ｌ）であれば（すなわちＬ＝Ｋであれば）、分周数Ｍ＝逓倍数Ｎとすることでシステムクロック１１の周波数変動の影響を受けないようにすることができる。
【産業上の利用可能性】
【0034】
本発明は、ケーブルテレビジョン用の広帯域ＦＭ光信号を送信する送信機や、多重化した大容量データを一括して送る広帯域ＦＭ信号送信機に適用することができる。
【符号の説明】
【0035】
１１：システムクロック
１２：ダイレクト・デジタル・シンセシス（ＤＤＳ）
１３：高精度信号源
１４：分周器
１５：ＬＯ生成ヘテロダインＰＬＬ
１６：逓倍ＰＬＬ
１５１：分周器
１５２：混合器
１５３：ローパスフィルタ
１５４：コンパレータ
１５５：位相比較器とチャージポンプ
１５６：ループフィルタ
１５７：ＶＣＯ
３０１、３０２：変調装置
１２：ダイレクト・デジタル・シンセシス（ＤＤＳ）
１３：高精度信号源
１４：分周器
１５：ＬＯ生成ヘテロダインＰＬＬ
１６：逓倍ＰＬＬ
１５１：分周器
１５２：混合器
１５３：ローパスフィルタ
１５４：コンパレータ
１５５：位相比較器とチャージポンプ
１５６：ループフィルタ
１５７：ＶＣＯ
３０１、３０２：変調装置
【図1】
【図2】