JP2015099970A - Injection-locked oscillator - Google Patents
Injection-locked oscillator Download PDFInfo
- Publication number
- JP2015099970A JP2015099970A JP2013237947A JP2013237947A JP2015099970A JP 2015099970 A JP2015099970 A JP 2015099970A JP 2013237947 A JP2013237947 A JP 2013237947A JP 2013237947 A JP2013237947 A JP 2013237947A JP 2015099970 A JP2015099970 A JP 2015099970A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- control signal
- frequency control
- voltage controlled
- controlled oscillator
- signal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)
Abstract
Description
この発明は、例えば、低位相雑音の信号源回路に用いられる注入同期発振器に関するものである。 The present invention relates to an injection-locked oscillator used for a signal source circuit with low phase noise, for example.
例えば、マイクロ波やミリ波帯の無線通信システムやレーダシステム、あるいは、光通信システムの送受信装置に搭載される信号源回路には、低位相雑音特性が要求されることがある。
図3は以下の特許文献1に開示されている注入同期発振器を示す構成図である。
この注入同期発振器では、パルス生成回路101が基準信号REF(例えば、正弦波信号)を入力すると、その基準信号REFを幅が狭いパルス信号に変換する。
For example, a low phase noise characteristic may be required for a signal source circuit mounted in a radio communication system or radar system in a microwave or millimeter wave band, or in a transmission / reception device of an optical communication system.
FIG. 3 is a block diagram showing an injection locked oscillator disclosed in Patent Document 1 below.
In this injection-locked oscillator, when the
電圧制御発振器102は、パルス生成回路101により生成されたパルス信号に同期して、後述するループフィルタ106から出力される制御電圧である周波数制御信号Vtに対応する周波数の信号を発振する。
周波数分周回路103、位相周波数比較器104、チャージポンプ105及びループフィルタ106からPLL(Phase Locked Loop)が構成されており、周波数分周回路103は、電圧制御発振器102により発振された信号をN分周し、N分周後の信号を位相周波数比較器104に出力する。
The voltage controlled
The
位相周波数比較器104は、基準信号REFと位相周波数比較器104から出力された分周後の信号との位相差を検出する。
チャージポンプ105は、位相周波数比較器104が位相差を検出すると、その位相差に対応する電流を出力する。
ループフィルタ106は、チャージポンプ105から出力された電流を電圧に変換して、その電圧を平滑化し、平滑化後の電圧を周波数制御信号Vt(制御電圧)として、電圧制御発振器102に出力する。
The
When the
The
この注入同期発振器では、電圧制御発振器102に対するパルス信号の注入同期とPLLが並列しており、PLLだけが用いられる場合と比べて、高離調周波数領域における低位相雑音化を期待することができる。
しかし、電圧制御発振器102の位相が、パルス信号の注入同期とPLLによる2つの仕組みによって位相同期されることになるため、2つの仕組みで合わせようとする位相が異なる場合、競合を起こして動作が不安定になることがある。
In this injection locked oscillator, the injection locking of the pulse signal to the voltage controlled
However, since the phase of the voltage controlled
具体的には、以下の通りである。
パルス生成回路101により生成されたパルス信号の位相(電圧制御発振器102の周波数に換算された位相)をφi、電圧制御発振器102により発振された信号の位相をφoとすると、そのパルス信号の位相φiは、基準信号REFとパルス生成回路101の遅延時間で決まる。
また、電圧制御発振器102により発振された信号の位相φoは、基準信号REFとPLLによるループで決まる。
Specifically, it is as follows.
When the phase of the pulse signal generated by the pulse generation circuit 101 (phase converted to the frequency of the voltage controlled oscillator 102) is φ i and the phase of the signal oscillated by the voltage controlled
Further, the phase φ o of the signal oscillated by the voltage controlled
パルス信号の位相φiと、電圧制御発振器102により発振された信号の位相φoとが大きく異なる場合、電圧制御発振器102は、パルス生成回路101により生成されたパルス信号の位相と大きく異なる位相で発振しなければならないため、安定した発振が成り立しなくなる。
したがって、電圧制御発振器102が、安定した発振を行えるようにするには、パルス信号の位相φiと発振信号の位相φoとが近い値になるように、回路を構成する必要がある。
When the phase φ i of the pulse signal and the phase φ o of the signal oscillated by the voltage controlled
Therefore, in order for the voltage controlled
以下の非特許文献1には、パルス信号の位相φiと発振信号の位相φoとが近い値になるようにするため、電圧制御発振器102が、パルス信号の位相φiと発振信号の位相φoとの位相差を検出するサンプルホールド回路を内蔵して、そのサンプルホールド回路により検出された位相差をPLLにフィードバックし、そのPLLが当該位相差に基づいて同期位相を調節する技術が開示されている。
これにより、電圧制御発振器102に対するパルス信号の注入同期とPLLとの位相が調整され、2つの仕組みの両立が可能になる。
In Non-Patent Document 1 below, in order to make the phase φ i of the pulse signal and the phase φ o of the oscillation signal close to each other, the voltage-controlled
As a result, the injection locking of the pulse signal to the voltage controlled
従来の注入同期発振器は以上のように構成されているので、サンプルホールド回路により検出された位相差に基づいて同期位相を調節すれば、パルス信号の注入同期とPLLの両立を実現することができる。しかし、PLLのループの中に、もう一つのループが存在することになるため、収束時間が大きくなってしまうことがある課題があった。
また、電圧制御発振器102の発振周波数が高くなると、サンプルホールド回路の動作速度が追いつかなくなり、パルス信号の注入同期とPLLの両立を実現することができなくなることがある課題があった。
Since the conventional injection-locked oscillator is configured as described above, it is possible to achieve both injection locking of the pulse signal and PLL by adjusting the synchronization phase based on the phase difference detected by the sample hold circuit. . However, since another loop exists in the PLL loop, there is a problem that the convergence time may be increased.
Further, when the oscillation frequency of the voltage controlled
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、電圧制御発振器の発振周波数が高くても、短時間でパルス信号の注入同期とPLLの両立を実現することができる注入同期発振器を得ることを目的とする。 The present invention has been made in order to solve the above-described problems. Even when the oscillation frequency of the voltage-controlled oscillator is high, the injection-locked oscillator can realize both injection locking of the pulse signal and PLL in a short time. The purpose is to obtain.
この発明に係る注入同期発振器は、基準信号をパルス信号に変換するパルス生成回路と、パルス生成回路により変換されたパルス信号に同期して、周波数制御信号に対応する周波数の信号を発振する第1の電圧制御発振器と、第1の電圧制御発振器により発振された信号に同期して、前記周波数制御信号に対応する周波数の信号を発振する第2の電圧制御発振器と、第2の電圧制御発振器により発振された信号を分周し、分周後の信号と基準信号の位相差を検出する位相差検出手段とを設け、周波数制御信号出力手段が、位相差検出手段により検出された位相差に対応する周波数制御信号を第1及び第2の電圧制御発振器に出力するようにしたものである。 An injection locking oscillator according to the present invention includes a pulse generation circuit that converts a reference signal into a pulse signal, and a first signal that oscillates a signal having a frequency corresponding to the frequency control signal in synchronization with the pulse signal converted by the pulse generation circuit. A voltage-controlled oscillator, a second voltage-controlled oscillator that oscillates a signal having a frequency corresponding to the frequency control signal in synchronization with a signal oscillated by the first voltage-controlled oscillator, and a second voltage-controlled oscillator. A phase difference detection unit that divides the oscillated signal and detects the phase difference between the divided signal and the reference signal is provided, and the frequency control signal output unit corresponds to the phase difference detected by the phase difference detection unit. The frequency control signal is output to the first and second voltage controlled oscillators.
この発明によれば、基準信号をパルス信号に変換するパルス生成回路と、パルス生成回路により変換されたパルス信号に同期して、周波数制御信号に対応する周波数の信号を発振する第1の電圧制御発振器と、第1の電圧制御発振器により発振された信号に同期して、前記周波数制御信号に対応する周波数の信号を発振する第2の電圧制御発振器と、第2の電圧制御発振器により発振された信号を分周し、分周後の信号と基準信号の位相差を検出する位相差検出手段とを設け、周波数制御信号出力手段が、位相差検出手段により検出された位相差に対応する周波数制御信号を第1及び第2の電圧制御発振器に出力するように構成したので、第1の電圧制御発振器の発振周波数が高くても、短時間でパルス信号の注入同期とPLLの両立を実現することができる効果がある。 According to the present invention, a pulse generation circuit that converts a reference signal into a pulse signal, and a first voltage control that oscillates a signal having a frequency corresponding to the frequency control signal in synchronization with the pulse signal converted by the pulse generation circuit. An oscillator, a second voltage controlled oscillator that oscillates a signal having a frequency corresponding to the frequency control signal in synchronization with a signal oscillated by the first voltage controlled oscillator, and oscillated by a second voltage controlled oscillator A frequency difference detection unit that divides the signal and detects a phase difference between the divided signal and the reference signal is provided, and the frequency control signal output unit controls the frequency corresponding to the phase difference detected by the phase difference detection unit. Since the signal is output to the first and second voltage-controlled oscillators, both pulse signal injection locking and PLL can be realized in a short time even if the oscillation frequency of the first voltage-controlled oscillator is high. There is an effect that can Rukoto.
実施の形態1.
図1はこの発明の実施の形態1による注入同期発振器を示す構成図である。
図1において、パルス生成回路1は基準信号REF(例えば、水晶発振器などから発振された正弦波信号)を入力すると、その基準信号REFを幅が小さなパルス信号に変換する処理を実施する。
VCO(Voltage Controlled Oscillator)である電圧制御発振器2はパルス生成回路1により変換されたパルス信号に同期して、ループフィルタ7から出力される制御電圧である周波数制御信号Vtに対応する周波数の信号を発振する処理を実施する。なお、電圧制御発振器2は第1の電圧制御発振器を構成している。
Embodiment 1 FIG.
1 is a block diagram showing an injection-locked oscillator according to Embodiment 1 of the present invention.
In FIG. 1, when a reference signal REF (for example, a sine wave signal oscillated from a crystal oscillator or the like) is input, a pulse generation circuit 1 performs a process of converting the reference signal REF into a pulse signal having a small width.
A voltage controlled oscillator 2, which is a VCO (Voltage Controlled Oscillator), synchronizes with the pulse signal converted by the pulse generation circuit 1 and outputs a signal having a frequency corresponding to the frequency control signal Vt, which is a control voltage output from the loop filter 7. Perform the process of oscillation. The voltage controlled oscillator 2 constitutes a first voltage controlled oscillator.
VCOである電圧制御発振器3aは電圧制御発振器2により発振された信号に同期して、ループフィルタ7から出力される制御電圧である周波数制御信号Vtに対応する周波数の信号を発振する処理を実施する。
VCOである電圧制御発振器3bは電圧制御発振器3aにより発振された信号に同期して、ループフィルタ7から出力される制御電圧である周波数制御信号Vtに対応する周波数の信号を発振する処理を実施する。
図1では、電圧制御発振器3aと電圧制御発振器3bが直列に接続されており、2個の電圧制御発振器3a,3bから第2の電圧制御発振器が構成されている例を示しているが、3個以上の電圧制御発振器3が直列に接続されているものであってもよい。また、電圧制御発振器3が1個だけであってもよい。
The voltage controlled
The voltage controlled
FIG. 1 shows an example in which the voltage controlled
周波数分周回路4は最終段の電圧制御発振器である電圧制御発振器3bより発振された信号をN分周し、N分周後の信号を出力する処理を実施する。
PFD(Phase Frequency Detector)である位相周波数比較回路5は基準信号REFと周波数分周回路4から出力されたN分周後の信号との位相差を検出する処理を実施する。
なお、周波数分周回路4及び位相周波数比較回路5から位相差検出手段が構成されている。
The frequency dividing
A phase
The frequency dividing
CPであるチャージポンプ6は位相周波数比較回路5により検出された位相差に対応する電流を出力する処理を実施する。
ループフィルタ7はチャージポンプ6から出力された電流を電圧に変換して、その電圧を平滑化し、平滑化後の電圧を周波数制御信号Vtとして、電圧制御発振器2,3a,3bの周波数制御端子に出力する処理を実施する。
なお、チャージポンプ6及びループフィルタ7から周波数制御信号出力手段が構成されている。
The
The loop filter 7 converts the current output from the
The
次に動作について説明する。
パルス生成回路1は、基準信号REFを入力すると、その基準信号REFを幅が小さなパルス信号に変換し、そのパルス信号を電圧制御発振器2に出力する。
電圧制御発振器2は、パルス生成回路がパルス信号を生成すると、そのパルス信号に同期して、ループフィルタ7から出力される制御電圧である周波数制御信号Vtに対応する周波数の信号を発振する。
ここでは、パルス生成回路1により生成されたパルス信号の位相(電圧制御発振器2の周波数に換算された位相)をφi、電圧制御発振器2により発振された信号の位相をφ1とする。
Next, the operation will be described.
When the reference signal REF is input, the pulse generation circuit 1 converts the reference signal REF into a pulse signal having a small width, and outputs the pulse signal to the voltage controlled oscillator 2.
When the pulse generation circuit generates a pulse signal, the voltage controlled oscillator 2 oscillates a signal having a frequency corresponding to the frequency control signal Vt that is a control voltage output from the loop filter 7 in synchronization with the pulse signal.
Here, the phase of the pulse signal generated by the pulse generation circuit 1 (the phase converted to the frequency of the voltage controlled oscillator 2) is φ i , and the phase of the signal oscillated by the voltage controlled oscillator 2 is φ 1 .
電圧制御発振器3aは、電圧制御発振器2により発振された信号(位相φ1の信号)に同期して、ループフィルタ7から出力される制御電圧である周波数制御信号Vtに対応する周波数の信号を発振する。ここでは、電圧制御発振器3aにより発振された信号の位相をφ2とする。
電圧制御発振器3bは、電圧制御発振器3aにより発振された信号(位相φ2の信号)に同期して、ループフィルタ7から出力される制御電圧である周波数制御信号Vtに対応する周波数の信号を発振する。ここでは、電圧制御発振器3bにより発振された信号の位相をφoとする。
なお、電圧制御発振器3bの発振信号の位相φoは、PLL(PLLは、周波数分周回路4、位相周波数比較回路5、チャージポンプ6及びループフィルタ7から構成されている)の位相同期機能によって決定される。
Voltage controlled
The voltage controlled
Note that the phase φ o of the oscillation signal of the voltage controlled
周波数分周回路4は、最終段の電圧制御発振器である電圧制御発振器3bより発振された信号をN分周し、N分周後の信号を位相周波数比較回路5に出力する。
位相周波数比較回路5は、入力された基準信号REFと、周波数分周回路4から出力されたN分周後の信号との位相差Δφを検出し、その位相差Δφを示す情報をチャージポンプ6に出力する。
The
The phase
チャージポンプ6は、位相周波数比較回路5から位相差Δφを示す情報を受けると、例えば、下記の式(1)に示すように、その位相差Δφに対応する電流Iをループフィルタ7に出力する。
I=Δφ×a (1)
式(1)において、aは予め設定された比例定数である。
ループフィルタ7は、チャージポンプ6から電流Iを受けると、その電流Iを電圧Vに変換して、その電圧Vを平滑化し、平滑化後の電圧を周波数制御信号Vtとして、電圧制御発振器2,3a,3bの周波数制御端子に出力する。
これにより、電圧制御発振器2,3a,3bは、同じ周波数制御信号Vtにしたがって信号を発振する。
When the
I = Δφ × a (1)
In the formula (1), a is a preset proportionality constant.
When the loop filter 7 receives the current I from the
Thus, the voltage controlled
ここで、各信号の位相φi,φ1,φ2,φoを比較すると、位相φ1と位相φ2の値は、位相φiと位相φoの間の値になる。
したがって、図3に示す従来の注入同期発振器における電圧制御発振器102での入力波と出力波の位相差φo−φiと比較して、電圧制御発振器2での入力波と出力波の位相差φ1−φiが小さな値になる。
同様に、電圧制御発振器3aでの入力波と出力波の位相差φ2−φ1や、電圧制御発振器3bでの入力波と出力波の位相差φo−φ2についても、従来の注入同期発振器における電圧制御発振器102での位相差φo−φiよりも小さな値になる。
Here, when the phases φ i , φ 1 , φ 2 , and φ o of each signal are compared, the values of the phase φ 1 and the phase φ 2 are values between the phase φ i and the phase φ o .
Therefore, the phase difference between the input wave and the output wave in the voltage controlled oscillator 2 is compared with the phase difference φ o −φ i between the input wave and the output wave in the voltage controlled
Similarly, with respect to the phase difference φ 2 −φ 1 between the input wave and the output wave in the voltage controlled
したがって、図3に示す従来の注入同期発振器における電圧制御発振器102と比べて、電圧制御発振器2,3a,3bでは、入力波と出力波の位相差を小さくすることができる。
入力波と出力波の位相差が、或る値より小さくなれば、安定して注入同期発振を持続することができるため、図1の構成によって、パルス注入同期とPLLの両立を実現することが可能になる。
図1の例では、3個の電圧制御発振器2,3a,3bを直列に接続しているが、電圧制御発振器の直列接続数は2以上であればよい。ただし、電圧制御発振器の直列接続数が増えれば、各電圧制御発振器の入力波と出力波の位相差が小さくなるため、より安定した動作が可能になる。
Therefore, compared with the voltage controlled
If the phase difference between the input wave and the output wave is smaller than a certain value, the injection-locked oscillation can be stably maintained. Therefore, the configuration of FIG. 1 can realize both the pulse injection lock and the PLL. It becomes possible.
In the example of FIG. 1, three voltage controlled
以上で明らかなように、この実施の形態1によれば、基準信号REFをパルス信号に変換するパルス生成回路1と、パルス生成回路1により変換されたパルス信号に同期して、周波数制御信号Vtに対応する周波数の信号を発振する電圧制御発振器2と、電圧制御発振器2により発振された信号に同期して、その周波数制御信号Vtに対応する周波数の信号を発振する電圧制御発振器3aと、電圧制御発振器3aにより発振された信号に同期して、その周波数制御信号Vtに対応する周波数の信号を発振する電圧制御発振器3bと、電圧制御発振器3bにより発振された信号を分周し、分周後の信号と基準信号REFの位相差Δφを検出する位相差検出手段とを設け、周波数制御信号出力手段が、位相差検出手段により検出された位相差Δφに対応する周波数制御信号Vtを電圧制御発振器2,3a,3bに出力するように構成したので、電圧制御発振器2の発振周波数が高くても、短時間でパルス信号の注入同期とPLLの両立を実現することができる効果を奏する。
As apparent from the above, according to the first embodiment, the pulse generation circuit 1 that converts the reference signal REF into a pulse signal, and the frequency control signal Vt in synchronization with the pulse signal converted by the pulse generation circuit 1. A voltage controlled oscillator 2 that oscillates a signal having a frequency corresponding to the voltage, a voltage controlled
なお、この実施の形態1によれば、パルス信号の注入同期とPLLの両立を実現することができる効果が得られるが、出力信号のスプリアスを低減することができる効果も得られる。
即ち、パルス注入を行う電圧制御発振器2の発振信号には、その発振波から基準信号REFの周波数だけ離れた周波数に高いレベルのスプリアスが存在するが、後段の電圧制御発振器3a,3bへ注入するにしたがって注入同期のフィルタリング効果によりスプリアスが低減される。
このため、従来の注入同期発振器と比べて、よりスプリアスが低い特性を得ることができる。
According to the first embodiment, it is possible to achieve both the injection locking of the pulse signal and the PLL, but it is also possible to reduce the spurious of the output signal.
That is, the oscillation signal of the voltage controlled oscillator 2 that performs pulse injection has a high level of spurious at a frequency separated from the oscillation wave by the frequency of the reference signal REF, but is injected into the voltage controlled
For this reason, compared with the conventional injection locking oscillator, a characteristic with lower spurious can be obtained.
実施の形態2.
図2はこの発明の実施の形態2による注入同期発振器を示す構成図であり、図において、図1と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
CPであるチャージポンプ6aは位相周波数比較回路5により検出された位相差Δφに対応する電流I1を出力する処理を実施する。
CPであるチャージポンプ6bは位相周波数比較回路5により検出された位相差Δφに対応する電流I2(I1>I2)を出力する処理を実施する。
CPであるチャージポンプ6cは位相周波数比較回路5により検出された位相差Δφに対応する電流I3(I2>I3)を出力する処理を実施する。
Embodiment 2. FIG.
2 is a block diagram showing an injection locked oscillator according to Embodiment 2 of the present invention. In the figure, the same reference numerals as those in FIG.
The
The
ループフィルタ7aはチャージポンプ6aから出力された電流I1を電圧V1に変換して、その電圧V1を平滑化し、平滑化後の電圧を周波数制御信号Vt1として、電圧制御発振器2の周波数制御端子に出力する処理を実施する。
なお、チャージポンプ6a及びループフィルタ7aから第1の周波数制御信号出力手段が構成されている。
Loop filter 7a converts the current I 1 output from the
The
ループフィルタ7bはチャージポンプ6bから出力された電流I2を電圧V2に変換して、その電圧V2を平滑化し、平滑化後の電圧を周波数制御信号Vt2として、電圧制御発振器3aの周波数制御端子に出力する処理を実施する。
ループフィルタ7cはチャージポンプ6cから出力された電流I3を電圧V3に変換して、その電圧V3を平滑化し、平滑化後の電圧を周波数制御信号Vt3として、電圧制御発振器3bの周波数制御端子に出力する処理を実施する。
なお、チャージポンプ6b,6c及びループフィルタ7b,7cから第2の周波数制御信号出力手段が構成されている。
The charge pumps 6b and 6c and the
次に動作について説明する。
上記実施の形態1では、電圧制御発振器が3段構成であっても、周波数制御信号出力手段を構成しているチャージポンプ6及びループフィルタ7が1組である例を示したが、電圧制御発振器毎に、チャージポンプ6とループフィルタ7の組を設けるようにしてもよい。
ただし、電圧制御発振器が例えば3段構成である場合、チャージポンプ6aの電流設定値が最も大きく、次にチャージポンプ6bの電流設定値が大きく、チャージポンプ6cの電流設定値が最も小さく設定される。
即ち、チャージポンプ6a,6b,6cが位相周波数比較回路5により検出された位相差Δφに対応する電流Iを算出する際に使用する比例定数a1,a2,a3が下記の式(2)のように設定される。
a1>a2>a3 (2)
Next, the operation will be described.
In the first embodiment, even though the voltage controlled oscillator has a three-stage configuration, an example in which the
However, when the voltage controlled oscillator has a three-stage configuration, for example, the current setting value of the
That is, the proportional constants a 1 , a 2 , a 3 used when the charge pumps 6a, 6b, 6c calculate the current I corresponding to the phase difference Δφ detected by the phase
a 1 > a 2 > a 3 (2)
チャージポンプ6aは、上記実施の形態1と同様にして、位相周波数比較回路5が位相差Δφを示す情報を出力すると、例えば、下記の式(3)に示すように、その位相差Δφに対応する電流I1をループフィルタ7aに出力する。
I1=Δφ×a1 (3)
ループフィルタ7aは、チャージポンプ6aから電流I1を受けると、その電流I1を電圧V1に変換して、その電圧V1を平滑化し、平滑化後の電圧を周波数制御信号Vt1として、電圧制御発振器2の周波数制御端子に出力する。
これにより、電圧制御発振器2は、周波数制御信号Vt1にしたがって信号を発振する。
When the phase
I 1 = Δφ × a 1 (3)
Loop filter 7a receives the current I 1 from the
As a result, the voltage controlled oscillator 2 oscillates a signal according to the frequency control signal Vt 1 .
チャージポンプ6bは、位相周波数比較回路5が位相差Δφを示す情報を出力すると、例えば、下記の式(4)に示すように、その位相差Δφに対応する電流I2をループフィルタ7bに出力する。
I2=Δφ×a2 (4)
ループフィルタ7bは、チャージポンプ6bから電流I2を受けると、その電流I2を電圧V2に変換して、その電圧V2を平滑化し、平滑化後の電圧を周波数制御信号Vt2として、電圧制御発振器3aの周波数制御端子に出力する。
これにより、電圧制御発振器3aは、周波数制御信号Vt2にしたがって信号を発振する。
The
I 2 = Δφ × a 2 (4)
Accordingly, the voltage controlled
チャージポンプ6cは、位相周波数比較回路5が位相差Δφを示す情報を出力すると、例えば、下記の式(5)に示すように、その位相差Δφに対応する電流I3をループフィルタ7cに出力する。
I3=Δφ×a3 (5)
ループフィルタ7cは、チャージポンプ6cから電流I3を受けると、その電流I3を電圧V3に変換して、その電圧V3を平滑化し、平滑化後の電圧を周波数制御信号Vt3として、電圧制御発振器3bの周波数制御端子に出力する。
これにより、電圧制御発振器3bは、周波数制御信号Vt3にしたがって信号を発振する。
The
I 3 = Δφ × a 3 (5)
Accordingly, the voltage controlled
この実施の形態2の場合、チャージポンプ6a,6b,6cの電流設定値を上記のように設定しているため、下記に示す理由によって、上記実施の形態1よりも更なる安定動作を期待することができる。
仮に、注入パルス(パルス生成回路1により生成されたパルス信号)の位相φiが瞬間的に変動した場合、電圧制御発振器2における出力波の位相変動が最も大きく、次に電圧制御発振器3aにおける出力波の位相変動が大きく、電圧制御発振器3bにおける出力波の位相変動が最も小さくなる。
このため、PLLによる電圧制御発振器の制御として、電圧制御発振器2の感度を最も高くして、電圧制御発振器3bの感度を最も低くすれば、注入パルスの位相φiの瞬間的な変動に速やかに対処することができる。
この実施の形態2では、電圧制御発振器2の感度を最も高くして、電圧制御発振器3bの感度を最も低くするため、チャージポンプ6aの電流設定値を最も大きくして、チャージポンプ6cの電流設定値を最も小さくしている。
In the case of the second embodiment, since the current setting values of the charge pumps 6a, 6b, 6c are set as described above, a more stable operation than that of the first embodiment is expected for the following reason. be able to.
If the phase φ i of the injection pulse (pulse signal generated by the pulse generation circuit 1) instantaneously varies, the phase variation of the output wave in the voltage controlled oscillator 2 is the largest, and then the output in the voltage controlled
For this reason, if the sensitivity of the voltage controlled oscillator 2 is set to the highest level and the sensitivity of the voltage controlled
In the second embodiment, in order to maximize the sensitivity of the voltage controlled oscillator 2 and minimize the sensitivity of the voltage controlled
この実施の形態2では、チャージポンプ6aの電流設定値を最も大きくして、チャージポンプ6cの電流設定値を最も小さくしている例を示したが、ループフィルタ7a,7b,7cの帯域を変化させることでも、更なる安定動作を期待することができる。
即ち、ループフィルタ7aの帯域を最も広くし、次にループフィルタ7bの帯域を広く、ループフィルタ7cの帯域を最も狭くする。
この場合も、注入パルスの位相φiの瞬間的な変動に対して、電圧制御発振器2の感度が最も高くなり、電圧制御発振器3bの感度が最も低くなるため、同様の理由によって、更なる安定動作を期待することができる。
In the second embodiment, the current setting value of the
That is, the band of the loop filter 7a is widened, the band of the
Also in this case, the sensitivity of the voltage controlled oscillator 2 is the highest and the sensitivity of the voltage controlled
なお、本願発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。 In the present invention, within the scope of the invention, any combination of the embodiments, or any modification of any component in each embodiment, or omission of any component in each embodiment is possible. .
1 パルス生成回路、2 電圧制御発振器(第1の電圧制御発振器)、3a,3b 電圧制御発振器(第2の電圧制御発振器)、4 周波数分周回路(位相差検出手段)、5 位相周波数比較回路(位相差検出手段)、6 チャージポンプ(周波数制御信号出力手段)、6a チャージポンプ(第1の周波数制御信号出力手段)、6b,6c チャージポンプ(第2の周波数制御信号出力手段)、7 ループフィルタ(周波数制御信号出力手段)、7a ループフィルタ(第1の周波数制御信号出力手段)、7b,7c ループフィルタ(第2の周波数制御信号出力手段)、101 パルス生成回路、102 電圧制御発振器、103 周波数分周回路、104 位相周波数比較器、105 チャージポンプ、106 ループフィルタ。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Pulse generation circuit, 2 Voltage controlled oscillator (1st voltage controlled oscillator), 3a, 3b Voltage controlled oscillator (2nd voltage controlled oscillator), 4 Frequency dividing circuit (phase difference detection means), 5 Phase frequency comparison circuit (Phase difference detection means), 6 charge pump (frequency control signal output means), 6a charge pump (first frequency control signal output means), 6b, 6c charge pump (second frequency control signal output means), 7 loops Filter (frequency control signal output means), 7a loop filter (first frequency control signal output means), 7b, 7c loop filter (second frequency control signal output means), 101 pulse generation circuit, 102 voltage controlled oscillator, 103 Frequency divider circuit, 104 phase frequency comparator, 105 charge pump, 106 loop filter.
Claims (6)
前記パルス生成回路により変換されたパルス信号に同期して、周波数制御信号に対応する周波数の信号を発振する第1の電圧制御発振器と、
前記第1の電圧制御発振器により発振された信号に同期して、前記周波数制御信号に対応する周波数の信号を発振する第2の電圧制御発振器と、
前記第2の電圧制御発振器により発振された信号を分周し、分周後の信号と前記基準信号の位相差を検出する位相差検出手段と、
前記位相差検出手段により検出された位相差に対応する周波数制御信号を前記第1及び第2の電圧制御発振器に出力する周波数制御信号出力手段と
を備えた注入同期発振器。 A pulse generation circuit for converting a reference signal into a pulse signal;
A first voltage controlled oscillator that oscillates a signal having a frequency corresponding to a frequency control signal in synchronization with the pulse signal converted by the pulse generation circuit;
A second voltage controlled oscillator that oscillates a signal having a frequency corresponding to the frequency control signal in synchronization with a signal oscillated by the first voltage controlled oscillator;
Phase difference detection means for frequency-dividing the signal oscillated by the second voltage controlled oscillator and detecting a phase difference between the frequency-divided signal and the reference signal;
An injection locked oscillator comprising: frequency control signal output means for outputting a frequency control signal corresponding to the phase difference detected by the phase difference detection means to the first and second voltage controlled oscillators.
前記パルス生成回路により変換されたパルス信号に同期して、第1の周波数制御信号に対応する周波数の信号を発振する第1の電圧制御発振器と、
前記第1の電圧制御発振器により発振された信号に同期して、第2の周波数制御信号に対応する周波数の信号を発振する第2の電圧制御発振器と、
前記第2の電圧制御発振器により発振された信号を分周し、分周後の信号と前記基準信号の位相差を検出する位相差検出手段と、
前記位相差検出手段により検出された位相差に対応する第1の周波数制御信号を前記第1の電圧制御発振器に出力する第1の周波数制御信号出力手段と
前記位相差検出手段により検出された位相差に対応する第2の周波数制御信号を前記第2の電圧制御発振器に出力する第2の周波数制御信号出力手段とを備え、
前記第1の周波数制御信号出力手段から出力される第1の周波数制御信号が、前記第2の周波数制御信号出力手段から出力される第2の周波数制御信号より大きいことを特徴とする注入同期発振器。 A pulse generation circuit for converting a reference signal into a pulse signal;
A first voltage controlled oscillator that oscillates a signal having a frequency corresponding to the first frequency control signal in synchronization with the pulse signal converted by the pulse generation circuit;
A second voltage controlled oscillator that oscillates a signal having a frequency corresponding to a second frequency control signal in synchronization with a signal oscillated by the first voltage controlled oscillator;
Phase difference detection means for frequency-dividing the signal oscillated by the second voltage controlled oscillator and detecting a phase difference between the frequency-divided signal and the reference signal;
A first frequency control signal output means for outputting a first frequency control signal corresponding to the phase difference detected by the phase difference detection means to the first voltage controlled oscillator; and a level detected by the phase difference detection means. A second frequency control signal output means for outputting a second frequency control signal corresponding to the phase difference to the second voltage controlled oscillator;
An injection locking oscillator characterized in that the first frequency control signal output from the first frequency control signal output means is larger than the second frequency control signal output from the second frequency control signal output means. .
最終段の第2の電圧制御発振器により発振された信号が前記位相差検出手段によって分周され、
各々の第2の周波数制御信号出力手段から出力された第2の周波数制御信号が、対応している前記第2の電圧制御発振器に与えられることを特徴とする請求項3記載の注入同期発振器。 A plurality of second voltage controlled oscillators are connected in series, and second frequency control signal output means corresponding to each second voltage controlled oscillator is prepared,
The signal oscillated by the second voltage controlled oscillator at the final stage is divided by the phase difference detecting means,
4. The injection-locked oscillator according to claim 3, wherein the second frequency control signal output from each second frequency control signal output means is supplied to the corresponding second voltage controlled oscillator.
前記第2の周波数制御信号出力手段は、前記位相差検出手段により検出された位相差に対応する電流を出力するチャージポンプと、前記チャージポンプから出力された電流を電圧に変換して、前記電圧を平滑化し、平滑化後の電圧を周波数制御信号として、前記第2の電圧制御発振器に出力するループフィルタとを備えており、
前記第1の周波数制御信号出力手段のチャージポンプから出力される電流が、前記第2の周波数制御信号出力手段のチャージポンプから出力される電流より大きくなるように、各々のチャージポンプが設定されていることを特徴とする請求項3または請求項4記載の注入同期発振器。 The first frequency control signal output unit outputs a current corresponding to the phase difference detected by the phase difference detection unit, converts the current output from the charge pump into a voltage, and converts the voltage And a loop filter that outputs the smoothed voltage as a frequency control signal to the first voltage controlled oscillator,
The second frequency control signal output unit outputs a current corresponding to the phase difference detected by the phase difference detection unit, converts the current output from the charge pump into a voltage, and converts the voltage And a loop filter that outputs the smoothed voltage as a frequency control signal to the second voltage controlled oscillator,
Each charge pump is set so that the current output from the charge pump of the first frequency control signal output means is larger than the current output from the charge pump of the second frequency control signal output means. The injection-locked oscillator according to claim 3, wherein the injection-locked oscillator is provided.
前記第2の周波数制御信号出力手段は、前記位相差検出手段により検出された位相差に対応する電流を出力するチャージポンプと、前記チャージポンプから出力された電流を電圧に変換して、前記電圧を平滑化し、平滑化後の電圧を周波数制御信号として、前記第2の電圧制御発振器に出力するループフィルタとを備えており、
前記第1の周波数制御信号出力手段におけるループフィルタの帯域が、前記第2の周波数制御信号出力手段におけるループフィルタの帯域より広く設定されていることを特徴とする請求項3または請求項4記載の注入同期発振器。 The first frequency control signal output unit outputs a current corresponding to the phase difference detected by the phase difference detection unit, converts the current output from the charge pump into a voltage, and converts the voltage And a loop filter that outputs the smoothed voltage as a frequency control signal to the first voltage controlled oscillator,
The second frequency control signal output unit outputs a current corresponding to the phase difference detected by the phase difference detection unit, converts the current output from the charge pump into a voltage, and converts the voltage And a loop filter that outputs the smoothed voltage as a frequency control signal to the second voltage controlled oscillator,
5. The loop filter band in the first frequency control signal output means is set wider than the loop filter band in the second frequency control signal output means. Injection-locked oscillator.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013237947A JP2015099970A (en) | 2013-11-18 | 2013-11-18 | Injection-locked oscillator |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013237947A JP2015099970A (en) | 2013-11-18 | 2013-11-18 | Injection-locked oscillator |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2015099970A true JP2015099970A (en) | 2015-05-28 |
Family
ID=53376359
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2013237947A Pending JP2015099970A (en) | 2013-11-18 | 2013-11-18 | Injection-locked oscillator |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2015099970A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2018026620A (en) * | 2016-08-08 | 2018-02-15 | 新日本無線株式会社 | Pll circuit and frequency correction method thereof |
-
2013
- 2013-11-18 JP JP2013237947A patent/JP2015099970A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2018026620A (en) * | 2016-08-08 | 2018-02-15 | 新日本無線株式会社 | Pll circuit and frequency correction method thereof |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8085101B2 (en) | Spread spectrum clock generation device | |
JP5844795B2 (en) | Oscillation frequency adjusting device, oscillation frequency adjusting method, and wireless communication device | |
JP5206682B2 (en) | Phase comparator and phase locked loop | |
CN113497620A (en) | Clock data recovery circuit and multiplexer circuit | |
KR20080044977A (en) | Phase locked loop and method of operating phase locked loop | |
US6525612B2 (en) | Mode control of PLL circuit | |
EP2571165B1 (en) | Accumulator type fractional-n pll synthesizer and control method thereof | |
US20090232262A1 (en) | Circuit for recovering an output clock from a source clock | |
US20170264333A1 (en) | Semiconductor integrated circuit device and wireless communication apparatus | |
US8643402B2 (en) | Phase frequency detector circuit | |
CN111294043B (en) | System for automatically recovering external clock based on PLL | |
CN112994687B (en) | Reference clock signal injection phase-locked loop circuit and offset elimination method | |
US8810291B2 (en) | Phase-locked loop | |
US8638141B1 (en) | Phase-locked loop | |
JP2015099970A (en) | Injection-locked oscillator | |
EP3245739A1 (en) | Low power and integrable on-chip architecture for low frequency pll | |
JP2003101410A (en) | Method and device for reducing cycle slip of frequency synthesizer | |
JP2011171784A (en) | Pll circuit | |
US11329656B2 (en) | Frequency synthesiser circuits | |
EP3624344B1 (en) | Pll circuit | |
WO2012143970A1 (en) | Frequency synthesizer | |
JP6425828B2 (en) | Lock detection device, frequency synthesizer and semiconductor device | |
JP5730666B2 (en) | PLL circuit | |
WO2007144023A1 (en) | Frequency synthesizer | |
US20130257496A1 (en) | Frequency Synthesizer |