JP2017098950A - Frequency Synthesizer - Google Patents

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正義 轟原
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有継 矢島
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哲郎 松本
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  • Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a frequency synthesizer capable of reducing time required to lock a frequency or a phase of a signal output from an oscillation section, of suppressing an idle tone even when the signal output from the oscillation section has a fluctuation at the time of locking thereof, and of effectively attenuating frequency components increasing phase noise of the oscillation section with a simple configuration.SOLUTION: A frequency synthesizer comprises: an oscillation section generating a first signal; a frequency ratio measurement section measuring a frequency ratio between the first signal and a second signal by using the first signal and the second signal; a comparison section comparing the frequency ratio measured by the frequency ratio measurement section with a target value of the frequency ratio; and a filter disposed before the comparison section. The frequency synthesizer adjusts a frequency of the first signal of the oscillation section based on comparison results of the comparison section.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、周波数シンセサイザーに関するものである。   The present invention relates to a frequency synthesizer.

信号の位相をロックするPLL(Phase Locked Loop)や、信号の周波数をロックするFLL(Frequency Locked Loop)を有する周波数シンセサイザーが知られている。   A frequency synthesizer having a PLL (Phase Locked Loop) that locks the phase of a signal and an FLL (Frequency Locked Loop) that locks the frequency of the signal is known.

特許文献1には、アイドルトーンと呼ばれる周期的な量子化雑音を抑制するためのFLLの構成が開示されている。特許文献1では、電圧制御発振器から出力されたクロック信号を周波数デルタシグマ変調部(FDSM:Frequency Delta Sigma Modulator)に入力することでデルタシグマ変調信号を得る。このデルタシグマ変調信号は、比較部に入力される。そして、クロック信号の周波数がロックした際のデルタシグマ変調信号に含まれるアイドルトーンと逆位相のアイドルトーンを発生させ、それを前記比較部に入力し、その比較部でデルタシグマ変調信号に含まれるアイドルトーンを打ち消す。   Patent Document 1 discloses an FLL configuration for suppressing periodic quantization noise called an idle tone. In Patent Document 1, a clock signal output from a voltage controlled oscillator is input to a frequency delta sigma modulator (FDSM) to obtain a delta sigma modulated signal. This delta-sigma modulation signal is input to the comparison unit. Then, an idle tone having a phase opposite to that of the idle tone included in the delta sigma modulation signal when the frequency of the clock signal is locked is generated and input to the comparison unit, and the comparison unit includes the idle tone. Cancel the idle tone.

また、特許文献2には、フリーランカウンターおよびアキュムレーターを使用し、前記クロック信号の周波数のロックと共に位相のロックを可能としたPLLの構成が開示されている。   Further, Patent Document 2 discloses a PLL configuration that uses a free-run counter and an accumulator, and enables locking of the phase as well as locking of the frequency of the clock signal.

前記特許文献1および2に記載の装置では、クロック信号の周波数や位相のロックに要する時間を低減することができる。   In the devices described in Patent Documents 1 and 2, the time required to lock the frequency and phase of the clock signal can be reduced.

米国特許第6690215号US Pat. No. 6,690,215 米国特許第7592874号US Pat. No. 7,592,874

しかしながら、特許文献1に記載の装置では、クロック信号の周波数のロック時の出力であるそのクロック信号を仮定して前記逆位相のアイドルトーンを発生させるが、その逆位相のアイドルトーンの振幅および周波数成分にゆらぎは含まれない。このため、クロック信号がゆらいだ場合のデルタシグマ変調信号に含まれるアイドルトーンの振幅および周波数成分のゆらぎには対応できず、前記デルタシグマ変調信号に含まれるアイドルトーンを打ち消すことができない。すなわち、2つの独立したアイドルトーンが出力に現れ、結果的に、アイドルトーンが増大するという問題がある。   However, in the apparatus described in Patent Document 1, the anti-phase idle tone is generated assuming the clock signal that is an output when the frequency of the clock signal is locked. The amplitude and frequency of the anti-phase idle tone are generated. The component does not include fluctuation. For this reason, fluctuations in the amplitude and frequency components of the idle tone included in the delta sigma modulation signal when the clock signal fluctuates cannot be handled, and the idle tone included in the delta sigma modulation signal cannot be canceled. That is, there is a problem that two independent idle tones appear in the output, resulting in an increase in idle tones.

また、特許文献2に記載の装置では、クロック信号の位相のロックが可能になった点を除いて、前記特許文献1に記載の装置と同様の問題がある。   The device described in Patent Document 2 has the same problem as the device described in Patent Document 1 except that the phase of the clock signal can be locked.

本発明の目的は、簡易な構成で、発振部から出力される信号の周波数または位相のロックに要する時間を低減することができ、前記ロック時の発振部から出力される信号にゆらぎがある場合でもアイドルトーンを抑制することができ、また、発振部の位相雑音を増加させる周波数成分を効果的に減衰させることができる周波数シンセサイザーを提供することにある。   An object of the present invention is to reduce the time required to lock the frequency or phase of a signal output from an oscillating unit with a simple configuration, and when the signal output from the oscillating unit at the time of locking has fluctuations However, it is an object of the present invention to provide a frequency synthesizer that can suppress idle tones and can effectively attenuate frequency components that increase the phase noise of an oscillation unit.

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。   SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is to solve at least a part of the problems described above, and the invention can be implemented as the following forms or application examples.

本発明の周波数シンセサイザーは、第1の信号を生成する発振部と、
前記第1の信号と第2の信号とを用い、前記第1の信号と前記第2の信号との周波数比を計測する周波数比計測部と、
前記周波数比計測部により計測された周波数比と周波数比の目標値とを比較する比較部と、
前記比較部の前に配置されたフィルターと、を備え、
前記比較部の比較結果に基づいて、前記発振部の前記第1の信号の周波数を調整することを特徴とする。
The frequency synthesizer of the present invention includes an oscillation unit that generates a first signal,
A frequency ratio measurement unit that measures a frequency ratio between the first signal and the second signal using the first signal and the second signal;
A comparison unit that compares the frequency ratio measured by the frequency ratio measurement unit with a target value of the frequency ratio;
A filter disposed in front of the comparison unit,
The frequency of the first signal of the oscillation unit is adjusted based on a comparison result of the comparison unit.

これにより、簡易な構成で、発振部から出力される第1の信号の周波数をロックすることができ、また、そのロックに要する時間を低減することができる。   As a result, the frequency of the first signal output from the oscillation unit can be locked with a simple configuration, and the time required for the locking can be reduced.

また、逆位相のアイドルトーン(アイドルトーンに起因する量子化雑音)を発生させない構成なので、前記ロック時の第1の信号にゆらぎがある場合でも、従来例のように定常特性を悪化させることは無い。すなわち、前記ロック時の第1の信号にゆらぎがある場合でもアイドルトーンが増大することはない。   In addition, since the configuration does not generate an idle tone of opposite phase (quantization noise caused by the idle tone), even when the first signal at the time of the lock is fluctuated, the steady-state characteristic is deteriorated as in the conventional example. No. That is, the idle tone does not increase even when the first signal at the time of locking has fluctuation.

また、フィルターにより、発振部の位相雑音を増加させる周波数成分を効果的に減衰させることができる。   Moreover, the frequency component which increases the phase noise of an oscillation part can be effectively attenuated by a filter.

また、比較部により周波数比計測部で計測された周波数比と周波数比の目標値との差が得られるが、フィルターは、比較部の前に配置されているので、フィルターにより周波数比計測部の出力信号からノイズ成分が除去され、SN比(信号雑音比)が改善された信号が比較部に入力される。この比較部への入力信号のビット幅は、フィルターでの処理により、周波数比計測部の出力信号のビット幅よりも大きくなるので、比較部で比較する際の目標値を表現するビット幅を増大させることができる。このため、比較部に対して周波数比計測部の出力信号を所定倍にするゲイン部を設ける等の工夫をすることなく、調整分解能を高めることができる。   In addition, the difference between the frequency ratio measured by the frequency ratio measurement unit and the target value of the frequency ratio can be obtained by the comparison unit, but the filter is arranged in front of the comparison unit. A signal in which the noise component is removed from the output signal and the SN ratio (signal noise ratio) is improved is input to the comparison unit. The bit width of the input signal to the comparison unit becomes larger than the bit width of the output signal of the frequency ratio measurement unit due to processing by the filter, so the bit width expressing the target value when comparing in the comparison unit is increased. Can be made. For this reason, adjustment resolution can be improved without devising, for example, providing a gain unit for multiplying the output signal of the frequency ratio measurement unit by a predetermined value relative to the comparison unit.

本発明の周波数シンセサイザーは、第1の信号を生成する発振部と、
前記第1の信号と第2の信号とを用い、前記第1の信号と前記第2の信号との周波数比を計測する周波数比計測部と、
前記周波数比計測部により計測された周波数比と周波数比の目標値とを比較する比較部と、
前記比較部の後に配置されたフィルターと、を備え、
前記比較部の比較結果に基づいて、前記発振部の前記第1の信号の周波数を調整することを特徴とする。
The frequency synthesizer of the present invention includes an oscillation unit that generates a first signal,
A frequency ratio measurement unit that measures a frequency ratio between the first signal and the second signal using the first signal and the second signal;
A comparison unit that compares the frequency ratio measured by the frequency ratio measurement unit with a target value of the frequency ratio;
A filter disposed after the comparison unit,
The frequency of the first signal of the oscillation unit is adjusted based on a comparison result of the comparison unit.

これにより、簡易な構成で、発振部から出力される第1の信号の周波数をロックすることができ、また、そのロックに要する時間を低減することができる。   As a result, the frequency of the first signal output from the oscillation unit can be locked with a simple configuration, and the time required for the locking can be reduced.

また、逆位相のアイドルトーン(アイドルトーンに起因する量子化雑音)を発生させない構成なので、前記ロック時の第1の信号にゆらぎがある場合でも、従来例のように定常特性を悪化させることは無い。すなわち、前記ロック時の第1の信号にゆらぎがある場合でもアイドルトーンが増大することはない。   In addition, since the configuration does not generate an idle tone of opposite phase (quantization noise caused by the idle tone), even when the first signal at the time of the lock is fluctuated, the steady-state characteristic is deteriorated as in the conventional example. No. That is, the idle tone does not increase even when the first signal at the time of locking has fluctuation.

また、フィルターにより、発振部の位相雑音を増加させる周波数成分を効果的に減衰させることができる。そして、フィルターは、比較部の後に配置されているので、比較部で生じる量子化ノイズ成分等を含む発振部の位相雑音を増加させる周波数成分を効果的に減衰させることができる。   Moreover, the frequency component which increases the phase noise of an oscillation part can be effectively attenuated by a filter. And since the filter is arrange | positioned after the comparison part, the frequency component which increases the phase noise of the oscillation part containing the quantization noise component etc. which arise in a comparison part can be attenuate | damped effectively.

また、比較部により周波数比計測部で計測された周波数比と周波数比の目標値との差が得られるが、量子化誤差が大きいので、演算時の表現ビット数を抑えることができる。   In addition, the difference between the frequency ratio measured by the frequency ratio measuring unit and the target value of the frequency ratio can be obtained by the comparison unit, but since the quantization error is large, the number of expression bits at the time of calculation can be suppressed.

本発明の周波数シンセサイザーでは、前記比較部と前記発振部との間に積分部を有し、
前記比較部の比較結果に基づいて、前記発振部の前記第1の信号の位相を調整することが好ましい。
In the frequency synthesizer of the present invention, an integration unit is provided between the comparison unit and the oscillation unit,
It is preferable that the phase of the first signal of the oscillation unit is adjusted based on a comparison result of the comparison unit.

これにより、簡易な構成で、発振部から出力される第1の信号の位相をロックすることができ、また、そのロックに要する時間を低減することができる。   As a result, the phase of the first signal output from the oscillation unit can be locked with a simple configuration, and the time required for the locking can be reduced.

本発明の周波数シンセサイザーは、第1の信号を生成する発振部と、
前記第1の信号と第2の信号とを用い、前記第1の信号と前記第2の信号との周波数比を計測する周波数比計測部と、
前記周波数比計測部により計測された周波数比と周波数比の目標値とを比較する比較部と、
前記比較部の前に配置されたフィルターと、
前記比較部の比較結果に基づいて、前記発振部の制御量を求める制御量計算部と、を備え、
前記制御量計算部は、前記比較部の比較結果を所定倍して出力する第1回路部と、
前記比較部の比較結果に対し、それぞれ異なる所定の回数積分を行う複数の第2回路部から構成される第2回路部群と、
前記比較部の比較結果に対し、それぞれ異なる所定の回数微分を行う複数の第3回路部から構成される第3回路部群と、のうちから選択される少なくとも2つの異なる回路部を備え、
前記制御量計算部が求めた前記制御量に基づいて、前記発振部の前記第1の信号の周波数と位相との少なくとも一方を調整することを特徴とする。
The frequency synthesizer of the present invention includes an oscillation unit that generates a first signal,
A frequency ratio measurement unit that measures a frequency ratio between the first signal and the second signal using the first signal and the second signal;
A comparison unit that compares the frequency ratio measured by the frequency ratio measurement unit with a target value of the frequency ratio;
A filter disposed in front of the comparison unit;
A control amount calculation unit for obtaining a control amount of the oscillation unit based on a comparison result of the comparison unit; and
The control amount calculation unit is a first circuit unit that outputs the comparison result of the comparison unit multiplied by a predetermined value, and
A second circuit unit group composed of a plurality of second circuit units that perform different predetermined number of integrations on the comparison result of the comparison unit;
A third circuit unit group composed of a plurality of third circuit units that perform different predetermined number of differentiations on the comparison result of the comparison unit, and at least two different circuit units selected from the third circuit unit group,
At least one of the frequency and phase of the first signal of the oscillation unit is adjusted based on the control amount obtained by the control amount calculation unit.

これにより、簡易な構成で、発振部から出力される第1の信号の周波数と位相との少なくとも一方をロックすることができ、また、そのロックに要する時間を低減することができる。   Accordingly, at least one of the frequency and phase of the first signal output from the oscillating unit can be locked with a simple configuration, and the time required for the locking can be reduced.

また、複数種の前記回路部を有しているので、ゲインの調整幅が広がり、安定性、過渡特性、定常特性等を改善することができる。   In addition, since a plurality of types of circuit units are provided, the gain adjustment range is widened, and stability, transient characteristics, steady characteristics, and the like can be improved.

また、逆位相のアイドルトーン(アイドルトーンに起因する量子化雑音)を発生させない構成なので、前記ロック時の第1の信号にゆらぎがある場合でも、従来例のように定常特性を悪化させることは無い。すなわち、前記ロック時の第1の信号にゆらぎがある場合でもアイドルトーンが増大することはない。   In addition, since the configuration does not generate an idle tone of opposite phase (quantization noise caused by the idle tone), even when the first signal at the time of the lock is fluctuated, the steady-state characteristic is deteriorated as in the conventional example. No. That is, the idle tone does not increase even when the first signal at the time of locking has fluctuation.

また、フィルターにより、発振部の位相雑音を増加させる周波数成分を効果的に減衰させることができる。   Moreover, the frequency component which increases the phase noise of an oscillation part can be effectively attenuated by a filter.

また、比較部により周波数比計測部で計測された周波数比と周波数比の目標値との差が得られるが、フィルターは、比較部の前に配置されているので、フィルターにより周波数比計測部の出力信号からノイズ成分が除去され、SN比(信号雑音比)が改善された信号が比較部に入力される。この比較部への入力信号のビット幅は、フィルターでの処理により、周波数比計測部の出力信号のビット幅よりも大きくなるので、比較部で比較する際の目標値を表現するビット幅を増大させることができる。このため、比較部に対して周波数比計測部の出力信号を所定倍にするゲイン部を設ける等の工夫をすることなく、調整分解能を高めることができる。   In addition, the difference between the frequency ratio measured by the frequency ratio measurement unit and the target value of the frequency ratio can be obtained by the comparison unit, but the filter is arranged in front of the comparison unit. A signal in which the noise component is removed from the output signal and the SN ratio (signal noise ratio) is improved is input to the comparison unit. The bit width of the input signal to the comparison unit becomes larger than the bit width of the output signal of the frequency ratio measurement unit due to processing by the filter, so the bit width expressing the target value when comparing in the comparison unit is increased. Can be made. For this reason, adjustment resolution can be improved without devising, for example, providing a gain unit for multiplying the output signal of the frequency ratio measurement unit by a predetermined value relative to the comparison unit.

本発明の周波数シンセサイザーは、第1の信号を生成する発振部と、
前記第1の信号と第2の信号とを用い、前記第1の信号と前記第2の信号との周波数比を計測する周波数比計測部と、
前記周波数比計測部により計測された周波数比と周波数比の目標値とを比較する比較部と、
前記比較部の後に配置されたフィルターと、
前記比較部の比較結果に基づいて、前記発振部の制御量を求める制御量計算部と、を備え、
前記制御量計算部は、前記比較部の比較結果を所定倍して出力する第1回路部と、
前記比較部の比較結果に対し、それぞれ異なる所定の回数積分を行う複数の第2回路部から構成される第2回路部群と、
前記比較部の比較結果に対し、それぞれ異なる所定の回数微分を行う複数の第3回路部から構成される第3回路部群と、のうちから選択される少なくとも2つの異なる回路部を備え、
前記制御量計算部が求めた前記制御量に基づいて、前記発振部の前記第1の信号の周波数と位相との少なくとも一方を調整することを特徴とする。
The frequency synthesizer of the present invention includes an oscillation unit that generates a first signal,
A frequency ratio measurement unit that measures a frequency ratio between the first signal and the second signal using the first signal and the second signal;
A comparison unit that compares the frequency ratio measured by the frequency ratio measurement unit with a target value of the frequency ratio;
A filter disposed after the comparison unit;
A control amount calculation unit for obtaining a control amount of the oscillation unit based on a comparison result of the comparison unit; and
The control amount calculation unit is a first circuit unit that outputs the comparison result of the comparison unit multiplied by a predetermined value, and
A second circuit unit group composed of a plurality of second circuit units that perform different predetermined number of integrations on the comparison result of the comparison unit;
A third circuit unit group composed of a plurality of third circuit units that perform different predetermined number of differentiations on the comparison result of the comparison unit, and at least two different circuit units selected from the third circuit unit group,
At least one of the frequency and phase of the first signal of the oscillation unit is adjusted based on the control amount obtained by the control amount calculation unit.

これにより、簡易な構成で、発振部から出力される第1の信号の周波数と位相との少なくとも一方をロックすることができ、また、そのロックに要する時間を低減することができる。   Accordingly, at least one of the frequency and phase of the first signal output from the oscillating unit can be locked with a simple configuration, and the time required for the locking can be reduced.

また、複数種の前記回路部を有しているので、ゲインの調整幅が広がり、安定性、過渡特性、定常特性等を改善することができる。   In addition, since a plurality of types of circuit units are provided, the gain adjustment range is widened, and stability, transient characteristics, steady characteristics, and the like can be improved.

また、逆位相のアイドルトーン(アイドルトーンに起因する量子化雑音)を発生させない構成なので、前記ロック時の第1の信号にゆらぎがある場合でも、従来例のように定常特性を悪化させることは無い。すなわち、前記ロック時の第1の信号にゆらぎがある場合でもアイドルトーンが増大することはない。   In addition, since the configuration does not generate an idle tone of opposite phase (quantization noise caused by the idle tone), even when the first signal at the time of the lock is fluctuated, the steady-state characteristic is deteriorated as in the conventional example. No. That is, the idle tone does not increase even when the first signal at the time of locking has fluctuation.

また、フィルターにより、発振部の位相雑音を増加させる周波数成分を効果的に減衰させることができる。そして、フィルターは、比較部の後に配置されているので、比較部で生じる量子化ノイズ成分等を含む発振部の位相雑音を増加させる周波数成分を効果的に減衰させることができる。   Moreover, the frequency component which increases the phase noise of an oscillation part can be effectively attenuated by a filter. And since the filter is arrange | positioned after the comparison part, the frequency component which increases the phase noise of the oscillation part containing the quantization noise component etc. which arise in a comparison part can be attenuate | damped effectively.

また、比較部により周波数比計測部で計測された周波数比と周波数比の目標値との差が得られるが、量子化誤差が大きいので、演算時の表現ビット数を抑えることができる。   In addition, the difference between the frequency ratio measured by the frequency ratio measuring unit and the target value of the frequency ratio can be obtained by the comparison unit, but since the quantization error is large, the number of expression bits at the time of calculation can be suppressed.

本発明の周波数シンセサイザーでは、前記フィルターは、前記制御量計算部の後に配置されていることが好ましい。   In the frequency synthesizer of the present invention, it is preferable that the filter is disposed after the control amount calculation unit.

これにより、フィルターで処理が行われるまでは量子化誤差の大きい状態で演算が行われるが、演算時の表現ビット数を抑えることができるので、制御量計算部の後にフィルターを配置することにより、制御量計算部までの演算回路の規模を小さくすることができる。   Thereby, until processing is performed with the filter, the calculation is performed in a state where the quantization error is large, but the number of expression bits at the time of the calculation can be suppressed, so by arranging the filter after the control amount calculation unit, The scale of the arithmetic circuit up to the control amount calculation unit can be reduced.

また、フィルターは、制御量計算部の後に配置されているので、比較部で生じる量子化ノイズ成分等の発振部の位相雑音を増加させる周波数成分を効果的に減衰させることができる。   Further, since the filter is disposed after the control amount calculation unit, it is possible to effectively attenuate frequency components that increase the phase noise of the oscillation unit such as quantization noise components generated in the comparison unit.

本発明の周波数シンセサイザーでは、前記比較部において、符号付2進数表現で信号処理を行うことが好ましい。   In the frequency synthesizer of the present invention, it is preferable that the comparison unit performs signal processing using a signed binary number expression.

これにより、負の値を扱うことができ、これによって、回路の素子の数や大きさを小さくすることができる。   As a result, negative values can be handled, whereby the number and size of circuit elements can be reduced.

本発明の周波数シンセサイザーでは、前記周波数比計測部は、前記第1の信号と前記第2の信号との一方を用いて他方を周波数デルタシグマ変調する周波数デルタシグマ変調部を有することが好ましい。
これにより、簡易な構成で、高精度の周波数比計測を行うことができる。
In the frequency synthesizer according to the aspect of the invention, it is preferable that the frequency ratio measurement unit includes a frequency delta sigma modulation unit that performs frequency delta sigma modulation on one of the first signal and the second signal.
Thereby, a highly accurate frequency ratio measurement can be performed with a simple configuration.

本発明の周波数シンセサイザーでは、前記周波数デルタシグマ変調部は、出力信号をビットストリーム形式で出力することが好ましい。
これにより、信号処理回路を簡素化することができる。
In the frequency synthesizer of the present invention, it is preferable that the frequency delta sigma modulation unit outputs an output signal in a bit stream format.
Thereby, the signal processing circuit can be simplified.

本発明の周波数シンセサイザーでは、前記周波数デルタシグマ変調部は、出力信号をデータストリーム形式で出力することが好ましい。   In the frequency synthesizer of the present invention, it is preferable that the frequency delta sigma modulator outputs an output signal in a data stream format.

これにより、比較部のダイナミックレンジを広げることができるため、周波数変動が大きい場合にも対応することができる。   As a result, the dynamic range of the comparison unit can be expanded, so that it is possible to cope with a large frequency fluctuation.

本発明の周波数シンセサイザーでは、前記周波数比計測部は、並列に接続された複数の前記周波数デルタシグマ変調部を有することが好ましい。   In the frequency synthesizer of the present invention, it is preferable that the frequency ratio measurement unit includes a plurality of the frequency delta sigma modulation units connected in parallel.

これにより、アイドルトーンをさらに低減することができる。周波数デルタシグマ変調部の数がn個(nは、2以上の任意の自然数)の場合、例えば、アイドルトーンを1/n1/2程度に低減することが可能である。   Thereby, idle tones can be further reduced. When the number of frequency delta-sigma modulation units is n (n is an arbitrary natural number equal to or greater than 2), for example, the idle tone can be reduced to about 1 / n1 / 2.

本発明の周波数シンセサイザーでは、前記周波数比計測部は、前記複数の周波数デルタシグマ変調部に入力される前記第1の信号および前記第2の信号の少なくとも一方について、前記複数の周波数デルタシグマ変調部間で位相をずらす位相調整部を有することが好ましい。   In the frequency synthesizer according to the aspect of the invention, the frequency ratio measurement unit may include the plurality of frequency delta sigma modulation units for at least one of the first signal and the second signal input to the plurality of frequency delta sigma modulation units. It is preferable to have a phase adjustment unit that shifts the phase between them.

これにより、アイドルトーンをさらに低減することができる。周波数デルタシグマ変調部の数がn個(nは、2以上の任意の自然数)の場合、例えば、アイドルトーンを1/n程度に低減することが可能である。   Thereby, idle tones can be further reduced. When the number of frequency delta-sigma modulation units is n (n is an arbitrary natural number of 2 or more), for example, idle tones can be reduced to about 1 / n.

本発明の周波数シンセサイザーでは、前記発振部は、デジタル信号をアナログ信号に変換するデジタルアナログ変換器と、電圧制御発振器と、を有することが好ましい。   In the frequency synthesizer of the present invention, it is preferable that the oscillation unit includes a digital-analog converter that converts a digital signal into an analog signal, and a voltage-controlled oscillator.

これにより、電圧制御発振器の発振周波数の調整をデジタル化することができ、デジタルアナログ変換器の前段までのデジタル信号処理との整合性が良い。   Thereby, the adjustment of the oscillation frequency of the voltage controlled oscillator can be digitized, and the consistency with the digital signal processing up to the previous stage of the digital-analog converter is good.

本発明の周波数シンセサイザーでは、前記発振部は、デジタル制御発振器を有することが好ましい。
これにより、温度変化等の環境変化に対しても安定した出力を得ることができる。
In the frequency synthesizer of the present invention, the oscillating unit preferably includes a digitally controlled oscillator.
Thereby, a stable output can be obtained even with respect to environmental changes such as temperature changes.

本発明の周波数シンセサイザーの第1実施形態を示すブロック図である。It is a block diagram which shows 1st Embodiment of the frequency synthesizer of this invention. 図1に示す周波数シンセサイザーのFDSMの構成例を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration example of an FDSM of the frequency synthesizer illustrated in FIG. 1. 図1に示す周波数シンセサイザーのFDSMの構成例を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration example of an FDSM of the frequency synthesizer illustrated in FIG. 1. 本発明の周波数シンセサイザーの第2実施形態を示すブロック図である。It is a block diagram which shows 2nd Embodiment of the frequency synthesizer of this invention. 本発明の周波数シンセサイザーの第3実施形態を示すブロック図である。It is a block diagram which shows 3rd Embodiment of the frequency synthesizer of this invention. 図5に示す周波数シンセサイザーの比較器を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the comparator of the frequency synthesizer shown in FIG. 本発明の周波数シンセサイザーの第4実施形態を示すブロック図である。It is a block diagram which shows 4th Embodiment of the frequency synthesizer of this invention. 本発明の周波数シンセサイザーの第5実施形態を示すブロック図である。It is a block diagram which shows 5th Embodiment of the frequency synthesizer of this invention. 図8に示す周波数シンセサイザーの周波数比計測部を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the frequency ratio measurement part of the frequency synthesizer shown in FIG. 出力基準信号Fcj及び出力クロック信号Fxjの一例を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows an example of output reference signal Fcj and output clock signal Fxj. 出力データOUTjの一例を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows an example of output data OUTj. 出力クロック信号Fxjの周期の進みを示す説明図である。It is explanatory drawing which shows advance of the period of the output clock signal Fxj. FDSMを単純に並列化した装置のブロック図である。It is a block diagram of the apparatus which parallelized FDSM simply. 図13に示す装置のタイミングチャートである。It is a timing chart of the apparatus shown in FIG. 位相調整部の一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of a phase adjustment part. 位相調整部の一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of a phase adjustment part. 位相調整部の一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of a phase adjustment part. 位相調整部の一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of a phase adjustment part. クロック信号Fxの周波数fxが基準信号Fcの周波数fcより高い場合における周波数比計測部の構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example of the frequency ratio measurement part in case the frequency fx of the clock signal Fx is higher than the frequency fc of the reference signal Fc. 図16に示す周波数比計測部のタイミングチャートである。It is a timing chart of the frequency ratio measurement part shown in FIG. 基準信号Fcの周波数fcがクロック信号Fxの周波数fxより高い場合における周波数比計測部の構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example of the frequency ratio measurement part in case the frequency fc of the reference signal Fc is higher than the frequency fx of the clock signal Fx. 出力基準信号Fcj及び出力クロック信号Fxjの一例を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows an example of output reference signal Fcj and output clock signal Fxj. FDSM(j)の出力データOUTjの一例を示すタイミングチャートである。6 is a timing chart illustrating an example of output data OUTj of FDSM (j). 図18に示す周波数比計測部のタイミングチャートである。It is a timing chart of the frequency ratio measurement part shown in FIG. 図18に示す周波数比計測部から位相調整部を削除した図13に示す装置のタイミングチャートである。It is a timing chart of the apparatus shown in FIG. 13 which deleted the phase adjustment part from the frequency ratio measurement part shown in FIG. 本発明の周波数シンセサイザーの第6実施形態における周波数比計測部を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the frequency ratio measurement part in 6th Embodiment of the frequency synthesizer of this invention. 出力基準信号Fcj及び出力クロック信号Fxjの一例を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows an example of output reference signal Fcj and output clock signal Fxj. FDSM(j)の出力データOUTjの一例を示すタイミングチャートである。6 is a timing chart illustrating an example of output data OUTj of FDSM (j). 図23に示す周波数比計測部においてn=4とした場合のタイミングチャートである。24 is a timing chart when n = 4 in the frequency ratio measurement unit shown in FIG. 図23に示す周波数比計測部から位相調整部を削除した装置のタイミングチャートである。It is a timing chart of the apparatus which deleted the phase adjustment part from the frequency ratio measurement part shown in FIG. 出力基準信号Fcj及び出力クロック信号Fxjの一例を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows an example of output reference signal Fcj and output clock signal Fxj. FDSM(j)の出力データOUTjの一例を示すタイミングチャートである。6 is a timing chart illustrating an example of output data OUTj of FDSM (j). 図23に示す周波数比計測部においてn=4とした場合のタイミングチャートである。24 is a timing chart when n = 4 in the frequency ratio measurement unit shown in FIG. 図23に示す周波数比計測部から位相調整部を削除した装置のタイミングチャートである。It is a timing chart of the apparatus which deleted the phase adjustment part from the frequency ratio measurement part shown in FIG. 本発明の周波数シンセサイザーの第7実施形態を示すブロック図である。It is a block diagram which shows 7th Embodiment of the frequency synthesizer of this invention. 図32に示す周波数シンセサイザーの制御量計算部を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the control amount calculation part of the frequency synthesizer shown in FIG. 本発明の周波数シンセサイザーの第8実施形態における制御量計算部を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the control amount calculation part in 8th Embodiment of the frequency synthesizer of this invention. 本発明の周波数シンセサイザーの第9実施形態における制御量計算部を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the control amount calculation part in 9th Embodiment of the frequency synthesizer of this invention. 本発明の周波数シンセサイザーの第10実施形態における制御量計算部を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the controlled variable calculation part in 10th Embodiment of the frequency synthesizer of this invention. 本発明の周波数シンセサイザーの第11実施形態における制御量計算部を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the control amount calculation part in 11th Embodiment of the frequency synthesizer of this invention. 本発明の周波数シンセサイザーの第12実施形態における制御量計算部を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the control amount calculation part in 12th Embodiment of the frequency synthesizer of this invention. 本発明の周波数シンセサイザーの第13実施形態における制御量計算部を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the control amount calculation part in 13th Embodiment of the frequency synthesizer of this invention. 本発明の周波数シンセサイザーの第14実施形態を示すブロック図である。It is a block diagram which shows 14th Embodiment of the frequency synthesizer of this invention. 本発明の周波数シンセサイザーの第15実施形態を示すブロック図である。It is a block diagram which shows 15th Embodiment of the frequency synthesizer of this invention.

以下、本発明の周波数シンセサイザーを添付図面に示す実施形態に基づいて詳細に説明する。   Hereinafter, a frequency synthesizer of the present invention will be described in detail based on an embodiment shown in the accompanying drawings.

<第1実施形態>
図1は、本発明の周波数シンセサイザーの第1実施形態を示すブロック図である。図2は、図1に示す周波数シンセサイザーのFDSMの構成例を示すブロック図である。図3は、図1に示す周波数シンセサイザーのFDSMの構成例を示すブロック図である。
図1に示すように、周波数シンセサイザー1は、周波数比計測部(周波数変調部)の一例である周波数デルタシグマ変調部(以下、「FDSM(Frequency Delta Sigma Modulator)」と言う)11と、ループフィルター(フィルター)12と、比較器(比較部)13と、ゲインがk0に設定されたゲイン部16と、積分部71と、DA変換器(デジタルアナログ変換器)14と、電圧制御発振器(VCO)15とを有している。FDSM11と、ループフィルター12と、比較器13と、ゲイン部16と、積分部71と、DA変換器14と、電圧制御発振器15とは、出力側に向ってこの順序で接続されている。ゲイン部16のゲインk0の値は、特に限定されず、諸条件に応じて適宜設定される。
<First Embodiment>
FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment of the frequency synthesizer of the present invention. FIG. 2 is a block diagram showing a configuration example of the FDSM of the frequency synthesizer shown in FIG. FIG. 3 is a block diagram showing a configuration example of the FDSM of the frequency synthesizer shown in FIG.
As shown in FIG. 1, a frequency synthesizer 1 includes a frequency delta sigma modulation unit (hereinafter referred to as “FDSM (Frequency Delta Sigma Modulator)”) 11 that is an example of a frequency ratio measurement unit (frequency modulation unit), and a loop filter. (Filter) 12, comparator (comparator) 13, gain unit 16 with gain set to k0, integrator 71, DA converter (digital-analog converter) 14, and voltage controlled oscillator (VCO) 15. The FDSM 11, the loop filter 12, the comparator 13, the gain unit 16, the integration unit 71, the DA converter 14, and the voltage controlled oscillator 15 are connected in this order toward the output side. The value of the gain k0 of the gain unit 16 is not particularly limited, and is appropriately set according to various conditions.

また、DA変換器14と電圧制御発振器15とで、クロック信号(第1の信号)を生成する発振部が構成される。このような構成により、この周波数シンセサイザー1では、電圧制御発振器15の発振周波数の調整をデジタル化することができ、DA変換器14の前段までのデジタル信号処理との整合性が良い。   The DA converter 14 and the voltage controlled oscillator 15 constitute an oscillation unit that generates a clock signal (first signal). With such a configuration, the frequency synthesizer 1 can digitize the adjustment of the oscillation frequency of the voltage controlled oscillator 15 and has good consistency with the digital signal processing up to the preceding stage of the DA converter 14.

また、ループフィルター12は、比較器13の前、すなわち、FDSM11と比較器13との間に配置されている。ループフィルター12としては、特に限定されず、例えば、ローパスフィルターやラグ・リードフィルター等を用いることができる。
また、積分部71は、本実施形態では、加算器72と、ラッチ73とで構成され、ゲイン部16の後段に配置されており、現在のデータと、現在のデータよりも1つ前のラッチ73にラッチされているデータとを加算器72で加算するように構成されている。
The loop filter 12 is disposed in front of the comparator 13, that is, between the FDSM 11 and the comparator 13. The loop filter 12 is not particularly limited, and for example, a low-pass filter or a lag / lead filter can be used.
Further, in the present embodiment, the integration unit 71 includes an adder 72 and a latch 73, and is arranged at the subsequent stage of the gain unit 16. The integration unit 71 latches the current data and the previous latch before the current data. The adder 72 adds the data latched in the register 73.

また、FDSM11は、電圧制御発振器15から出力されたクロック信号(第1の信号)と基準信号(第2の信号)との一方を用いて他方を周波数デルタシグマ変調する回路であり、クロック信号と基準信号とを用い、クロック信号と基準信号との周波数比を計測する。本実施形態では、代表的に、基準信号を用いてクロック信号を周波数デルタシグマ変調する場合を例に挙げて説明する。そして、クロック信号を用いて基準信号を周波数デルタシグマ変調する場合については、後述する説明において、基準信号とクロック信号とを入れ替えればよいので、その説明は省略する。   The FDSM 11 is a circuit that performs frequency delta-sigma modulation on one of the clock signal (first signal) and the reference signal (second signal) output from the voltage-controlled oscillator 15. Using the reference signal, the frequency ratio between the clock signal and the reference signal is measured. In the present embodiment, a case where a clock signal is frequency delta-sigma modulated using a reference signal will be described as an example. In the case of frequency delta-sigma modulation of the reference signal using the clock signal, the description is omitted because the reference signal and the clock signal may be replaced in the description to be described later.

FDSM11としては、例えば、出力信号をビットストリーム形式で出力するFDSM(以下、「ビットストリーム構成のFDSM(ビットストリーム型FDSM)」とも言う)、出力信号をデータストリーム形式で出力するFDSM(以下、「データストリーム構成のFDSM(データストリーム型FDSM)」とも言う)等を用いることができる。   As the FDSM 11, for example, an FDSM that outputs an output signal in a bit stream format (hereinafter also referred to as “bit stream configuration FDSM (bit stream type FDSM)”), an FDSM that outputs an output signal in a data stream format (hereinafter, “ FDSM having a data stream configuration (also referred to as “data stream type FDSM”) can be used.

ビットストリーム構成のFDSMを用いる場合は、信号処理回路を簡素化することができる。また、データストリーム構成のFDSMを用いる場合は、比較器13のダイナミックレンジを広げることができるため、周波数変動が大きい場合にも対応することができる。   When an FDSM having a bit stream configuration is used, the signal processing circuit can be simplified. Further, when the FDSM having the data stream configuration is used, the dynamic range of the comparator 13 can be expanded, so that it is possible to cope with a case where the frequency fluctuation is large.

次に、データストリーム構成のFDSM11と、ビットストリーム構成のFDSM11とを説明するが、まずは、データストリーム構成のFDSM11について説明する。   Next, the FDSM 11 having the data stream structure and the FDSM 11 having the bit stream structure will be described. First, the FDSM 11 having the data stream structure will be described.

図2に示すように、データストリーム構成のFDSM11は、クロック信号の立ち上がりエッジをカウントしてカウント値を示すカウントデータDcを出力するアップカウンター21と、基準信号の立ち上がりエッジに同期してカウントデータDcをラッチして第1データD1を出力する第1ラッチ22と、基準信号の立ち上がりエッジに同期して第1データD1をラッチして第2データD2を出力する第2ラッチ23と、第1データD1から第2データD2を減算して出力データOUTを生成する減算器24とを備える。なお、第1ラッチ22および第2ラッチ23は、例えばDフリップフロップ回路等で構成される。   As shown in FIG. 2, the FDSM 11 having a data stream configuration includes an up counter 21 that counts rising edges of a clock signal and outputs count data Dc indicating a count value, and count data Dc in synchronization with the rising edge of a reference signal. The first latch 22 that outputs the first data D1, the second latch 23 that latches the first data D1 in synchronization with the rising edge of the reference signal and outputs the second data D2, and the first data And a subtractor 24 that subtracts the second data D2 from D1 to generate output data OUT. The first latch 22 and the second latch 23 are composed of, for example, a D flip-flop circuit.

この例のFDSM11は、一次の周波数デルタシグマ変調器とも呼ばれ、クロック信号のカウント値を出力基準信号により2回ラッチしており、基準信号の立ち上がりエッジをトリガとしてクロック信号のカウント値を順次保持する。この例では、立ち上がりエッジでラッチ動作を行う場合を想定しているが、立ち下りエッジもしくは立ち上がり立下りエッジの両方でラッチ動作を行ってもよい。また減算器24は保持されている2つのカウント値の差分を演算することで基準信号が1周期推移する間に観測されるクロック信号のカウント値の増分を時間経過と共に不感期間無く出力する。クロック信号の周波数をfx、基準信号の周波数をfcとしたとき、周波数比はfx/fcとなる。FDSM11は、周波数比をデジタル信号列として出力するものである。   In this example, the FDSM 11 is also called a primary frequency delta sigma modulator, which latches the count value of the clock signal twice by the output reference signal, and sequentially holds the count value of the clock signal using the rising edge of the reference signal as a trigger. To do. In this example, it is assumed that the latch operation is performed at the rising edge, but the latch operation may be performed at both the falling edge or the rising / falling edge. Further, the subtractor 24 calculates the difference between the two count values that are held, and outputs the increment of the count value of the clock signal that is observed while the reference signal transitions for one cycle without any dead time. When the frequency of the clock signal is fx and the frequency of the reference signal is fc, the frequency ratio is fx / fc. The FDSM 11 outputs the frequency ratio as a digital signal sequence.

このデジタル信号列は、データ列・データストリームと呼ばれる。また、後述する1ビットで表されるデジタル信号列は、ビット列・ビットストリームと呼ばれる。   This digital signal sequence is called a data sequence / data stream. A digital signal sequence represented by 1 bit, which will be described later, is called a bit sequence / bit stream.

次に、ビットストリーム構成のFDSM11について説明する。
図3に示すように、ビットストリーム構成のFDSM11は、基準信号の立ち上がりエッジに同期してクロック信号をラッチして第1データd1を出力する第1ラッチ22と、基準信号の立ち上がりエッジに同期して第1データd1をラッチして第2データd2を出力する第2ラッチ23と、第1データd1と第2データd2の排他的論理和を演算して出力データOUTを生成する排他的論理和回路25とを備える。なお、第1ラッチ22および第2ラッチ23は、例えばDフリップフロップ回路等で構成される。
Next, the FDSM 11 having a bit stream configuration will be described.
As shown in FIG. 3, the FDSM 11 having the bit stream configuration is synchronized with the rising edge of the reference signal and the first latch 22 that latches the clock signal in synchronization with the rising edge of the reference signal and outputs the first data d1. A second latch 23 that latches the first data d1 and outputs the second data d2, and an exclusive OR that generates the output data OUT by calculating the exclusive OR of the first data d1 and the second data d2. Circuit 25. The first latch 22 and the second latch 23 are composed of, for example, a D flip-flop circuit.

このFDSM11が前記データストリーム構成のFDSM11と相違するのは、前記データストリーム構成のFDSM11では、第1ラッチ22によってカウントデータDcを保持し、基準信号が1周期推移する間に観測されるクロック信号の立ち上がりエッジをカウントして得たカウントデータDcの増分を出力データOUTとして出力するのに対し、このFDSM11では、第1ラッチ22によってクロック信号のHighもしくはLowの状態を保持し、基準信号が1周期推移する間の反転回数の偶奇を出力データOUTとして出力する点である(反転回数が偶数であれば0、奇数であれば1を出力する)。   This FDSM 11 is different from the FDSM 11 having the data stream configuration. In the FDSM 11 having the data stream configuration, the count data Dc is held by the first latch 22, and the clock signal observed while the reference signal transitions for one cycle. While the increment of the count data Dc obtained by counting the rising edges is output as the output data OUT, in the FDSM 11, the high or low state of the clock signal is held by the first latch 22, and the reference signal is one cycle. The point is that the even / odd number of inversions during the transition is output as the output data OUT (0 if the number of inversions is even, and 1 if it is odd).

ところで、クロック信号の1周期はHighとLowの反転遷移2回で構成されることから、基準信号に対するクロック信号の変動が、出力データOUTに及ぼす変化の度合いは、前記データストリーム構成のFDSM11においてカウント値を保持する場合に比べ2倍となる。従って、ビットストリーム構成のFDSM11におけるアイドルトーンの振る舞いは、前記データストリーム構成のFDSM11において、2倍の周波数のクロック信号がFDSM11に入力された場合の振る舞いと一致する。ビットストリーム構成のFDSM11の動作については、上記の性質を考慮し、必要に応じてクロック信号の周波数fxを周波数2fxに置き換えて考えればよい。   By the way, since one cycle of the clock signal is composed of two inversion transitions of High and Low, the degree of change that the variation of the clock signal with respect to the reference signal exerts on the output data OUT is counted in the FDSM 11 of the data stream configuration. This is twice that of holding the value. Therefore, the behavior of the idle tone in the FDSM 11 having the bit stream configuration is the same as the behavior when the clock signal having a double frequency is input to the FDSM 11 in the FDSM 11 having the data stream configuration. The operation of the FDSM 11 having the bit stream configuration may be considered by replacing the frequency fx of the clock signal with the frequency 2fx as necessary in consideration of the above-described properties.

次に、周波数シンセサイザー1の動作について説明する。
図1に示すように、周波数シンセサイザー1のFDSM11には、基準信号(第2の信号)と、電圧制御発振器15から出力されたクロック信号(第1の信号)とが入力され、FDSM11では前述した所定の処理が行われる。
Next, the operation of the frequency synthesizer 1 will be described.
As shown in FIG. 1, the reference signal (second signal) and the clock signal (first signal) output from the voltage controlled oscillator 15 are input to the FDSM 11 of the frequency synthesizer 1, and the FDSM 11 described above. Predetermined processing is performed.

FDSM11から出力された周波数を示す信号は、ループフィルター12で所定の処理が行われ、比較器13に入力される。例えば、ループフィルター12として、ローパスフィルターを用いた場合は、ループフィルター12で、所定の遮断周波数以上の周波数成分が遮断または低減される。また、比較器13には、周波数比の目標値を示す信号が入力されており、比較器13では、前記目標値と、前記ループフィルター12から出力された信号(厳密には、ゲイン部132でk倍にされた信号)が示す周波数比とを比較する。   The signal indicating the frequency output from the FDSM 11 is subjected to predetermined processing by the loop filter 12 and input to the comparator 13. For example, when a low-pass filter is used as the loop filter 12, the loop filter 12 blocks or reduces frequency components that are equal to or higher than a predetermined cutoff frequency. Further, a signal indicating a target value of the frequency ratio is input to the comparator 13, and the comparator 13 receives the target value and the signal output from the loop filter 12 (strictly speaking, in the gain unit 132. The frequency ratio indicated by the signal multiplied by k) is compared.

比較器13の比較結果である目標値とFDSM11から出力された信号が示す周波数比との差(周波数比の偏差)を示す周波数比の差信号は、ゲイン部16でk0倍にされ、積分部71で積分され、DA変換器14でデジタル信号からアナログ信号に変換され、電圧制御発振器15の制御電圧信号(制御電圧)として、電圧制御発振器15に入力される。これにより、電圧制御発振器15の発振周波数、すなわち、電圧制御発振器15から出力されるクロック信号の周波数が調整され、目標値に収束する(ロックされる)。   The difference signal of the frequency ratio indicating the difference (frequency ratio deviation) between the target value, which is the comparison result of the comparator 13, and the frequency ratio indicated by the signal output from the FDSM 11 is multiplied by k0 by the gain unit 16, and the integration unit The digital signal is integrated by 71, converted from a digital signal to an analog signal by the DA converter 14, and input to the voltage controlled oscillator 15 as a control voltage signal (control voltage) of the voltage controlled oscillator 15. As a result, the oscillation frequency of the voltage controlled oscillator 15, that is, the frequency of the clock signal output from the voltage controlled oscillator 15, is adjusted and converged (locked) to the target value.

以上説明したように、周波数シンセサイザー1によれば、簡易な構成で、電圧制御発振器15から出力されるクロック信号の周波数をロックすることができる。   As described above, according to the frequency synthesizer 1, the frequency of the clock signal output from the voltage controlled oscillator 15 can be locked with a simple configuration.

また、FDSM11を用いることにより、簡易な構成で、高精度の周波数比計測を行うことができ、また、前記ロックに要する時間を低減することができる。   Further, by using the FDSM 11, highly accurate frequency ratio measurement can be performed with a simple configuration, and the time required for the lock can be reduced.

また、逆位相のアイドルトーン(アイドルトーンに起因する量子化雑音)を発生させない構成なので、前記ロック時のクロック信号にゆらぎがある場合でも、定常特性を悪化させることは無い。すなわち、前記ロック時のクロック信号にゆらぎがある場合でもアイドルトーンを抑制することができる。   In addition, since the anti-phase idle tone (quantization noise caused by the idle tone) is not generated, the steady-state characteristic is not deteriorated even when the clock signal at the time of the lock is fluctuated. That is, it is possible to suppress idle tones even when there is fluctuation in the clock signal at the time of locking.

また、フラクショナル型のPLLでは、フラクショナルスプリアスが発生するが、この周波数シンセサイザー1は、前記フラクショナルスプリアスが発生しない構成であり、これにより、高精度の周波数シンセサイザーを実現することができる。   Further, although a fractional spurious is generated in a fractional type PLL, the frequency synthesizer 1 has a configuration in which the fractional spurious is not generated, whereby a highly accurate frequency synthesizer can be realized.

また、処理される信号は、DA変換器14の手前までは、デジタル信号であるので、ノイズに対して強く、これにより高い精度が得られる。   Further, since the signal to be processed is a digital signal up to the front of the DA converter 14, it is resistant to noise, and thereby high accuracy is obtained.

また、ループフィルター12により、電圧制御発振器15の位相雑音を増加させる周波数成分を効果的に減衰させることができる。   Further, the frequency component that increases the phase noise of the voltage controlled oscillator 15 can be effectively attenuated by the loop filter 12.

また、比較器13によりFDSM11で計測された周波数比と周波数比の目標値との差が得られるが、ループフィルター12は、比較器13の前に配置されているので、ループフィルター12によりFDSM11の出力信号からノイズ成分が除去され、SN比(信号雑音比)が改善された信号が比較器13に入力される。この比較器13への入力信号のビット幅は、ループフィルター12での処理により、FDSM11の出力信号のビット幅よりも大きくなるので、比較器13で比較する際の目標値を表現するビット幅を増大させることができる。このため、比較器13に対してFDSM11の出力信号を所定倍にするゲイン部を設ける等の工夫をすることなく、調整分解能を高めることができる。   Further, the difference between the frequency ratio measured by the FDSM 11 by the comparator 13 and the target value of the frequency ratio can be obtained. However, since the loop filter 12 is arranged in front of the comparator 13, A signal whose noise ratio is removed from the output signal and whose SN ratio (signal-to-noise ratio) is improved is input to the comparator 13. Since the bit width of the input signal to the comparator 13 becomes larger than the bit width of the output signal of the FDSM 11 by the processing in the loop filter 12, the bit width representing the target value when the comparator 13 compares is set. Can be increased. For this reason, the adjustment resolution can be increased without devising the comparator 13 such as providing a gain unit for multiplying the output signal of the FDSM 11 by a predetermined value.

なお、DA変換器14および電圧制御発振器15を、デジタル信号で発振周波数を制御するデジタル制御発振器(DCO)に変更してもよい。同様に、以下の各実施形態においても、DA変換器および電圧制御発振器の組み合わせと、デジタル制御発振器とのいずれを用いてもよい。   The DA converter 14 and the voltage controlled oscillator 15 may be changed to a digitally controlled oscillator (DCO) that controls the oscillation frequency with a digital signal. Similarly, in each of the following embodiments, any combination of a DA converter and a voltage controlled oscillator and a digitally controlled oscillator may be used.

また、FDSM11を、後述する第5実施形態で述べる周波数比計測部5または第6実施形態で述べる周波数比計測部5に変更してもよい。同様に、以下の各実施形態においても、ビットストリーム構成のFDSMと、データストリーム構成のFDSMと、第5実施形態で述べる周波数比計測部5と、第6実施形態で述べる周波数比計測部5とのいずれを用いてもよい。   Further, the FDSM 11 may be changed to the frequency ratio measuring unit 5 described in the fifth embodiment to be described later or the frequency ratio measuring unit 5 described in the sixth embodiment. Similarly, in each of the following embodiments, the bit stream configuration FDSM, the data stream configuration FDSM, the frequency ratio measurement unit 5 described in the fifth embodiment, and the frequency ratio measurement unit 5 described in the sixth embodiment Any of these may be used.

また、ループフィルター12の他に、さらに、別のループフィルターを他の位置、例えば、比較器13とゲイン部16との間、ゲイン部16とDA変換器14との間等に設けてもよい。同様に、以下の各実施形態においても、ループフィルター12の他に、さらに、別のループフィルターを他の位置に設けてもよい。   In addition to the loop filter 12, another loop filter may be provided at another position, for example, between the comparator 13 and the gain unit 16, between the gain unit 16 and the DA converter 14, and the like. . Similarly, in each of the following embodiments, in addition to the loop filter 12, another loop filter may be provided at another position.

また、比較器13において、符号付2進数表現で信号処理を行うように構成されていてもよい。以下の各実施形態においても同様である。   Further, the comparator 13 may be configured to perform signal processing with a signed binary representation. The same applies to the following embodiments.

<第2実施形態>
図4は、本発明の周波数シンセサイザーの第2実施形態を示すブロック図である。
Second Embodiment
FIG. 4 is a block diagram showing a second embodiment of the frequency synthesizer of the present invention.

以下、第2実施形態について、前述した第1実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。   Hereinafter, the second embodiment will be described with a focus on the differences from the first embodiment described above, and the description of the same matters will be omitted.

図4に示すように、第2実施形態の周波数シンセサイザー1は、FDSM11と、ループフィルター12と、比較器13と、積分部31と、ゲイン部16と、積分部71と、発振部の一例であり、デジタル信号で発振周波数を制御するデジタル制御発振器(DCO)17とを有している。FDSM11と、ループフィルター12と、比較器13と、積分部31と、ゲイン部16と、積分部71と、デジタル制御発振器17とは、出力側に向ってこの順序で接続されている。   As shown in FIG. 4, the frequency synthesizer 1 of the second embodiment is an example of an FDSM 11, a loop filter 12, a comparator 13, an integrator 31, a gain unit 16, an integrator 71, and an oscillator. And a digitally controlled oscillator (DCO) 17 that controls the oscillation frequency with a digital signal. The FDSM 11, the loop filter 12, the comparator 13, the integrating unit 31, the gain unit 16, the integrating unit 71, and the digitally controlled oscillator 17 are connected in this order toward the output side.

発振部としてデジタル制御発振器17を用いることにより、温度変化等の環境変化に対しても安定した出力を得ることができる。   By using the digitally controlled oscillator 17 as the oscillating unit, it is possible to obtain a stable output against environmental changes such as temperature changes.

また、積分部31は、入力される周波数を積分して位相に変換する機能を有している。この積分部31は、本実施形態では、加算器32と、ラッチ33とで構成され、比較器13と、ゲイン部16(デジタル制御発振器17)との間に配置されており、現在のデータと、現在のデータよりも1つ前のラッチ33にラッチされているデータとを加算器32で加算するように構成されている。   The integrating unit 31 has a function of integrating the input frequency and converting it into a phase. In this embodiment, the integration unit 31 includes an adder 32 and a latch 33. The integration unit 31 is disposed between the comparator 13 and the gain unit 16 (digitally controlled oscillator 17). The adder 32 adds the data latched in the latch 33 immediately before the current data.

この積分部31を設けることにより、周波数シンセサイザーは、PLLの機能を有することとなる。   By providing the integration unit 31, the frequency synthesizer has a PLL function.

これにより、比較器13の比較結果である目標値とループフィルター12から出力された信号が示す周波数比との差を示す周波数比の差信号が、積分部31で位相の差を示す信号に変換され、ゲイン部16でk0倍にされ、積分部71で積分され、デジタル制御発振器17のデジタル制御信号として、デジタル制御発振器17に入力される。これにより、デジタル制御発振器17の発振周波数、すなわち、デジタル制御発振器17から出力されるクロック信号の位相および周波数が調整され、位相は所定値に収束し、周波数は目標値に収束する。   Thereby, the difference signal of the frequency ratio indicating the difference between the target value which is the comparison result of the comparator 13 and the frequency ratio indicated by the signal output from the loop filter 12 is converted into a signal indicating the phase difference by the integrating unit 31. Then, it is multiplied by k0 by the gain unit 16, integrated by the integration unit 71, and input to the digital control oscillator 17 as a digital control signal of the digital control oscillator 17. Thereby, the oscillation frequency of the digitally controlled oscillator 17, that is, the phase and frequency of the clock signal output from the digitally controlled oscillator 17 is adjusted, the phase converges to a predetermined value, and the frequency converges to the target value.

以上のような第2実施形態によっても、前述した第1実施形態と同様の効果を発揮することができる。   According to the second embodiment as described above, the same effect as that of the first embodiment described above can be exhibited.

また、簡易な構成で、デジタル制御発振器17から出力されるクロック信号の位相をロックすることができる。   In addition, the phase of the clock signal output from the digitally controlled oscillator 17 can be locked with a simple configuration.

また、処理される信号は、すべてデジタル信号であるので、ノイズに対して強く、これにより高い精度が得られる。   In addition, since all the signals to be processed are digital signals, they are strong against noise, thereby obtaining high accuracy.

<第3実施形態>
図5は、本発明の周波数シンセサイザーの第3実施形態を示すブロック図である。図6は、図5に示す周波数シンセサイザーの比較器を示すブロック図である。
<Third Embodiment>
FIG. 5 is a block diagram showing a third embodiment of the frequency synthesizer of the present invention. FIG. 6 is a block diagram showing a comparator of the frequency synthesizer shown in FIG.

以下、第3実施形態について、前述した第1実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。   Hereinafter, the third embodiment will be described with a focus on differences from the first embodiment described above, and descriptions of the same matters will be omitted.

図5に示すように、第3実施形態の周波数シンセサイザー1は、FDSM11と、比較器13と、ループフィルター12と、ゲイン部16と、積分部71と、DA変換器14と、電圧制御発振器15とを有している。FDSM11と、比較器13と、ループフィルター12と、ゲイン部16と、積分部71と、DA変換器14と、電圧制御発振器15とは、出力側に向ってこの順序で接続されている。   As shown in FIG. 5, the frequency synthesizer 1 of the third embodiment includes an FDSM 11, a comparator 13, a loop filter 12, a gain unit 16, an integration unit 71, a DA converter 14, and a voltage controlled oscillator 15. And have. The FDSM 11, the comparator 13, the loop filter 12, the gain unit 16, the integration unit 71, the DA converter 14, and the voltage control oscillator 15 are connected in this order toward the output side.

このように、本実施形態では、ループフィルター12は、比較器13の後、すなわち、比較器13と電圧制御発振器15との間、より詳細には、比較器13とゲイン部16との間に配置されている。   Thus, in the present embodiment, the loop filter 12 is provided after the comparator 13, that is, between the comparator 13 and the voltage controlled oscillator 15, more specifically between the comparator 13 and the gain unit 16. Has been placed.

また、図6に示すように、比較器13は、ゲインがkに設定されたゲイン部132と、減算器131とを有している。ゲイン部132のゲインkの値は、特に限定されず、諸条件に応じて適宜設定される。   As shown in FIG. 6, the comparator 13 includes a gain unit 132 whose gain is set to k and a subtracter 131. The value of the gain k of the gain unit 132 is not particularly limited, and is set as appropriate according to various conditions.

FDSM11から出力された信号(FDSM出力)は、ゲイン部132でk倍にされ、減算器131に入力される。したがって、比較器13では、周波数比の目標値と、FDSM11から出力され、ゲイン部132でk倍にされた信号が示す周波数比とが比較される。また、比較器13では、符号付2進数表現で信号処理を行うように構成されている。   The signal (FDSM output) output from the FDSM 11 is multiplied by k by the gain unit 132 and input to the subtracter 131. Therefore, the comparator 13 compares the target value of the frequency ratio with the frequency ratio indicated by the signal output from the FDSM 11 and multiplied by k by the gain unit 132. Further, the comparator 13 is configured to perform signal processing with a signed binary number expression.

以上のような第3実施形態によっても、ループフィルター12の位置に起因する効果以外については、前述した第1実施形態と同様の効果を発揮することができる。   According to the third embodiment as described above, the same effects as those of the above-described first embodiment can be exhibited except for the effects due to the position of the loop filter 12.

また、ループフィルター12は、比較器13の後に配置されているので、比較器13で生じる量子化ノイズ成分等を含む電圧制御発振器15の位相雑音を増加させる周波数成分を効果的に減衰させることができる。   Further, since the loop filter 12 is arranged after the comparator 13, it can effectively attenuate the frequency component that increases the phase noise of the voltage controlled oscillator 15 including the quantization noise component and the like generated in the comparator 13. it can.

また、比較器13によりFDSM11で計測された周波数比と周波数比の目標値との差が得られるが、量子化誤差が大きいので、演算時の表現ビット数を抑えることができる。   Moreover, although the difference between the frequency ratio measured by the FDSM 11 and the target value of the frequency ratio is obtained by the comparator 13, the quantization error is large, so that the number of expression bits at the time of calculation can be suppressed.

また、符号付2進数表現を採用することにより、負の値を扱うことができ、これにより、回路の素子の数や大きさを小さくすることができる。   Further, by adopting a signed binary number expression, it is possible to handle negative values, thereby reducing the number and size of circuit elements.

<第4実施形態>
図7は、本発明の周波数シンセサイザーの第4実施形態を示すブロック図である。
<Fourth embodiment>
FIG. 7 is a block diagram showing a fourth embodiment of the frequency synthesizer of the present invention.

以下、第4実施形態について、前述した第2実施形態および第3実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。   Hereinafter, the fourth embodiment will be described with a focus on differences from the second embodiment and the third embodiment described above, and description of similar matters will be omitted.

図7に示すように、第4実施形態の周波数シンセサイザー1は、FDSM11と、比較器13と、ループフィルター12と、積分部31と、ゲインがk0に設定されたゲイン部16と、積分部71と、デジタル制御発振器17とを有している。FDSM11と、比較器13と、ループフィルター12と、積分部31と、ゲイン部16と、積分部71と、デジタル制御発振器17とは、出力側に向ってこの順序で接続されている。   As shown in FIG. 7, the frequency synthesizer 1 of the fourth embodiment includes an FDSM 11, a comparator 13, a loop filter 12, an integrating unit 31, a gain unit 16 whose gain is set to k0, and an integrating unit 71. And a digitally controlled oscillator 17. The FDSM 11, the comparator 13, the loop filter 12, the integrating unit 31, the gain unit 16, the integrating unit 71, and the digitally controlled oscillator 17 are connected in this order toward the output side.

比較器13は、前記第3実施形態の比較器13と同様であり、その比較器13では、符号付2進数表現で信号処理を行うように構成されている。   The comparator 13 is the same as the comparator 13 of the third embodiment, and the comparator 13 is configured to perform signal processing with a signed binary number expression.

以上のような第4実施形態によっても、前述した第2実施形態および第3実施形態と同様の効果を発揮することができる。   According to the fourth embodiment as described above, the same effects as those of the second and third embodiments described above can be exhibited.

<第5実施形態>
図8は、本発明の周波数シンセサイザーの第5実施形態を示すブロック図である。図9は、図8に示す周波数シンセサイザーの周波数比計測部を示すブロック図である。
<Fifth Embodiment>
FIG. 8 is a block diagram showing a fifth embodiment of the frequency synthesizer of the present invention. FIG. 9 is a block diagram showing a frequency ratio measuring unit of the frequency synthesizer shown in FIG.

以下、第5実施形態について、前述した第1実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。   Hereinafter, the fifth embodiment will be described with a focus on differences from the first embodiment described above, and descriptions of similar matters will be omitted.

図8に示すように、第5実施形態の周波数シンセサイザー1は、周波数比計測部5と、ループフィルター12と、比較器13と、ゲイン部16と、積分部71と、DA変換器14と、電圧制御発振器15とを有している。周波数比計測部5と、ループフィルター12と、比較器13と、ゲイン部16と、積分部71と、DA変換器14と、電圧制御発振器15とは、出力側に向ってこの順序で接続されている。   As shown in FIG. 8, the frequency synthesizer 1 of the fifth embodiment includes a frequency ratio measurement unit 5, a loop filter 12, a comparator 13, a gain unit 16, an integration unit 71, a DA converter 14, And a voltage controlled oscillator 15. The frequency ratio measuring unit 5, the loop filter 12, the comparator 13, the gain unit 16, the integrating unit 71, the DA converter 14, and the voltage controlled oscillator 15 are connected in this order toward the output side. ing.

図9に示すように、周波数比計測部5は、位相調整部10と、並列に接続された(並列化された)複数のFDSM(Frequency Delta Sigma Modulator)11と、加算器30とを有している。位相調整部10と、各FDSM11と、加算器30とは、出力側に向ってこの順序で接続されている。FDSM11は、データストリーム構成のFDSMであり、そのFDSM11としては、第1実施形態で述べたものと同様のものを用いることができる。   As shown in FIG. 9, the frequency ratio measurement unit 5 includes a phase adjustment unit 10, a plurality of FDSM (Frequency Delta Sigma Modulator) 11 connected in parallel (parallelized), and an adder 30. ing. The phase adjustment unit 10, each FDSM 11, and the adder 30 are connected in this order toward the output side. The FDSM 11 is an FDSM having a data stream configuration, and the same FDSM 11 as that described in the first embodiment can be used.

以下、周波数比計測部5について詳細に説明する。
<1−1:全体構成>
図9に第5実施形態における周波数比計測部5のブロック図を示す。この図に示すように、周波数比計測部5は、クロック信号Fxと基準信号Fcとの少なくとも一方の位相を調整して、n(nは2以上の自然数)組の出力クロック信号Fx1〜Fxn及び出力基準信号Fc1〜Fcnを出力する位相調整部10と、並列に接続されたn個のFDSM(1)〜FDSM(n)と、加算器30とを備える。
Hereinafter, the frequency ratio measuring unit 5 will be described in detail.
<1-1: Overall configuration>
FIG. 9 shows a block diagram of the frequency ratio measuring unit 5 in the fifth embodiment. As shown in this figure, the frequency ratio measuring unit 5 adjusts the phase of at least one of the clock signal Fx and the reference signal Fc, so that n (n is a natural number of 2 or more) sets of output clock signals Fx1 to Fxn and The phase adjustment unit 10 outputs the output reference signals Fc1 to Fcn, n FDSM (1) to FDSM (n) connected in parallel, and an adder 30.

j(jは1以上n以下の任意の自然数)番目のFDSM(j)は、出力基準信号Fcjを用いて出力クロック信号Fxjを周波数デルタシグマ変調して出力データOUTjを生成する。加算器30は出力データOUT1〜OUTnを加算して、周波数デルタシグマ変調信号Yを生成する。   The j-th FDSM (j) (j is an arbitrary natural number between 1 and n) generates output data OUTj by frequency delta-sigma modulation of the output clock signal Fxj using the output reference signal Fcj. The adder 30 adds the output data OUT1 to OUTn to generate the frequency delta sigma modulation signal Y.

FDSM(j)は、出力クロック信号Fxjの立ち上がりエッジをカウントしてカウント値を示すカウントデータDcを出力するアップカウンター21と、出力基準信号Fcjの立ち上がりエッジに同期してカウントデータDcをラッチして第1データD1を出力する第1ラッチ22と、第1データD1を出力基準信号Fcjの立ち上がりエッジに同期して第1データD1をラッチして第2データD2を出力する第2ラッチ23と、第1データD1から第2データD2を減算して出力データOUTjを生成する減算器24とを備える。第1ラッチ22および第2ラッチ23は、例えばDフリップフロップ回路等で構成される。なお、FDSM(1)〜FDSM(j−1)とFDSM(j+1)〜FDSM(n)とは、FDSM(j)と同様に構成されている。   The FDSM (j) counts rising edges of the output clock signal Fxj and outputs count data Dc indicating the count value, and latches the count data Dc in synchronization with the rising edges of the output reference signal Fcj. A first latch 22 that outputs the first data D1, a second latch 23 that latches the first data D1 in synchronization with the rising edge of the output reference signal Fcj and outputs the second data D2, and A subtractor 24 that subtracts the second data D2 from the first data D1 to generate output data OUTj. The first latch 22 and the second latch 23 are composed of, for example, a D flip-flop circuit. Note that FDSM (1) to FDSM (j-1) and FDSM (j + 1) to FDSM (n) are configured in the same manner as FDSM (j).

この例のFDSM(j)は、一次の周波数デルタシグマ変調器とも呼ばれ、出力クロック信号Fxjのカウント値を出力基準信号Fcjにより2回ラッチしており、出力基準信号Fcjの立ち上がりエッジをトリガとして出力クロック信号Fxjのカウント値を順次保持する。この例では、立ち上がりエッジでラッチ動作を行う場合を想定しているが、立ち下りエッジでラッチ動作を行ってもよい。また減算器24は保持されている2つのカウント値の差分を演算することで出力基準信号Fcjが1周期推移する間に観測される出力クロック信号Fxjのカウント値の増分を時間経過と共に不感期間無く出力する。クロック信号Fxの周波数をfx、基準信号Fcの周波数をfcとしたとき、周波数比はfx/fcとなる。FDSM(j)は、周波数比をデジタル信号列として出力するものである。FDSM(j)から出力される出力データOUTjは量子化誤差を含んでいる。   The FDSM (j) in this example is also called a primary frequency delta sigma modulator, and the count value of the output clock signal Fxj is latched twice by the output reference signal Fcj, and triggered by the rising edge of the output reference signal Fcj The count value of the output clock signal Fxj is sequentially held. In this example, it is assumed that the latch operation is performed at the rising edge, but the latch operation may be performed at the falling edge. Further, the subtractor 24 calculates the difference between the two count values that are held, so that the increment of the count value of the output clock signal Fxj observed during the transition of the output reference signal Fcj for one cycle can be eliminated without the dead time. Output. When the frequency of the clock signal Fx is fx and the frequency of the reference signal Fc is fc, the frequency ratio is fx / fc. FDSM (j) outputs a frequency ratio as a digital signal sequence. The output data OUTj output from FDSM (j) includes a quantization error.

<1−2:周波数デルタシグマ変調とアイドルトーンとの関係>
次に周波数デルタシグマ変調とアイドルトーンとの関係について説明する。クロック信号Fxとして1周期21μSの信号(47.619047kHz)を考える。また基準信号Fcとして1周期66μSの信号(15.15kHz)を考える。これは、クロック信号Fxの周波数fxが基準信号Fcの周波数fcより高い場合に該当する。fxとfcの比は、次式で与えられる。
fx:fc=1/21e−6:1/66e−6=22:7
<1-2: Relationship between frequency delta-sigma modulation and idle tone>
Next, the relationship between frequency delta-sigma modulation and idle tone will be described. A signal (47.619047 kHz) having a period of 21 μS is considered as the clock signal Fx. Further, consider a signal (15.15 kHz) having a period of 66 μS as the reference signal Fc. This corresponds to the case where the frequency fx of the clock signal Fx is higher than the frequency fc of the reference signal Fc. The ratio between fx and fc is given by:
fx: fc = 1 / 21e-6: 1 / 66e-6 = 22: 7

この場合、クロック信号Fxの22周期と基準信号Fcの7周期の時間が等しい。つまり、21μS×22=66μS×7=462μSごとに同じデータ列が繰り返される。   In this case, the time of 22 cycles of the clock signal Fx is equal to the time of 7 cycles of the reference signal Fc. That is, the same data string is repeated every 21 μS × 22 = 66 μS × 7 = 462 μS.

このときのFDSM(j)の動作について考えてみると出力基準信号Fcjが1周期進む間に出力クロック信号Fxjは22/7周期=3+1/7周期だけ進むことになり、カウント値は3又は4だけ増加する。従って減算器24からは3又は4が時間経過と共に出力される。これらの関係を出力基準信号Fcjと出力クロック信号Fxjとの立ち上がりエッジが一致する場合を起点として表すと図10になる。図10は出力基準信号Fcjと出力クロック信号Fxjの立ち上がりエッジが一致した瞬間から、462μS後に再び立ち上がりエッジが一致することも表している。一般に、出力基準信号Fcjと出力クロック信号Fxjとの立ち上がりエッジが一致しない場合を起点とした場合でも、その位相のずれに対応したパルス列が462μS周期で繰り返されることに変わりは無いが、ここでは簡単のために出力基準信号Fcjと出力クロック信号Fxjの立ち上がりエッジが一致する瞬間を起点とする場合を示している。   Considering the operation of FDSM (j) at this time, the output clock signal Fxj advances by 22/7 period = 3 + 1/7 period while the output reference signal Fcj advances by one period, and the count value is 3 or 4 Only increase. Accordingly, 3 or 4 is output from the subtracter 24 as time elapses. When these relationships are represented by the case where the rising edges of the output reference signal Fcj and the output clock signal Fxj coincide with each other, the starting point is shown in FIG. FIG. 10 also shows that the rising edges coincide again after 462 μS from the moment when the rising edges of the output reference signal Fcj and the output clock signal Fxj coincide. In general, even when the rising edge of the output reference signal Fcj and the output clock signal Fxj do not coincide with each other, the pulse train corresponding to the phase shift is repeated in a cycle of 462 μS, but here it is simple. Therefore, the case where the starting point is the moment when the rising edges of the output reference signal Fcj and the output clock signal Fxj coincide is shown.

実際のFDSM(j)の出力データOUTjのデータ列には図11の様に「3433333」の繰り返しパターンが462μS周期で出現することになる。尚、図9のFDSM(j)は動作開始時の第1ラッチ22及び第2ラッチ23の出力が不定のため、図11は最初の462μSの周期が一巡した次の二巡目の繰り返しパターンを示している。この462μS周期の繰り返しパターンは図12に示す出力クロック信号Fxjの周期の進みを考えると理解しやすい。この例の場合、出力基準信号Fcjが最初の1周期進む間に出力クロック信号Fxjは3+1/7周期だけ進むが、出力クロック信号Fxjの4周期目に注目すると出力クロック信号Fxjの3周期目の終わりを基準として1/7周期だけ進んでいることを意味している。このような非整数が出るのは出力クロック信号Fxjと出力基準信号Fcjとの周波数比もしくは周期比の値が整数関係にないためで、出力クロック信号Fxjの3周期目の終わりから1/7周期だけ進んだ点が出力基準信号Fcjの2周期目での出力クロック信号Fxjの位相の起点となる。そして、出力基準信号Fcjの2周期目の終わりには出力クロック信号Fxjは最初から数えて6+2/7周期だけ進んでいることになる。このように考えると、出力基準信号Fcjが7周期進むごとに遷移回数の非整数分が0(出力クロック信号Fxjと出力基準信号Fcjの立ち上がりエッジが一致しない場合を起点とした場合には、その位相のずれに対応する非整数)に戻ることを意味している。出力クロック信号Fxjのレベルとは関係なく、このような周期性のある繰り返しパターンが持つ周波数成分に起因する雑音がアイドルトーンである。   In the data string of the actual output data OUTj of FDSM (j), a repetitive pattern “34333333” appears in a cycle of 462 μS as shown in FIG. In addition, since the outputs of the first latch 22 and the second latch 23 at the start of the operation of the FDSM (j) in FIG. 9 are indefinite, FIG. 11 shows a repeating pattern of the next second round in which the first 462 μS cycle is completed. Show. This repetitive pattern of the 462 μS cycle is easy to understand considering the progress of the cycle of the output clock signal Fxj shown in FIG. In the case of this example, the output clock signal Fxj advances by 3 + 1/7 period while the output reference signal Fcj advances for the first period. However, when attention is paid to the fourth period of the output clock signal Fxj, the third period of the output clock signal Fxj is noticed. It means that it has advanced by 1/7 period from the end. Such a non-integer appears because the frequency ratio or period ratio between the output clock signal Fxj and the output reference signal Fcj is not in an integer relationship, so that 1/7 period from the end of the third period of the output clock signal Fxj. The point advanced by this becomes the starting point of the phase of the output clock signal Fxj in the second period of the output reference signal Fcj. Then, at the end of the second period of the output reference signal Fcj, the output clock signal Fxj is advanced by 6 + 2/7 periods from the beginning. In view of this, every time the output reference signal Fcj advances seven cycles, the non-integer number of transitions is 0 (when the rising edge of the output clock signal Fxj and the output reference signal Fcj do not coincide with each other, The non-integer corresponding to the phase shift). Regardless of the level of the output clock signal Fxj, the noise caused by the frequency component of such a periodic repeating pattern is an idle tone.

アイドルトーンは出力基準信号Fcjと出力クロック信号Fxjとの位相関係に基づく量子化誤差によりFDSM(j)内部で発生するものである。もしアイドルトーンの発生が無かった場合、FDSM(j)の出力データOUTjの変化は出力基準信号Fcjに対する出力クロック信号Fxjのゆらぎや変動を表すことになるので、出力基準信号Fcjに対して出力クロック信号Fxjにゆらぎも変動もない場合の出力データOUTjは、アイドルトーンの影響を無視した場合、直流とみなすことができる。逆に言えば、出力データOUTj変化には出力基準信号Fcjに対する出力クロック信号Fxjの変動にアイドルトーンの影響が重畳されて出現する。アイドルトーンはFDSM(j)の出力データOUTjにフィルター処理を施すことにより排除や軽減が可能である。   The idle tone is generated inside the FDSM (j) due to a quantization error based on the phase relationship between the output reference signal Fcj and the output clock signal Fxj. If there is no idle tone, the change in the output data OUTj of FDSM (j) represents the fluctuation or fluctuation of the output clock signal Fxj with respect to the output reference signal Fcj. The output data OUTj when there is no fluctuation or fluctuation in the signal Fxj can be regarded as a direct current when the influence of the idle tone is ignored. In other words, the change in the output data OUTj appears with the influence of the idle tone superimposed on the fluctuation of the output clock signal Fxj with respect to the output reference signal Fcj. The idle tone can be eliminated or reduced by filtering the output data OUTj of FDSM (j).

しかしながら、フィルターの性能は有限であり、出力クロック信号Fxjの周波数fxや変動が未知である場合は、フィルターの仕様を確定できないという問題もある。更に、フィルターの阻止域にある出力基準信号Fcjに対する出力クロック信号Fxjのゆらぎや変動成分の検出も阻止してしまう。よって、FDSMを用いた高精度測定においては、アイドルトーン自体の抑圧が重要な課題となる。   However, the performance of the filter is limited, and if the frequency fx or variation of the output clock signal Fxj is unknown, there is a problem that the filter specification cannot be determined. Further, the fluctuation of the output clock signal Fxj with respect to the output reference signal Fcj in the filter rejection range and detection of fluctuation components are also prevented. Therefore, suppression of idle tone itself is an important issue in high-accuracy measurement using FDSM.

次に、FDSMを並列接続した場合のアイドルトーンについて検討する。図13は、4個のFDSM(1)〜FDSM(4)を単純に並列化し、出力データOUT1〜OUT4を加算した例である。この装置は、図9に示す周波数比計測部5から位相調整部10を削除して、4個のFDSM(1)〜FDSM(4)にクロック信号Fxと基準信号Fcとを直接供給する。   Next, an idle tone when FDSMs are connected in parallel will be considered. FIG. 13 shows an example in which four FDSM (1) to FDSM (4) are simply parallelized and the output data OUT1 to OUT4 are added. This apparatus deletes the phase adjustment unit 10 from the frequency ratio measurement unit 5 shown in FIG. 9 and directly supplies the clock signal Fx and the reference signal Fc to the four FDSM (1) to FDSM (4).

ここで、クロック信号Fxが図10に示す出力クロック信号Fxjであり、基準信号Fcが図10に示す出力基準信号Fcjと同じである場合、図13に示す装置のタイミングチャートは図14に示すものとなる。図14と図11とを比較すると、4個のFDSM(1)〜FDSM(4)を並列化しても、図11に示す1個のFDSM(j)の「3433333」の繰り返しパターンが「12 16 12 12 12 12 12」に変わっただけであることが判る。すなわち、周波数デルタシグマ変調信号Yの強度は4倍になるが量子化誤差も4倍になるため、「3433333」と「12 16 12 12 12 12 12」のSN比(信号雑音比)は同じと言える。つまり、FDSMを単純に並列接続しただけでは出現するアイドルトーンの影響は変わらないことを意味している。その理由は図14から明らかなように、FDSM(1)〜FDSM(4)出力間でアイドルトーンの位相関係が一致しているためである。従って4並列だけでなく5、6、7…n並列としても変わらない。   Here, when the clock signal Fx is the output clock signal Fxj shown in FIG. 10 and the reference signal Fc is the same as the output reference signal Fcj shown in FIG. 10, the timing chart of the apparatus shown in FIG. 13 is as shown in FIG. It becomes. Comparing FIG. 14 with FIG. 11, even if four FDSM (1) to FDSM (4) are parallelized, the repetition pattern of “3433333” of one FDSM (j) shown in FIG. It turns out that it has only changed to "12 12 12 12 12". That is, since the intensity of the frequency delta-sigma modulation signal Y is quadrupled but the quantization error is also quadrupled, the SN ratios (signal-to-noise ratio) of “3436333” and “12 16 12 12 12 12 12” are the same. I can say that. That is, it means that the influence of the idle tone that appears is not changed by simply connecting FDSMs in parallel. This is because, as is apparent from FIG. 14, the phase relationship of the idle tone is matched between the outputs of FDSM (1) to FDSM (4). Therefore, not only 4 parallel but also 5, 6, 7.

このようなアイドルトーンの位相はFDSMに入力される2つの信号の位相関係によって決まることは明らかである。また、n並列FDSM出力間でアイドルトーンの位相関係を分散させるためには、n並列を構成する各シングルFDSM出力に現れる繰り返しパターンの相対位置をずらせば良く、そのためには各FDSMへ入力する出力クロック信号と出力基準信号との並列入力間での相対位相関係を分散させる必要がある。   Obviously, the phase of such an idle tone is determined by the phase relationship between two signals input to the FDSM. In addition, in order to disperse the phase relationship of idle tones among n parallel FDSM outputs, the relative positions of repeated patterns appearing in each single FDSM output constituting n parallels may be shifted, and for this purpose, the output input to each FDSM It is necessary to disperse the relative phase relationship between the parallel inputs of the clock signal and the output reference signal.

<1−3:位相調整部>
本実施形態では、位相調整部10は、出力データOUT1〜OUTnのアイドルトーンの位相が全て異なるように、クロック信号Fxと基準信号Fcとの位相を相対的に調整して、n組の出力クロック信号及び出力基準信号(Fx1,Fc1)、(Fx2,Fc2)、…(Fxn,Fcn)を生成する。
<1-3: Phase adjustment unit>
In the present embodiment, the phase adjustment unit 10 relatively adjusts the phases of the clock signal Fx and the reference signal Fc so that the phases of the idle tones of the output data OUT1 to OUTn are all different, and n sets of output clocks Signals and output reference signals (Fx1, Fc1), (Fx2, Fc2),... (Fxn, Fcn) are generated.

ここで、位相調整部10は、図15Aに示すように、クロック信号Fxを遅延回路DLx1〜DLxn−1によって順次遅延して出力クロック信号Fx1〜Fxnを生成し、基準信号Fcを遅延回路DLc1〜DLcn−1によって順次遅延して出力基準信号Fc1〜Fcnを生成する。あるいは、図15Bに示すように、位相調整部10において、クロック信号Fxを遅延回路DLx1〜DLxn−1によって順次遅延して出力クロック信号Fx1〜Fxnを生成し、基準信号Fcについては遅延せずに出力基準信号Fc1〜Fcnとしてもよい。また、図15Cに示すように、位相調整部10において、クロック信号Fxについては遅延せずに出力クロック信号Fx1〜Fxnを生成し、基準信号Fcを遅延回路DLc1〜DLcn−1によって順次遅延して出力基準信号Fc1〜Fcnを生成してもよい。さらに、図15Dに示すように、位相調整部10において、クロック信号Fx及び基準信号Fcにそれぞれに施す遅延量の増加順が異なるよう配線し入力することで最大の位相差を設けるように位相調整部10を構成してもよい。各遅延回路としては、特に限定されないが、例えば、インバーター等を用いることができる。   Here, as shown in FIG. 15A, the phase adjustment unit 10 sequentially delays the clock signal Fx by the delay circuits DLx1 to DLxn-1 to generate the output clock signals Fx1 to Fxn, and the reference signal Fc to the delay circuits DLc1 to DLc1. Output reference signals Fc1 to Fcn are generated sequentially delayed by DLcn-1. Alternatively, as shown in FIG. 15B, in the phase adjustment unit 10, the clock signals Fx are sequentially delayed by the delay circuits DLx1 to DLxn-1 to generate the output clock signals Fx1 to Fxn, and the reference signal Fc is not delayed. The output reference signals Fc1 to Fcn may be used. Further, as shown in FIG. 15C, the phase adjustment unit 10 generates the output clock signals Fx1 to Fxn without delaying the clock signal Fx, and sequentially delays the reference signal Fc by the delay circuits DLc1 to DLcn-1. The output reference signals Fc1 to Fcn may be generated. Further, as shown in FIG. 15D, the phase adjustment unit 10 adjusts the phase so as to provide the maximum phase difference by wiring and inputting the delay signals in the increasing order of the delay amount applied to the clock signal Fx and the reference signal Fc. The unit 10 may be configured. Each delay circuit is not particularly limited. For example, an inverter or the like can be used.

<1−4:遅延量の決定及び信号への遅延の施し方>
次に、遅延量の決定及び信号への遅延の施し方について説明する。上述したように、出力クロック信号Fxjと出力基準信号FcjとをそれぞれFDSM(j)に入力した際の出力データOUTjはクロック信号Fxの周波数fxと基準信号Fcの周波数fcの比により決まる周期的なデータ列となる。クロック信号Fxに遅延を施した出力クロック信号Fxjと基準信号FcとをFDSM(j)に入力すると、クロック信号Fxに遅延を施さずに入力した場合に比べ、データ列の周期とデータ列に現れる繰り返しパターンは変わらないが、繰り返しパターンの開始位置がずれる。遅延を施す前後での出力の繰り返しパターンの開始位置を比べると、クロック信号Fxに施す遅延量が増えるに従って繰り返しパターンの開始位置がステップ状に変化する。また、クロック信号Fxに施す遅延量がクロック信号FxのKa周期(Kaは自然数)と等しくなるとき、出力クロック信号Fxjと基準信号Fcとの相対位相関係は遅延を施す前(クロック信号Fxと基準信号Fcとの相対位相関係)と等しくなる(条件A)。
<1-4: Determination of Delay Amount and How to Apply Delay to Signal>
Next, how to determine the delay amount and how to apply a delay to the signal will be described. As described above, the output data OUTj when the output clock signal Fxj and the output reference signal Fcj are respectively input to the FDSM (j) is a period determined by the ratio of the frequency fx of the clock signal Fx and the frequency fc of the reference signal Fc. It becomes a data string. When the output clock signal Fxj obtained by delaying the clock signal Fx and the reference signal Fc are input to the FDSM (j), compared to the case where the clock signal Fx is input without delay, it appears in the cycle of the data string and the data string. The repeat pattern does not change, but the start position of the repeat pattern is shifted. Comparing the output repeat pattern start position before and after applying the delay, the start position of the repeat pattern changes stepwise as the delay amount applied to the clock signal Fx increases. When the amount of delay applied to the clock signal Fx is equal to the Ka cycle of the clock signal Fx (Ka is a natural number), the relative phase relationship between the output clock signal Fxj and the reference signal Fc is before the delay (the clock signal Fx and the reference signal). (Relative phase relationship with the signal Fc) (condition A).

同様に、クロック信号Fxに遅延を施すことなくFDSM(j)に入力し、基準信号Fcに遅延を施した出力基準信号FcjをFDSM(j)に入力する場合でも、基準信号Fcに遅延を施さずに入力した場合に比べ、出力データOUTjの繰り返しパターンとその周期は変わらないが、繰り返しパターンの開始位置がずれる。遅延を施す前後での出力の繰り返しパターンの開始位置を比べると、基準信号Fcに施す遅延量が増えるに従って繰り返しパターンの開始位置がステップ状に変化する。基準信号Fcに施す遅延量が基準信号FcのKb周期(Kbは自然数)と等しくなるとき、クロック信号Fxと出力基準信号Fcjとの相対位相関係は遅延を施す前(クロック信号Fxと基準信号Fcとの相対位相関係)と等しくなる(条件B)。   Similarly, even when the clock signal Fx is input to the FDSM (j) without being delayed and the output reference signal Fcj that is delayed to the reference signal Fc is input to the FDSM (j), the reference signal Fc is delayed. Compared to the case where the input pattern is input without being changed, the repetition pattern of the output data OUTj and the cycle thereof are not changed, but the start position of the repetition pattern is shifted. Comparing the start position of the output repeated pattern before and after applying the delay, the start position of the repeated pattern changes stepwise as the amount of delay applied to the reference signal Fc increases. When the amount of delay applied to the reference signal Fc becomes equal to the Kb period (Kb is a natural number) of the reference signal Fc, the relative phase relationship between the clock signal Fx and the output reference signal Fcj is before the delay (the clock signal Fx and the reference signal Fc (Condition B).

ここで、条件Aと条件Bのいずれかを満たす遅延量のうち、最小の遅延量τは、クロック信号Fxの1周期と基準信号Fcの1周期のうち短い方の周期に等しく、クロック信号Fx又は基準信号Fcに施す遅延量をτだけ増加させたときの相対位相関係は遅延を施す前の状態と等しくなる。条件Aと条件Bのいずれかを満たす遅延量になると、出力データOUTjの繰り返しパターンの開始位置が遅延を施さない場合と一致する。アイドルトーンを分散させるためには、繰り返しパターンの開始位置をずらす必要がある。   Here, the minimum delay amount τ among the delay amounts satisfying either the condition A or the condition B is equal to the shorter one of one cycle of the clock signal Fx and one cycle of the reference signal Fc, and the clock signal Fx Alternatively, the relative phase relationship when the delay amount applied to the reference signal Fc is increased by τ is equal to the state before the delay is applied. When the delay amount satisfies either the condition A or the condition B, the start position of the repeated pattern of the output data OUTj coincides with the case where no delay is applied. In order to disperse the idle tone, it is necessary to shift the start position of the repeated pattern.

そこで、クロック信号Fxと基準信号Fcの周波数のうち高い周波数を持つ方の信号に対し、その信号の1周期に等しい遅延量τをn分割するように遅延を施して並列化することで、クロック信号Fxと基準信号Fcとの並列間での相対位相関係を分散させることができ、それにより繰り返しパターンの開始位置がずれることで、n並列のFDSM(1)〜FDSM(n)の出力データOUT1〜OUTn間でのアイドルトーンの位相関係は分散する。   Therefore, the signal having the higher frequency of the clock signal Fx and the reference signal Fc is delayed in parallel so as to divide the delay amount τ equal to one period of the signal into n, thereby being parallelized. It is possible to disperse the relative phase relationship between the signal Fx and the reference signal Fc in parallel, thereby shifting the start position of the repetitive pattern, so that output data OUT1 of n-parallel FDSM (1) to FDSM (n) The phase relationship of the idle tone between .about.OUTn is dispersed.

次に、クロック信号Fxと基準信号Fcとの相対位相関係と、相対位相関係が等しくなる遅延量をTとしたとき、Tをn分割するようにクロック信号Fxに遅延を施し並列化しても、クロック信号Fxには遅延を施さずTをn分割するように基準信号Fcに遅延を施し並列化しても、n並列のFDSM(1)〜FDSM(n)の出力データOUT1〜OUTn間でのアイドルトーンの位相関係を分散させるという効果は同じであることを説明する。   Next, assuming that the relative phase relationship between the clock signal Fx and the reference signal Fc and the delay amount at which the relative phase relationship becomes equal to T, even if the clock signal Fx is delayed and parallelized so that T is divided into n, Even if the reference signal Fc is delayed and parallelized so that T is divided into n without delaying the clock signal Fx, idle between the output data OUT1 to OUTn of n-parallel FDSM (1) to FDSM (n) Explain that the effect of distributing the phase relationship of the tones is the same.

基準信号Fcをδだけ遅延を施した信号をFDSM(j)に入力した場合と、基準信号Fcを遅延させずにクロック信号Fxをδだけ先行させた信号をFDSM(j)に入力する構成とした場合を比べても、出力クロック信号Fxjと出力基準信号Fcjとの相対位相関係は変わらない。このことから、基準信号Fcをδだけ遅延を施した出力基準信号FcjをFDSM(j)に入力する代わりに、基準信号Fcに遅延を施さずにクロック信号Fxをδだけ先行させた出力クロック信号FxjをFDSM(j)に入力すると考えても、出力データOUTjのデータ列を議論する上では差し支えない。   A configuration in which a signal obtained by delaying the reference signal Fc by δ is input to the FDSM (j), and a signal in which the clock signal Fx is advanced by δ without delaying the reference signal Fc is input to the FDSM (j). Even if compared, the relative phase relationship between the output clock signal Fxj and the output reference signal Fcj does not change. Therefore, instead of inputting the output reference signal Fcj obtained by delaying the reference signal Fc by δ to the FDSM (j), the output clock signal obtained by leading the clock signal Fx by δ without delaying the reference signal Fc. Even if Fxj is considered to be input to FDSM (j), there is no problem in discussing the data string of the output data OUTj.

一方で、出力クロック信号Fxjと出力基準信号Fcjとの相対位相関係が等しくなる先行量は遅延量Tに等しいので、遅延量もしくは先行量を変数とすると、出力クロック信号Fxjと出力基準信号Fcjとの相対位相関係は周期Tを持つ、と言える。   On the other hand, the preceding amount in which the relative phase relationship between the output clock signal Fxj and the output reference signal Fcj is equal is equal to the delay amount T. Therefore, if the delay amount or the preceding amount is a variable, the output clock signal Fxj and the output reference signal Fcj Can be said to have a period T.

ここで、先行量Tをn分割するように先行させた出力クロック信号Fx1〜FxnをFDSM(1)〜FDSM(n)に入力して並列化しても、遅延量Tをn分割するように遅延を施した出力クロック信号Fx1〜FxnをFDSM(1)〜FDSM(n)に入力して並列化しても、相対位相関係が等しくなる周期T内で出力クロック信号と出力基準信号の相対位相関係を分散させていることに変わりはない。   Here, even if the output clock signals Fx1 to Fxn preceded so as to divide the preceding amount T by n are input to FDSM (1) to FDSM (n) and parallelized, the delay amount T is delayed so as to be divided by n. Even if the output clock signals Fx1 to Fxn subjected to are input to FDSM (1) to FDSM (n) and parallelized, the relative phase relationship between the output clock signal and the output reference signal is within the period T in which the relative phase relationship is equal. There is no change in being dispersed.

このことから、「Tをn分割するように基準信号Fcに遅延を施す」→「Tをn分割するようにクロック信号Fxを先行させる」→「Tをn分割するようにクロック信号Fxに遅延を施す」のどれを考えても相対位相関係を分散させていることに変わりないことが解る。このことはクロック信号Fxと基準信号Fcを置き換えても成立する。   From this, “delay the reference signal Fc so that T is divided into n” → “precede the clock signal Fx so that T is divided into n” → “delay in the clock signal Fx so that T is divided into n” It can be understood that any one of “Apply” does not change even though the relative phase relationship is dispersed. This is true even if the clock signal Fx and the reference signal Fc are replaced.

以上より、Tをn分割するようにクロック信号Fxに遅延を施し並列化しても、クロック信号Fxには遅延を施さずTをn分割するように基準信号Fcに遅延を施し並列化しても、n並列のFDSM(1)〜FDSM(n)の出力データOUT1〜OUTn間でのアイドルトーンの位相関係を分散させるという効果は同じであると言える。   From the above, even if the clock signal Fx is delayed and parallelized so that T is divided into n, the reference signal Fc is delayed and parallelized so that T is divided into n without delaying the clock signal Fx, It can be said that the effect of dispersing the phase relationship of the idle tone among the output data OUT1 to OUTn of the n parallel FDSM (1) to FDSM (n) is the same.

ここで、出力クロック信号Fxjと出力基準信号Fcjとの相対位相関係が等しくなる遅延量Tとして、クロック信号FxのKa周期(Kaは自然数)、又は基準信号FcのKb周期(Kbは自然数)のいずれかと等しくなるように選ぶことができるが、大きな遅延量(Kaが2以上又はKbが2以上)を設定する際はアイドルトーンの位相関係の分散に偏りが生じる場合があるので注意が必要となる。なお、アイドルトーンの位相関係の分散に偏りが生じない一般的な条件については後述する。   Here, as the delay amount T at which the relative phase relationship between the output clock signal Fxj and the output reference signal Fcj becomes equal, the Ka cycle (Ka is a natural number) of the clock signal Fx or the Kb cycle (Kb is a natural number) of the reference signal Fc. It can be selected to be equal to either, but when setting a large delay amount (Ka is 2 or more or Kb is 2 or more), there is a case where the dispersion of the phase relationship of idle tones may be biased. Become. Note that general conditions that cause no deviation in the dispersion of the phase relationship of idle tones will be described later.

Tより小さい周期性を考慮しなくともよいよう、出力クロック信号Fxjと出力基準信号Fcjとの相対位相関係が等しくなる遅延量のうち最小のものをTに選べば都合がよい。すなわち、クロック信号Fxの周波数fxと基準信号Fcの周波数fcのうち周波数が高い方の1周期と等しくなるよう遅延量Tを決め、これをn分割するように遅延を施し並列化すればよい。図17の例のように周波数fxが周波数fcより高い場合、その遅延量はクロック信号Fxの1周期をn分割するように設定し、クロック信号Fx又は基準信号Fcに遅延を施して並列化することで、出力データOUT1〜OUTn間でのアイドルトーンの相対位相関係は分散し、出力データOUT1〜OUTnの合算値においては相殺効果を利用することができる。遅延信号同士の位相差は最小の位相差として最大値を確保できる均等遅延が好適であり、このときに最大の分散効果を得る。   It is convenient if T is selected as the smallest delay amount of the relative phase relationship between the output clock signal Fxj and the output reference signal Fcj so that periodicity smaller than T need not be considered. That is, the delay amount T may be determined so as to be equal to one cycle of the higher frequency of the frequency fx of the clock signal Fx and the frequency fc of the reference signal Fc, and the delay amount T may be divided into n to be parallelized. When the frequency fx is higher than the frequency fc as in the example of FIG. 17, the delay amount is set so that one period of the clock signal Fx is divided into n, and the clock signal Fx or the reference signal Fc is delayed and parallelized. Thus, the relative phase relationship of the idle tone between the output data OUT1 to OUTn is dispersed, and the canceling effect can be used in the sum of the output data OUT1 to OUTn. The phase difference between the delayed signals is preferably a uniform delay that can ensure the maximum value as the minimum phase difference, and at this time, the maximum dispersion effect is obtained.

<1−4−1:クロック信号Fxの周波数fxが基準信号Fcの周波数fcより高い場合>
図10に示す出力クロック信号Fxjと出力基準信号Fcjにおいて、これらの相対位相関係が等しくなる最小の遅延量は「fx>fc」よりクロック信号Fxの1周期に等しい21μSである。n=4とした場合、周波数比計測部5は図16のように構成することができる。ここで、遅延回路DLx1〜DLx3の遅延量は21/4μSとなる。図16に示す周波数比計測部5のタイミングチャートを図17に示す。同図に示すように出力データOUT1〜OUT4のパターンは分散されるので、周波数デルタシグマ変調信号Yは、アイドルトーンが分散されたものとなる。
<1-4-1: When the frequency fx of the clock signal Fx is higher than the frequency fc of the reference signal Fc>
In the output clock signal Fxj and the output reference signal Fcj shown in FIG. 10, the minimum delay amount at which the relative phase relationship is equal is 21 μS which is equal to one cycle of the clock signal Fx from “fx> fc”. When n = 4, the frequency ratio measuring unit 5 can be configured as shown in FIG. Here, the delay amount of the delay circuits DLx1 to DLx3 is 21/4 μS. FIG. 17 shows a timing chart of the frequency ratio measuring unit 5 shown in FIG. As shown in the figure, since the patterns of the output data OUT1 to OUT4 are dispersed, the frequency delta sigma modulation signal Y is a dispersion of idle tones.

<1−4−2:基準信号Fcの周波数fcがクロック信号Fxの周波数fxより高い場合>
次に、基準信号Fcの周波数fcがクロック信号Fxの周波数fxより高い場合について説明する。n=4とした場合、周波数比計測部5は図18のように構成することができる。
<1-4-2: When the frequency fc of the reference signal Fc is higher than the frequency fx of the clock signal Fx>
Next, a case where the frequency fc of the reference signal Fc is higher than the frequency fx of the clock signal Fx will be described. When n = 4, the frequency ratio measuring unit 5 can be configured as shown in FIG.

FDSM(j)(jはn以下の自然数)の動作は、図10の例に対して周波数関係を入れ替え、クロック信号Fxとして1周期66μSの信号(15.15kHz)を、基準信号Fcとして1周期21μSの信号(47.619047kHz)を考える。クロック信号Fxと基準信号Fcとの周波数比[fx:fc]は、次式で与えられる。   The operation of FDSM (j) (j is a natural number equal to or less than n) replaces the frequency relationship with respect to the example of FIG. Consider a 21 μS signal (47.619047 kHz). The frequency ratio [fx: fc] between the clock signal Fx and the reference signal Fc is given by the following equation.

fx:fc=1/66e−6:1/21e−6=7:22
となることから、クロック信号Fxの7周期と基準信号Fcの22周期の時間が等しく、66μS×7=21μS×22=462μSごとに同じデータ列が繰り返されることがわかる。FDSM(j)の動作としては、図19に示すように、出力基準信号Fcjと出力クロック信号Fxjの立ち上がりエッジが一致した瞬間を起点とすると、出力基準信号Fcjが1周期進む間に出力クロック信号Fxjは7/22周期だけ進むことになり、カウントデータDcは0又は1だけ増加する。
fx: fc = 1 / 66e-6: 1 / 21e-6 = 7: 22
Therefore, it can be seen that the time of 7 cycles of the clock signal Fx and 22 cycles of the reference signal Fc are equal, and the same data string is repeated every 66 μS × 7 = 21 μS × 22 = 462 μS. As shown in FIG. 19, the operation of FDSM (j) starts from the moment when the rising edges of the output reference signal Fcj and the output clock signal Fxj coincide with each other. Fxj advances by 7/22 cycles, and the count data Dc increases by 0 or 1.

この場合、FDSM(j)の出力データOUTjには、図20に示すように、462μS周期のデータ列「0100100100100100100100」が出現する。尚、図20のFDSM(j)も動作開始時の第1ラッチ22及び第2ラッチ23の出力が不定のため、最初の462μSのデータ列が一巡した次の二巡目のデータ列を示している。   In this case, a data string “0100100100100100100100” having a period of 462 μS appears in the output data OUTj of FDSM (j) as shown in FIG. Note that the FDSM (j) in FIG. 20 also shows the data sequence of the next second cycle after the first 462 μS data sequence has completed since the outputs of the first latch 22 and the second latch 23 at the start of operation are indefinite. Yes.

クロック信号Fxより周波数の高い基準信号Fcの1周期は21μSであるので、図18に示す遅延回路DLc1〜DLc3の遅延量は21/4μSとなる。図18に示す周波数比計測部5のタイミングチャートを図21に示す。同図に示すように出力データOUT1〜OUT4のパターンは分散されるので、周波数デルタシグマ変調信号Yは、アイドルトーンが分散されたものとなる。これに対して、図18に示す周波数比計測部5から位相調整部10を削除した図13に示す装置のタイミングチャートは図22に示すものとなる。この場合は、アイドルトーンが分散されずSN比を改善することは困難である。但し、周波数比計測部5としてFDSMを単独で用いた場合に比べれば、アイドルトーンが低減され、SN比が改善される。   Since one cycle of the reference signal Fc having a frequency higher than that of the clock signal Fx is 21 μS, the delay amount of the delay circuits DLc1 to DLc3 shown in FIG. 18 is 21/4 μS. FIG. 21 shows a timing chart of the frequency ratio measuring unit 5 shown in FIG. As shown in the figure, since the patterns of the output data OUT1 to OUT4 are dispersed, the frequency delta sigma modulation signal Y is a dispersion of idle tones. On the other hand, a timing chart of the apparatus shown in FIG. 13 in which the phase adjustment unit 10 is deleted from the frequency ratio measurement unit 5 shown in FIG. 18 is as shown in FIG. In this case, the idle tone is not distributed and it is difficult to improve the SN ratio. However, as compared with the case where FDSM is used alone as the frequency ratio measuring unit 5, the idle tone is reduced and the SN ratio is improved.

第5実施形態の周波数比計測部5は、FDSM(1)〜FDSM(n)は、データストリーム形式の出力データOUT1〜OUTnを生成する。また、上述したように位相調整部10は、クロック信号Fxの1周期と基準信号Fcの1周期とのうち短い周期をTxとすると、クロック信号Fxと基準信号Fcとのうち一方を、Tx/nだけ順次遅延して出力クロック信号Fx1〜Fxnと出力基準信号Fc1〜Fcnとを生成する。   In the frequency ratio measuring unit 5 of the fifth embodiment, FDSM (1) to FDSM (n) generate output data OUT1 to OUTn in a data stream format. Further, as described above, the phase adjustment unit 10 sets one of the clock signal Fx and the reference signal Fc to Tx /, where Tx is a short cycle of one cycle of the clock signal Fx and one cycle of the reference signal Fc. Output clock signals Fx1 to Fxn and output reference signals Fc1 to Fcn are generated with a delay of n in order.

ここで、アイドルトーンの周期は、クロック信号Fxの1周期と基準信号Fcの1周期とに応じて定まるが、Txを下回ることはない。一方、出力データOUT1〜OUTnの各々に重畳するアイドルトーンの位相は、FDSM(1)〜FDSM(n)に供給されるn組の出力クロック信号及び出力基準信号(Fx1,Fc1)、(Fx2,Fc2)、…(Fxn,Fcn)の位相によって定まる。上述したようにクロック信号Fxと基準信号Fcとのうちの一方を、Tx/nだけ順次遅延すれば、出力データOUT1〜OUTnの各々に重畳するアイドルトーンの位相をTx/nずつずらすことができ、出力データOUT1〜OUTnの各々に重畳するアイドルトーンの位相を分散させることができる。   Here, the cycle of the idle tone is determined according to one cycle of the clock signal Fx and one cycle of the reference signal Fc, but does not fall below Tx. On the other hand, the phase of the idle tone superimposed on each of the output data OUT1 to OUTn has n sets of output clock signals and output reference signals (Fx1, Fc1), (Fx2,) supplied to FDSM (1) to FDSM (n). Fc2),... (Fxn, Fcn). As described above, if one of the clock signal Fx and the reference signal Fc is sequentially delayed by Tx / n, the phase of the idle tone superimposed on each of the output data OUT1 to OUTn can be shifted by Tx / n. The phase of the idle tone superimposed on each of the output data OUT1 to OUTn can be dispersed.

また、図15A〜図15Dを参照して説明したように、遅延の施し方には各種の態様がある。アイドルトーンの位相はFDSMに供給される出力クロック信号及び出力基準信号の位相によって定まるので、出力データOUT1〜OUTnに重畳するアイドルトーンの位相をTx/nずつずらすようにクロック信号Fxと基準信号Fcとの位相を相対的に調整して、n組の出力クロック信号及び出力基準信号(Fx1,Fc1)、(Fx2,Fc2)、…(Fxn,Fcn)を生成すればよい。   Further, as described with reference to FIGS. 15A to 15D, there are various modes for performing the delay. Since the phase of the idle tone is determined by the phase of the output clock signal and the output reference signal supplied to the FDSM, the clock signal Fx and the reference signal Fc are shifted so as to shift the phase of the idle tone superimposed on the output data OUT1 to OUTn by Tx / n. And the output reference signals (Fx1, Fc1), (Fx2, Fc2),... (Fxn, Fcn) may be generated.

具体的には、i(iはn−1以下の任意の自然数)番目のFDSM(i)に供給する出力クロック信号Fxiと出力基準信号Fciとの位相差をPiとしたとき、位相調整部10は、Tx/n=Pi+1−Piとなるように、クロック信号Fxと基準信号Fcとの位相を相対的に調整して、n組の出力クロック信号及び出力基準信号(Fx1,Fc1)、(Fx2,Fc2)、…(Fxn,Fcn)を生成すればよい。   Specifically, when the phase difference between the output clock signal Fxi to be supplied to the i (i is an arbitrary natural number equal to or less than n−1) -th FDSM (i) and the output reference signal Fci is Pi, the phase adjustment unit 10 Adjust the phase of the clock signal Fx and the reference signal Fc relatively so that Tx / n = Pi + 1−Pi, and n sets of output clock signals and output reference signals (Fx1, Fc1), (Fx2 , Fc2),... (Fxn, Fcn) may be generated.

また、第5実施形態の周波数比計測部5では、クロック信号Fxと基準信号Fcとを入れ替えても、カウントする信号とカウントされる信号が逆転するだけで、n並列のFDSM(1)〜FDSM(n)それぞれに対応するアイドルトーンの位相を分散させるという効果は損なわれないため、構成を変更する必要は無い(例えば、周波数計測装置における通常のカウント構成をレシプロカル構成で使うとき等)。   Further, in the frequency ratio measuring unit 5 of the fifth embodiment, even if the clock signal Fx and the reference signal Fc are exchanged, the n-parallel FDSMs (1) to FDSM are obtained only by reversing the counting signal and the counting signal. (N) Since the effect of dispersing the phase of the idle tone corresponding to each is not impaired, there is no need to change the configuration (for example, when a normal count configuration in a frequency measurement device is used in a reciprocal configuration).

次に、周波数シンセサイザー1の動作について説明する。
図8に示すように、周波数シンセサイザー1の周波数比計測部5には、基準信号と、デジタル制御発振器17から出力されたクロック信号とが入力され、周波数比計測部5では前述した所定の処理が行われる。
Next, the operation of the frequency synthesizer 1 will be described.
As shown in FIG. 8, the reference signal and the clock signal output from the digitally controlled oscillator 17 are input to the frequency ratio measuring unit 5 of the frequency synthesizer 1, and the predetermined processing described above is performed in the frequency ratio measuring unit 5. Done.

周波数比計測部5から出力された周波数比を示す信号は、ループフィルター12で所定の処理が行われ、比較器13に入力される。例えば、ループフィルター12として、ローパスフィルターを用いた場合は、ループフィルター12で、所定の遮断周波数以上の周波数成分が遮断または低減される。また、比較器13には、周波数比の目標値を示す信号が入力されており、比較器13では、前記目標値と、前記ループフィルター12から出力された信号が示す周波数比とを比較する。   The signal indicating the frequency ratio output from the frequency ratio measuring unit 5 is subjected to predetermined processing by the loop filter 12 and input to the comparator 13. For example, when a low-pass filter is used as the loop filter 12, the loop filter 12 blocks or reduces frequency components that are equal to or higher than a predetermined cutoff frequency. The comparator 13 receives a signal indicating the target value of the frequency ratio, and the comparator 13 compares the target value with the frequency ratio indicated by the signal output from the loop filter 12.

比較器13の比較結果である目標値とループフィルター12から出力された信号が示す周波数比との差を示す周波数比の差信号は、ゲイン部16でk0倍にされ、積分部71で積分され、デジタル制御発振器17のデジタル制御信号として、デジタル制御発振器17に入力される。これにより、デジタル制御発振器17の発振周波数、すなわち、デジタル制御発振器17から出力されるクロック信号の周波数が調整され、目標値に収束する。   The frequency ratio difference signal indicating the difference between the target value, which is the comparison result of the comparator 13, and the frequency ratio indicated by the signal output from the loop filter 12 is multiplied by k0 by the gain unit 16 and integrated by the integration unit 71. The digital control signal is input to the digital control oscillator 17 as a digital control signal of the digital control oscillator 17. As a result, the oscillation frequency of the digitally controlled oscillator 17, that is, the frequency of the clock signal output from the digitally controlled oscillator 17 is adjusted and converges to the target value.

以上のような第5実施形態によっても、前述した第1実施形態と同様の効果を発揮することができる。   According to the fifth embodiment as described above, the same effect as that of the first embodiment described above can be exhibited.

また、この周波数シンセサイザー1では、アイドルトーンをさらに低減させることができる。   Further, the frequency synthesizer 1 can further reduce idle tones.

すなわち、クロック信号と基準信号とのいずれの位相もずらさない場合でも、信号のゆらぎ等の影響で、例えば、アイドルトーンを1/n1/2程度に低減することが可能である。   That is, even when neither phase of the clock signal and the reference signal is shifted, the idle tone can be reduced to, for example, about 1 / n1 / 2 due to the influence of the signal fluctuation or the like.

また、クロック信号と基準信号との少なくとも一方の位相をずらす場合は、例えば、アイドルトーンを1/n程度に低減することが可能である。
なお、第5実施形態は、各実施時形態に適用することができる。
Further, when the phase of at least one of the clock signal and the reference signal is shifted, for example, the idle tone can be reduced to about 1 / n.
The fifth embodiment can be applied to each embodiment.

<第6実施形態>
図23は、本発明の周波数シンセサイザーの第6実施形態における周波数比計測部を示すブロック図である。
<Sixth Embodiment>
FIG. 23 is a block diagram showing a frequency ratio measuring unit in the sixth embodiment of the frequency synthesizer of the present invention.

以下、第6実施形態について、前述した第5実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。   Hereinafter, the sixth embodiment will be described with a focus on differences from the above-described fifth embodiment, and description of similar matters will be omitted.

図23に示すように、第6実施形態の周波数シンセサイザー1では、周波数比計測部5の各FDSM11は、ビットストリーム構成のFDSMであり、そのFDSM11としては、第1実施形態で述べたものと同様のものを用いることができる。   As shown in FIG. 23, in the frequency synthesizer 1 of the sixth embodiment, each FDSM 11 of the frequency ratio measuring unit 5 is an FDSM having a bit stream configuration, and the FDSM 11 is the same as that described in the first embodiment. Can be used.

以下、周波数比計測部5について詳細に説明する。
<2−1:全体構成>
図23に第6実施形態における周波数比計測部5のブロック図を示す。周波数比計測部5は、FDSM(1)〜FDSM(j)の詳細な構成を除いて、図9に示す第5実施形態における周波数比計測部5と同様に構成されている。
Hereinafter, the frequency ratio measuring unit 5 will be described in detail.
<2-1: Overall configuration>
FIG. 23 shows a block diagram of the frequency ratio measuring unit 5 in the sixth embodiment. The frequency ratio measuring unit 5 is configured in the same manner as the frequency ratio measuring unit 5 in the fifth embodiment shown in FIG. 9 except for the detailed configuration of FDSM (1) to FDSM (j).

FDSM(j)は、出力基準信号Fcjの立ち上がりエッジに同期して出力クロック信号Fxjをラッチして第1データd1を出力する第1ラッチ22と、出力基準信号Fcjの立ち上がりエッジに同期して第1データd1をラッチして第2データd2を出力する第2ラッチ23と、第1データd1と第2データd2の排他的論理和を演算して出力データOUTjを生成する排他的論理和回路25とを備える。第1ラッチ22および第2ラッチ23は、例えばDフリップフロップ回路で構成される。なお、FDSM(1)〜FDSM(j−1)とFDSM(j+1)〜FDSM(n)とは、FDSM(j)と同様に構成されている。   The FDSM (j) latches the output clock signal Fxj in synchronization with the rising edge of the output reference signal Fcj and outputs the first data d1, and the first latch 22 in synchronization with the rising edge of the output reference signal Fcj. A second latch 23 that latches one data d1 and outputs second data d2, and an exclusive OR circuit 25 that generates an output data OUTj by calculating an exclusive OR of the first data d1 and the second data d2. With. The first latch 22 and the second latch 23 are composed of, for example, a D flip-flop circuit. Note that FDSM (1) to FDSM (j-1) and FDSM (j + 1) to FDSM (n) are configured in the same manner as FDSM (j).

第6実施形態のFDSM(j)が図9に示す第5実施形態のFDSM(j)と相違するのは、第5実施形態では、第1ラッチ22によってカウントデータDcを保持し、出力基準信号Fcjが1周期推移する間に観測される出力クロック信号Fxjの立ち上がりエッジをカウントして得たカウントデータDcの増分を出力データOUTjとして出力するのに対し、第6実施形態では、第1ラッチ22によって出力クロック信号FxjのHighもしくはLowの状態を保持し、出力基準信号Fcjが1周期推移する間の反転回数の偶奇を出力データOUTjとして出力する点である(反転回数が偶数であれば0、奇数であれば1を出力する)。   The FDSM (j) of the sixth embodiment is different from the FDSM (j) of the fifth embodiment shown in FIG. 9 in the fifth embodiment, in which the count data Dc is held by the first latch 22 and the output reference signal While the increment of the count data Dc obtained by counting the rising edge of the output clock signal Fxj observed while Fcj changes for one period is output as the output data OUTj, in the sixth embodiment, the first latch 22 Is that the output clock signal Fxj is held in the High or Low state, and the even / odd number of inversions during the one-cycle transition of the output reference signal Fcj is output as the output data OUTj (0 if the number of inversions is even, If it is odd, 1 is output).

ところで、出力クロック信号Fxjの1周期はHighとLowの反転遷移2回で構成されることから、出力基準信号Fcjに対する出力クロック信号Fxjの変動が、出力データOUTjに及ぼす変化の度合いは、図9のカウント値を保持する場合に比べ2倍となる。従って、ビットストリーム構成のFDSM(j)におけるアイドルトーンの振る舞いは、図9のFDSM(j)において、2倍の周波数の出力クロック信号FxjがFDSM(j)に入力された場合の振る舞いと一致する。第6実施形態におけるFDSM(j)の動作については、上記の性質を考慮し、必要に応じてクロック信号Fxの周波数fxを周波数2fxに置き換えて考えればよい。   Incidentally, since one cycle of the output clock signal Fxj is composed of two inversion transitions of High and Low, the degree of change that the fluctuation of the output clock signal Fxj with respect to the output reference signal Fcj has on the output data OUTj is shown in FIG. This is twice as large as when the count value is held. Therefore, the behavior of the idle tone in the FDSM (j) having the bit stream configuration is the same as the behavior when the output clock signal Fxj having the double frequency is input to the FDSM (j) in the FDSM (j) of FIG. . The operation of the FDSM (j) in the sixth embodiment may be considered by replacing the frequency fx of the clock signal Fx with the frequency 2fx as necessary in consideration of the above-described properties.

<2−2:周波数2fxが周波数fcより高い場合>
次に、周波数2fx(クロック信号Fxに対応)が基準信号Fcの周波数fcより高い場合を説明する。クロック信号Fxとして1周期21μSの信号(47.619047kHz)を考える。また基準信号Fcとして1周期66μSの信号(15.15kHz)を考える。クロック信号Fxの1周期はHighとLowの反転遷移2回で構成されるので、以下では周波数fxの2倍の値を扱う。これは、クロック信号Fxの2倍の周波数2fxが基準信号Fcの周波数fcより高い場合に該当し、周波数比2fx:fcは、次式で与えられる。
<2-2: When the frequency 2fx is higher than the frequency fc>
Next, a case where the frequency 2fx (corresponding to the clock signal Fx) is higher than the frequency fc of the reference signal Fc will be described. A signal (47.619047 kHz) having a period of 21 μS is considered as the clock signal Fx. Further, consider a signal (15.15 kHz) having a period of 66 μS as the reference signal Fc. Since one cycle of the clock signal Fx is composed of two inversion transitions of High and Low, a value twice as high as the frequency fx is handled below. This corresponds to a case where the frequency 2fx that is twice the clock signal Fx is higher than the frequency fc of the reference signal Fc, and the frequency ratio 2fx: fc is given by the following equation.

2fx:fc=2/21e−6:1/66e−6=44:7
この場合、クロック信号Fxが44回反転遷移する時間と基準信号Fcの7周期の時間が等しい。つまり、21/2μS×44=66μS×7=462μSごとに同じデータ列が繰り返される。
2fx: fc = 2 / 21e-6: 1 / 66e-6 = 44: 7
In this case, the time when the clock signal Fx is inverted 44 times is equal to the time of 7 cycles of the reference signal Fc. That is, the same data string is repeated every 21/2 μS × 44 = 66 μS × 7 = 462 μS.

このときのFDSM(j)の動作について考えてみると出力基準信号Fcjが1周期進む間に出力クロック信号Fxjは44/7=6+2/7回だけ反転遷移することになる。これらの関係を出力基準信号Fcjと出力クロック信号Fxjの立ち上がりエッジが一致する場合を起点として表すと図24になる。   Considering the operation of FDSM (j) at this time, the output clock signal Fxj undergoes an inversion transition 44/7 = 6 + 2/7 times while the output reference signal Fcj advances by one cycle. FIG. 24 shows these relationships as a starting point when the rising edges of the output reference signal Fcj and the output clock signal Fxj match.

実際のFDSM(j)の出力データOUTjのデータ列には図25に示すように「0100100」のビット列が462μS周期で出現することになる。尚、図23のFDSM(j)は動作開始時の第1ラッチ22及び第2ラッチ23の出力が不定のため、図25は最初の462μSの周期が一巡した次の二巡目の繰り返しパターンを示している。   In the actual data string of the output data OUTj of FDSM (j), as shown in FIG. 25, a bit string of “0100100” appears at a cycle of 462 μS. 23, since the outputs of the first latch 22 and the second latch 23 at the start of operation are indefinite, FIG. 25 shows a repeating pattern of the second round after the first 462 μS cycle. Show.

「2fx>fc」であり、ビットストリーム対応のFDSM(j)の振る舞いは、図9に示すデータストリーム対応のFDSM(j)においてクロック信号Fxの2倍の周波数の信号がFDSM(j)に入力された場合の振る舞いと一致することから、クロック信号Fxの半周期を基準としてこれを分割するように遅延を施せばよい。   “2fx> fc”, and the behavior of the FDSM (j) corresponding to the bit stream is that a signal having a frequency twice the clock signal Fx is input to the FDSM (j) in the FDSM (j) corresponding to the data stream shown in FIG. Therefore, a delay may be applied so as to divide the clock signal Fx based on the half cycle.

n=4とした場合、図16に示す構成を適用すればよい。ここで、遅延回路DLx1〜DLx3の遅延時間は、クロック信号Fxの半周期を4等分した時間(21/8μS)とすればよい。この場合、タイミングチャートは図26に示すものとなり、出力データOUT1〜OUT4の繰り返しパターンの開始位置がずれるため、アイドルトーンが分散される。   When n = 4, the configuration shown in FIG. 16 may be applied. Here, the delay time of the delay circuits DLx1 to DLx3 may be a time (21/8 μS) obtained by dividing the half cycle of the clock signal Fx into four equal parts. In this case, the timing chart is as shown in FIG. 26, and the start position of the repetitive pattern of the output data OUT1 to OUT4 is shifted, so that the idle tone is dispersed.

仮に、クロック信号Fxに遅延を施さず、図13に示すように、単に4個のFDSM(1)〜FDSM(4)を並列化したとすると、そのタイミングチャートは図27に示すものとなる。この場合は、出力データOUT1〜OUT4の繰り返しパターンの開始位置が一致するため、周波数デルタシグマ変調信号YのSN比を改善することは困難である。但し、周波数比計測部5としてFDSMを単独で用いた場合に比べれば、アイドルトーンが低減され、SN比が改善される。   If the clock signal Fx is not delayed and only four FDSM (1) to FDSM (4) are parallelized as shown in FIG. 13, the timing chart is as shown in FIG. In this case, it is difficult to improve the SN ratio of the frequency delta-sigma modulation signal Y because the start positions of the repeated patterns of the output data OUT1 to OUT4 match. However, as compared with the case where FDSM is used alone as the frequency ratio measuring unit 5, the idle tone is reduced and the SN ratio is improved.

<2−3:周波数fcが周波数2fxより高い場合>
次に、基準信号Fcの周波数fcがクロック信号Fxの2倍の周波数2fxより高い場合について説明する。
<2-3: When frequency fc is higher than frequency 2fx>
Next, a case where the frequency fc of the reference signal Fc is higher than the frequency 2fx that is twice the clock signal Fx will be described.

FDSM(j)(jはn以下の自然数)の動作は、図24の例に対して周波数関係を入れ替え、クロック信号Fxとして1周期66μSの信号(15.15kHz)を、基準信号Fcとして1周期21μSの信号(47.619047kHz)を考える。クロック信号Fxの1周期はHighとLowの反転遷移2回で構成されるので、以下では周波数fxの2倍の値を扱う。これは、基準信号Fcの周波数fcがクロック信号Fxの2倍の周波数2fxより高い場合に該当し、周波数比2fx:fcは、次式で与えられる。
2fx:fc=2/66e−6:1/21e−6=7:11
The operation of FDSM (j) (j is a natural number equal to or less than n) replaces the frequency relationship with respect to the example of FIG. Consider a 21 μS signal (47.619047 kHz). Since one cycle of the clock signal Fx is composed of two inversion transitions of High and Low, a value twice as high as the frequency fx is handled below. This corresponds to the case where the frequency fc of the reference signal Fc is higher than the frequency 2fx that is twice the clock signal Fx, and the frequency ratio 2fx: fc is given by the following equation.
2fx: fc = 2 / 66e-6: 1 / 21e-6 = 7: 11

このことから、クロック信号Fxの7周期と基準信号Fcの11周期の時間が等しく、66/2μS×7=21μS×11=231μSごとに同じデータ列が繰り返されることになる。FDSM(j)の動作としては、図28に示すように、出力基準信号Fcjと出力クロック信号Fxjの立ち上がりエッジが一致した瞬間を起点とすると、出力基準信号Fcjが1周期進む間に出力クロック信号Fxjは7/22周期だけ進むことになり、7/22×2=7/11回だけ反転遷移することになる。   Therefore, the time of 7 cycles of the clock signal Fx and the time of 11 cycles of the reference signal Fc are equal, and the same data string is repeated every 66/2 μS × 7 = 21 μS × 11 = 231 μS. As the operation of FDSM (j), as shown in FIG. 28, when the starting point is the moment when the rising edges of the output reference signal Fcj and the output clock signal Fxj coincide, the output clock signal is output while the output reference signal Fcj advances one cycle. Fxj advances by a period of 7/22, and reversely transitions only 7/22 × 2 = 7/11 times.

この場合、FDSM(j)の出力データOUTjには、図29に示すように、231μS周期のビット列「01101101101」が出現する。尚、図23のFDSM(j)は動作開始時の第1ラッチ22及び第2ラッチ23の出力が不定のため、図29は最初のビット列が一巡した次の二巡目のビット列を示している。   In this case, as shown in FIG. 29, a bit string “01101101101” having a cycle of 231 μS appears in the output data OUTj of FDSM (j). In FIG. 23, since the outputs of the first latch 22 and the second latch 23 at the start of operation are indefinite, FIG. 29 shows the second bit sequence after the first bit sequence has been completed. .

n=4とした場合、図18に示す構成を適用すればよい。ここで、遅延回路DLc1〜DLc3の遅延時間は、基準信号Fcの1周期を4等分した時間(21/4μS)とすればよい。この場合、タイミングチャートは図30に示すものとなり、出力データOUT1〜OUT4の繰り返しパターンの開始位置がずれるため、アイドルトーンが分散される。   When n = 4, the configuration shown in FIG. 18 may be applied. Here, the delay time of the delay circuits DLc1 to DLc3 may be a time (21/4 μS) obtained by dividing one period of the reference signal Fc into four equal parts. In this case, the timing chart is as shown in FIG. 30, and the start position of the repeated pattern of the output data OUT1 to OUT4 is shifted, so that the idle tone is dispersed.

仮に、クロック信号Fxに遅延を施さず、図13に示すように、単に4個のFDSM(1)〜FDSM(4)を並列化したとすると、そのタイミングチャートは図31に示すものとなる。この場合は、出力データOUT1〜OUT4の繰り返しパターンの開始位置が一致するため、周波数デルタシグマ変調信号YのSN比を改善することは困難である。但し、周波数比計測部5としてFDSMを単独で用いた場合に比べれば、アイドルトーンが低減され、SN比が改善される。   If the clock signal Fx is not delayed and only four FDSM (1) to FDSM (4) are parallelized as shown in FIG. 13, the timing chart is as shown in FIG. In this case, it is difficult to improve the SN ratio of the frequency delta-sigma modulation signal Y because the start positions of the repeated patterns of the output data OUT1 to OUT4 match. However, as compared with the case where FDSM is used alone as the frequency ratio measuring unit 5, the idle tone is reduced and the SN ratio is improved.

第6実施形態の周波数比計測部5において、FDSM(1)〜FDSM(n)は、ビットストリーム形式の出力データOUT1〜OUTnを生成する。また、上述したように位相調整部10は、クロック信号Fxの半周期と基準信号Fcの1周期とのうち短い周期をTxとすると、クロック信号Fxと基準信号Fcとのうち一方を、Tx/nだけ順次遅延して出力クロック信号Fx1〜Fxnと出力基準信号Fc1〜Fcnを生成する。   In the frequency ratio measuring unit 5 of the sixth embodiment, FDSM (1) to FDSM (n) generate output data OUT1 to OUTn in bit stream format. Further, as described above, the phase adjustment unit 10 sets one of the clock signal Fx and the reference signal Fc to Tx /, where Tx is a short cycle of the half cycle of the clock signal Fx and one cycle of the reference signal Fc. Output clock signals Fx1 to Fxn and output reference signals Fc1 to Fcn are sequentially delayed by n.

第6実施形態の周波数比計測部5も、第5実施形態の周波数比計測部5と同様に、位相調整部10は、出力データOUT1〜OUTnに重畳するアイドルトーンの位相をTx/nずつずらすようにクロック信号Fxと基準信号Fcとの位相を相対的に調整して、n組の出力クロック信号及び出力基準信号(Fx1,Fc1)、(Fx2,Fc2)、…(Fxn,Fcn)を生成すればよい。   Similarly to the frequency ratio measuring unit 5 of the fifth embodiment, the phase adjusting unit 10 of the sixth embodiment also shifts the phase of the idle tone superimposed on the output data OUT1 to OUTn by Tx / n. As described above, the phases of the clock signal Fx and the reference signal Fc are relatively adjusted to generate n sets of output clock signals and output reference signals (Fx1, Fc1), (Fx2, Fc2),... (Fxn, Fcn). do it.

具体的には、i(iはn−1以下の任意の自然数)番目のFDSM(i)に供給する出力クロック信号Fxiと出力基準信号Fciとの位相差をPiとしたとき、位相調整部10は、Tx/n=Pi+1−Piとなるように、クロック信号Fxと基準信号Fcとの位相を相対的に調整して、n組の出力クロック信号及び出力基準信号(Fx1,Fc1)、(Fx2,Fc2)、…(Fxn,Fcn)を生成すればよい。   Specifically, when the phase difference between the output clock signal Fxi to be supplied to the i (i is an arbitrary natural number equal to or less than n−1) -th FDSM (i) and the output reference signal Fci is Pi, the phase adjustment unit 10 Adjust the phase of the clock signal Fx and the reference signal Fc relatively so that Tx / n = Pi + 1−Pi, and n sets of output clock signals and output reference signals (Fx1, Fc1), (Fx2 , Fc2),... (Fxn, Fcn) may be generated.

以上のような第6実施形態によっても、前述した第5実施形態と同様の効果を発揮することができる。
なお、第6実施形態は、各実施時形態に適用することができる。
According to the sixth embodiment as described above, the same effect as that of the fifth embodiment described above can be exhibited.
The sixth embodiment can be applied to each embodiment.

<第7実施形態>
図32は、本発明の周波数シンセサイザーの第7実施形態を示すブロック図である。図33は、図32に示す周波数シンセサイザーの制御量計算部を示すブロック図である。
<Seventh embodiment>
FIG. 32 is a block diagram showing a seventh embodiment of the frequency synthesizer of the present invention. FIG. 33 is a block diagram showing a control amount calculator of the frequency synthesizer shown in FIG.

以下、第7実施形態について、前述した第1実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。   Hereinafter, the seventh embodiment will be described with a focus on differences from the first embodiment described above, and description of similar matters will be omitted.

図32に示すように、第7実施形態の周波数シンセサイザー1は、FDSM11と、ループフィルター12と、比較器13と、制御量計算部6と、発振部の一例であり、デジタル信号で発振周波数を制御するデジタル制御発振器(DCO)17とを有している。FDSM11と、ループフィルター12と、比較器13と、制御量計算部6と、デジタル制御発振器17とは、出力側に向ってこの順序で接続されている。   As shown in FIG. 32, the frequency synthesizer 1 of the seventh embodiment is an example of the FDSM 11, the loop filter 12, the comparator 13, the control amount calculation unit 6, and the oscillation unit. It has a digitally controlled oscillator (DCO) 17 to be controlled. The FDSM 11, the loop filter 12, the comparator 13, the control amount calculation unit 6, and the digital control oscillator 17 are connected in this order toward the output side.

発振部としてデジタル制御発振器17を用いることにより、温度変化等の環境変化に対しても安定した出力を得ることができる。   By using the digitally controlled oscillator 17 as the oscillating unit, it is possible to obtain a stable output against environmental changes such as temperature changes.

制御量計算部6は、比較器13の比較結果に基づいて、デジタル制御発振器17の制御量を求める機能を有している。以下、制御量計算部6について説明する。   The control amount calculation unit 6 has a function of obtaining the control amount of the digital control oscillator 17 based on the comparison result of the comparator 13. Hereinafter, the control amount calculation unit 6 will be described.

制御量計算部6としては、種々の形態が可能であり、本実施形態では、制御量計算部6の一般形について説明し、具体的な各構成例は、後述する第2〜第7実施形態において説明する。   Various forms are possible as the control amount calculation unit 6. In this embodiment, a general form of the control amount calculation unit 6 will be described, and specific configuration examples will be described in second to seventh embodiments described later. Will be described in the next section.

図33に示すように、制御量計算部6は、ゲインがk0に設定されたゲイン部16と、ラッチ63および加算器62で構成されたn個(図示の構成では、nは2以上の自然数)の積分部61と、ゲインがk1に設定されたゲイン部16と、ゲインがk2に設定されたゲイン部16と、・・・、ゲインがknに設定されたゲイン部16と、ラッチ66および減算器65で構成されたm個(図示の構成では、mは2以上の自然数)の微分部64と、ゲインがk−1に設定されたゲイン部16と、・・・、ゲインがk−m+1に設定されたゲイン部16と、ゲインがk−mに設定されたゲイン部16と、加算器67と、積分部71とを有している。各ゲイン部16のゲインの値は、それぞれ、特に限定されず、諸条件に応じて適宜設定される。   As shown in FIG. 33, the control amount calculation unit 6 includes n gain units 16 each having a gain set to k0, a latch 63, and an adder 62 (in the illustrated configuration, n is a natural number of 2 or more). ) Integrating unit 61, gain unit 16 having a gain set to k1, gain unit 16 having a gain set to k2,..., Gain unit 16 having a gain set to kn, latch 66, M differential units 64 (m is a natural number of 2 or more in the configuration shown in the figure), a gain unit 16 with a gain set to k−1,..., A gain of k−. The gain unit 16 is set to m + 1, the gain unit 16 is set to k−m, the adder 67, and the integration unit 71. The gain value of each gain unit 16 is not particularly limited, and is set as appropriate according to various conditions.

また、積分部71は、本実施形態では、加算器72と、ラッチ73とで構成され、加算器67の後段に配置されており、現在のデータと、現在のデータよりも1つ前のラッチ73にラッチされているデータとを加算器72で加算するように構成されている。   Further, in the present embodiment, the integrating unit 71 includes an adder 72 and a latch 73, and is disposed at a subsequent stage of the adder 67. The integrating unit 71 is a latch preceding the current data and the current data. The adder 72 adds the data latched in the register 73.

本実施形態では、制御量計算部6の理解を容易にするため、前記の構成を例に挙げて説明するが、以下に述べるように、制御量計算部6は、必ずしもそのすべての構成を有している必要はない。また、前記「・・・」の部分は、その説明を省略する。   In the present embodiment, in order to facilitate understanding of the control amount calculation unit 6, the above configuration will be described as an example. However, as will be described below, the control amount calculation unit 6 does not necessarily have all the configurations. You don't have to. Further, the description of the part “...” Is omitted.

まず、ゲインがk0のゲイン部16により、比較器13の比較結果を所定倍して出力する第1回路部60が構成される。   First, the gain unit 16 having a gain k0 constitutes a first circuit unit 60 that outputs the comparison result of the comparator 13 by multiplying it by a predetermined number.

また、積分部61およびゲインがk1のゲイン部16により、比較器13の比較結果に対し、積分を1回行って所定倍して出力する第2回路部68が構成される。   Further, the integration unit 61 and the gain unit 16 having a gain of k1 constitute a second circuit unit 68 that performs integration once for the comparison result of the comparator 13 and outputs the result by a predetermined multiplication.

また、直列に接続された2つの積分部61およびゲインがk2のゲイン部16により、比較器13の比較結果に対し、積分を2回行って所定倍して出力する第2回路部68が構成される。   Further, the second circuit unit 68 configured to perform the integration twice and output the comparison result of the comparator 13 by the two integration units 61 connected in series and the gain unit 16 having a gain of k2 is configured. Is done.

また、直列に接続されたn個の積分部61およびゲインがknのゲイン部16により、比較器13の比較結果に対し、積分をn回行って所定倍して出力する第2回路部68が構成される。   In addition, a second circuit unit 68 that performs integration n times and outputs the result of comparison of the comparator 13 by the n integration units 61 connected in series and the gain unit 16 having a gain kn is output. Composed.

そして、前記積分を行う回数の異なる複数(複数種)の第2回路部68により、第2回路部群が構成される。   A plurality of (a plurality of types) of second circuit units 68 having different numbers of integrations constitute a second circuit unit group.

また、微分部64およびゲインがk−1のゲイン部16により、比較器13の比較結果に対し、微分を1回行って所定倍して出力する第3回路部69が構成される。   Further, the differentiating unit 64 and the gain unit 16 having a gain of k−1 constitute a third circuit unit 69 that performs differentiation once with respect to the comparison result of the comparator 13 and outputs the result after a predetermined multiplication.

また、直列に接続された(m−1)個の微分部64およびゲインがk−m+1のゲイン部16により、比較器13の比較結果に対し、微分を(m−1)回行って所定倍して出力する第3回路部69が構成される。   In addition, the (m−1) differentiating units 64 connected in series and the gain unit 16 having a gain of k−m + 1 perform differentiation on the comparison result of the comparator 13 (m−1) times to a predetermined multiple. Thus, the third circuit unit 69 is configured to output.

また、直列に接続されたm個の微分部64およびゲインがk−mのゲイン部16により、比較器13の比較結果に対し、微分をm回行って所定倍して出力する第3回路部69が構成される。   The third circuit unit outputs m times the differential result of the comparator 13 by m times and outputs the comparison result by the m differential units 64 connected in series and the gain unit 16 having a gain of k−m. 69 is configured.

そして、前記微分を行う回数の異なる複数(複数種)の第3回路部69により、第3回路部群が構成される。   A third circuit unit group is configured by a plurality (a plurality of types) of third circuit units 69 having different numbers of differentiations.

このような制御量計算部6を設けることにより、例えば、周波数に対するPD制御、周波数に対するPI制御、周波数に対するPID制御、位相に対するPD制御、位相に対するPI制御、位相に対するPID制御、位相に対するPIDD2制御等の種々のフィードバック制御を行うことができる。なお、前記「P」は比例、前記「I」は積分、前記「D」は微分、前記「D2」は2階微分である。   By providing such a control amount calculation unit 6, for example, PD control for frequency, PI control for frequency, PID control for frequency, PD control for phase, PI control for phase, PID control for phase, PIDD2 control for phase, etc. Various feedback controls can be performed. The “P” is proportional, the “I” is integration, the “D” is differentiation, and the “D2” is second-order differentiation.

ここで、制御量計算部6は、必ずしも、前記第1回路部60、前記第2回路部群の異なる複数の第2回路部68および前第3回路部群の異なる複数の第3回路部69のすべてを備えている必要はない。   Here, the control amount calculation unit 6 does not necessarily include the first circuit unit 60, the plurality of second circuit units 68 in the second circuit unit group, and the plurality of third circuit units 69 in the previous third circuit unit group. You don't have to have everything.

すなわち、制御量計算部6は、前記第1回路部60、前記第2回路部群の異なる複数の第2回路部68および前第3回路部群の異なる複数の第3回路部69のうちから選択される少なくとも2つの異なる回路部を備えていればよい。したがって、制御量計算部6は、例えば、第2回路部群のうちの異なる複数の回路部、加算器67および積分部71で構成されていてもよく、また、第3回路部群のうちの異なる複数の回路部、加算器67および積分部71で構成されていてもよい。   That is, the control amount calculation unit 6 includes the first circuit unit 60, the plurality of second circuit units 68 different in the second circuit unit group, and the plurality of third circuit units 69 different in the previous third circuit unit group. It suffices to have at least two different circuit units to be selected. Therefore, the control amount calculation unit 6 may be configured by, for example, a plurality of different circuit units in the second circuit unit group, an adder 67, and an integration unit 71, and in the third circuit unit group. A plurality of different circuit units, an adder 67 and an integration unit 71 may be included.

次に、周波数シンセサイザー1の動作について説明する。
図32に示すように、比較器13までは、第1実施形態と同様である。比較器13の比較結果である目標値とFDSM11から出力された信号が示す周波数比との差を示す周波数比の差信号(比較器13の出力信号)は、制御量計算部6に入力される。
Next, the operation of the frequency synthesizer 1 will be described.
As shown in FIG. 32, the steps up to the comparator 13 are the same as in the first embodiment. A frequency ratio difference signal (output signal of the comparator 13) indicating the difference between the target value as the comparison result of the comparator 13 and the frequency ratio indicated by the signal output from the FDSM 11 is input to the control amount calculation unit 6. .

制御量計算部6では、周波数比の差信号に基づいて、デジタル制御発振器17の制御量を求める。なお、前記制御量の演算方法は、制御量計算部6の構成により異なり、ここでは、その説明は省略する。   The control amount calculation unit 6 obtains the control amount of the digitally controlled oscillator 17 based on the frequency ratio difference signal. Note that the control amount calculation method differs depending on the configuration of the control amount calculation unit 6, and the description thereof is omitted here.

制御量計算部6から出力された前記制御量を示す信号は、デジタル制御発振器17のデジタル制御信号として、デジタル制御発振器17に入力される。   A signal indicating the control amount output from the control amount calculation unit 6 is input to the digital control oscillator 17 as a digital control signal of the digital control oscillator 17.

これにより、デジタル制御発振器17の発振周波数、すなわち、デジタル制御発振器17から出力されるクロック信号の周波数が調整され、目標値に収束する(ロックされる)。または、デジタル制御発振器17から出力されるクロック信号の位相および周波数が調整され、位相は所定値に収束し、周波数は目標値に収束する。   As a result, the oscillation frequency of the digitally controlled oscillator 17, that is, the frequency of the clock signal output from the digitally controlled oscillator 17 is adjusted and converged (locked) to the target value. Alternatively, the phase and frequency of the clock signal output from the digital control oscillator 17 are adjusted, the phase converges to a predetermined value, and the frequency converges to the target value.

以上のような第7実施形態によれば、簡易な構成で、デジタル制御発振器17から出力されるクロック信号の周波数と位相との少なくとも一方をロックすることができ、また、前述した第1実施形態と同様の効果を発揮することができる。   According to the seventh embodiment as described above, it is possible to lock at least one of the frequency and the phase of the clock signal output from the digitally controlled oscillator 17 with a simple configuration, and the first embodiment described above. The same effect can be exhibited.

また、処理される信号は、すべてデジタル信号であるので、ノイズに対して強く、これにより高い精度が得られる。   In addition, since all the signals to be processed are digital signals, they are strong against noise, thereby obtaining high accuracy.

また、制御量計算部6は複数種の回路部を有しているので、ゲインの調整幅が広がり、安定性、過渡特性、定常特性等を改善することができる。   In addition, since the control amount calculation unit 6 has a plurality of types of circuit units, the gain adjustment range is widened, and stability, transient characteristics, steady characteristics, and the like can be improved.

<第8実施形態>
図34は、本発明の周波数シンセサイザーの第8実施形態における制御量計算部を示すブロック図である。
<Eighth Embodiment>
FIG. 34 is a block diagram showing a control amount calculation unit in the eighth embodiment of the frequency synthesizer of the present invention.

以下、第8実施形態について、前述した第7実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。   Hereinafter, the eighth embodiment will be described with a focus on differences from the above-described seventh embodiment, and description of similar matters will be omitted.

図34に示すように、第8実施形態の周波数シンセサイザー1では、周波数に対するPD制御を行って調整を行うように構成されている。   As shown in FIG. 34, the frequency synthesizer 1 of the eighth embodiment is configured to perform adjustment by performing PD control on the frequency.

制御量計算部6は、ゲインがk0のゲイン部161と、ラッチ66および減算器65で構成された微分部64と、ゲインがk−1のゲイン部162と、加算器67と、積分部71とを有している。   The control amount calculation unit 6 includes a gain unit 161 having a gain k0, a differentiation unit 64 including a latch 66 and a subtractor 65, a gain unit 162 having a gain k-1, an adder 67, and an integration unit 71. And have.

ゲイン部161により、第1回路部60が構成され、この第1回路部60から出力された信号を用いて、周波数に対してP制御が行われる。   A first circuit unit 60 is configured by the gain unit 161, and P control is performed on the frequency using a signal output from the first circuit unit 60.

また、微分部64およびゲイン部162により、第3回路部691が構成され、この第3回路部691から出力された信号を用いて、周波数に対してD制御が行われる。   Further, the differentiation unit 64 and the gain unit 162 constitute a third circuit unit 691, and D control is performed on the frequency using a signal output from the third circuit unit 691.

第1回路部60から出力された信号と、第3回路部691から出力された信号とは、加算器67で加算され、積分部71で積分され、制御量計算部6から出力される。   The signal output from the first circuit unit 60 and the signal output from the third circuit unit 691 are added by the adder 67, integrated by the integration unit 71, and output from the control amount calculation unit 6.

以上のような第8実施形態によっても、前述した第7実施形態と同様の効果を発揮することができる。   Also according to the eighth embodiment as described above, the same effects as those of the seventh embodiment described above can be exhibited.

この第8実施形態では、簡易な構成で、デジタル制御発振器17から出力されるクロック信号の周波数をロックすることができる。   In the eighth embodiment, the frequency of the clock signal output from the digitally controlled oscillator 17 can be locked with a simple configuration.

また、過渡応答特性を改善することができ、P制御に比べ、前記ロックに要する時間を低減することができる。   Further, the transient response characteristic can be improved, and the time required for the lock can be reduced as compared with the P control.

<第9実施形態>
図35は、本発明の周波数シンセサイザーの第9実施形態における制御量計算部を示すブロック図である。
<Ninth Embodiment>
FIG. 35 is a block diagram showing a control amount calculation unit in the ninth embodiment of the frequency synthesizer of the present invention.

以下、第9実施形態について、前述した第7実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。   Hereinafter, the ninth embodiment will be described focusing on differences from the above-described seventh embodiment, and description of similar matters will be omitted.

図35に示すように、第9実施形態の周波数シンセサイザー1では、周波数に対するPID制御を行って調整を行うように構成されている。   As shown in FIG. 35, the frequency synthesizer 1 of the ninth embodiment is configured to perform adjustment by performing PID control on the frequency.

制御量計算部6は、ゲインがk0のゲイン部161と、ラッチ63および加算器62で構成された積分部61と、ゲインがk1のゲイン部163と、ラッチ63および減算器65で構成された微分部64と、ゲインがk−1のゲイン部162と、加算器67と、積分部71とを有している。   The control amount calculation unit 6 includes a gain unit 161 having a gain of k0, an integration unit 61 including a latch 63 and an adder 62, a gain unit 163 having a gain of k1, a latch 63, and a subtractor 65. It has a differentiating unit 64, a gain unit 162 with a gain of k−1, an adder 67, and an integrating unit 71.

ゲイン部161により、第1回路部60が構成され、この第1回路部60から出力された信号を用いて、周波数に対してP制御が行われる。   A first circuit unit 60 is configured by the gain unit 161, and P control is performed on the frequency using a signal output from the first circuit unit 60.

また、積分部61およびゲイン部163により、第2回路部681が構成され、この第2回路部681から出力された信号を用いて、周波数に対してI制御が行われる。   The integrating unit 61 and the gain unit 163 constitute a second circuit unit 681, and I control is performed on the frequency using the signal output from the second circuit unit 681.

また、微分部64およびゲイン部162により、第3回路部691が構成され、この第3回路部691から出力された信号を用いて、周波数に対してD制御が行われる。   Further, the differentiation unit 64 and the gain unit 162 constitute a third circuit unit 691, and D control is performed on the frequency using a signal output from the third circuit unit 691.

第1回路部60から出力された信号と、第2回路部681から出力された信号と、第3回路部691から出力された信号とは、加算器67で加算され、積分部71で積分され、制御量計算部6から出力される。   The signal output from the first circuit unit 60, the signal output from the second circuit unit 681, and the signal output from the third circuit unit 691 are added by the adder 67 and integrated by the integration unit 71. And output from the control amount calculation unit 6.

以上のような第9実施形態によっても、前述した第7実施形態と同様の効果を発揮することができる。   According to the ninth embodiment as described above, the same effect as that of the seventh embodiment described above can be exhibited.

この第9実施形態では、簡易な構成で、デジタル制御発振器17から出力されるクロック信号の周波数および位相をロックすることができる。   In the ninth embodiment, the frequency and phase of the clock signal output from the digitally controlled oscillator 17 can be locked with a simple configuration.

また、過渡応答特性を改善することができ、前記ロックに要する時間を低減することができ、また、目標値との定常偏差をゼロにすることができる。   Moreover, the transient response characteristic can be improved, the time required for the lock can be reduced, and the steady deviation from the target value can be made zero.

<第10実施形態>
図36は、本発明の周波数シンセサイザーの第10実施形態における制御量計算部を示すブロック図である。
<Tenth Embodiment>
FIG. 36 is a block diagram showing a control amount calculation unit in the tenth embodiment of the frequency synthesizer of the present invention.

以下、第10実施形態について、前述した第7実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。   Hereinafter, the tenth embodiment will be described with a focus on differences from the above-described seventh embodiment, and description of similar matters will be omitted.

図36に示すように、第10実施形態の周波数シンセサイザー1では、位相に対するPD制御を行って調整を行うように構成されている。   As shown in FIG. 36, the frequency synthesizer 1 of the tenth embodiment is configured to perform adjustment by performing PD control on the phase.

制御量計算部6は、ゲインがk0のゲイン部161と、ラッチ63および加算器62で構成された積分部61と、ゲインがk1のゲイン部163と、加算器67と、積分部71とを有している。   The control amount calculation unit 6 includes a gain unit 161 having a gain k0, an integration unit 61 including a latch 63 and an adder 62, a gain unit 163 having a gain k1, an adder 67, and an integration unit 71. Have.

ゲイン部161により、第1回路部60が構成され、この第1回路部60から出力された信号を用いて、位相に対してD制御が行われる。   The first circuit unit 60 is configured by the gain unit 161, and D control is performed on the phase using the signal output from the first circuit unit 60.

また、積分部61およびゲイン部163により、第2回路部681が構成され、この第2回路部681から出力された信号を用いて、位相に対してP制御が行われる。   Further, the integration unit 61 and the gain unit 163 constitute a second circuit unit 681, and P control is performed on the phase using the signal output from the second circuit unit 681.

第1回路部60から出力された信号と、第2回路部681から出力された信号とは、加算器67で加算され、積分部71で積分され、制御量計算部6から出力される。   The signal output from the first circuit unit 60 and the signal output from the second circuit unit 681 are added by the adder 67, integrated by the integration unit 71, and output from the control amount calculation unit 6.

以上のような第10実施形態によっても、前述した第7実施形態と同様の効果を発揮することができる。   Also according to the tenth embodiment as described above, the same effects as those of the seventh embodiment described above can be exhibited.

この第10実施形態では、簡易な構成で、デジタル制御発振器17から出力されるクロック信号の周波数および位相をロックすることができる。   In the tenth embodiment, the frequency and phase of the clock signal output from the digitally controlled oscillator 17 can be locked with a simple configuration.

また、過渡応答特性を改善することができ、P制御に比べ、前記ロックに要する時間を低減することができる。   Further, the transient response characteristic can be improved, and the time required for the lock can be reduced as compared with the P control.

<第11実施形態>
図37は、本発明の周波数シンセサイザーの第11実施形態における制御量計算部を示すブロック図である。
<Eleventh embodiment>
FIG. 37 is a block diagram showing a control amount calculation unit in the eleventh embodiment of the frequency synthesizer of the present invention.

以下、第11実施形態について、前述した第7実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。   Hereinafter, the eleventh embodiment will be described with a focus on differences from the seventh embodiment described above, and description of similar matters will be omitted.

図37に示すように、第11実施形態の周波数シンセサイザー1では、位相に対するPI制御を行って調整を行うように構成されている。   As shown in FIG. 37, the frequency synthesizer 1 of the eleventh embodiment is configured to perform adjustment by performing PI control on the phase.

制御量計算部6は、ラッチ63および加算器62で構成された積分部61を2つと、ゲインがk1のゲイン部163と、ゲインがk2のゲイン部164と、加算器67と、積分部71とを有している。   The control amount calculation unit 6 includes two integration units 61 each including a latch 63 and an adder 62, a gain unit 163 having a gain k1, a gain unit 164 having a gain k2, an adder 67, and an integration unit 71. And have.

積分部61およびゲイン部163により、第2回路部681が構成され、この第2回路部681から出力された信号を用いて、位相に対してP制御が行われる。   The integrating unit 61 and the gain unit 163 constitute a second circuit unit 681, and P control is performed on the phase using the signal output from the second circuit unit 681.

また、直列に接続された2つの積分部61およびゲイン部164により、第2回路部682が構成され、この第2回路部682から出力された信号を用いて、位相に対してI制御が行われる。   Further, the second circuit unit 682 is configured by the two integration units 61 and the gain unit 164 connected in series, and the I control is performed on the phase using the signal output from the second circuit unit 682. Is called.

第2回路部681から出力された信号と、第2回路部682から出力された信号とは、加算器67で加算され、積分部71で積分され、制御量計算部6から出力される。   The signal output from the second circuit unit 681 and the signal output from the second circuit unit 682 are added by the adder 67, integrated by the integration unit 71, and output from the control amount calculation unit 6.

以上のような第11実施形態によっても、前述した第7実施形態と同様の効果を発揮することができる。   According to the eleventh embodiment as described above, the same effects as those of the seventh embodiment described above can be exhibited.

この第11実施形態では、簡易な構成で、デジタル制御発振器17から出力されるクロック信号の周波数および位相をロックすることができる。
また、目標値との定常偏差をゼロにすることができる。
In the eleventh embodiment, the frequency and phase of the clock signal output from the digitally controlled oscillator 17 can be locked with a simple configuration.
Further, the steady deviation from the target value can be made zero.

<第12実施形態>
図38は、本発明の周波数シンセサイザーの第12実施形態における制御量計算部を示すブロック図である。
<Twelfth embodiment>
FIG. 38 is a block diagram showing a control amount calculation unit in the twelfth embodiment of the frequency synthesizer of the present invention.

以下、第12実施形態について、前述した第7実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。   Hereinafter, the twelfth embodiment will be described with a focus on differences from the seventh embodiment described above, and description of similar matters will be omitted.

図38に示すように、第12実施形態の周波数シンセサイザー1では、位相に対するPID制御を行って調整を行うように構成されている。   As shown in FIG. 38, the frequency synthesizer 1 of the twelfth embodiment is configured to perform adjustment by performing PID control on the phase.

制御量計算部6は、ゲインがk0のゲイン部161と、ラッチ63および加算器62で構成された積分部61を2つと、ゲインがk1のゲイン部163と、ゲインがk2のゲイン部164と、加算器67と、積分部71とを有している。   The control amount calculation unit 6 includes a gain unit 161 having a gain k0, two integration units 61 each including a latch 63 and an adder 62, a gain unit 163 having a gain k1, and a gain unit 164 having a gain k2. , An adder 67 and an integration unit 71.

ゲイン部161により、第1回路部60が構成され、この第1回路部60から出力された信号を用いて、位相に対してD制御が行われる。   The first circuit unit 60 is configured by the gain unit 161, and D control is performed on the phase using the signal output from the first circuit unit 60.

また、積分部61およびゲイン部163により、第2回路部681が構成され、この第2回路部681から出力された信号を用いて、位相に対してP制御が行われる。   Further, the integration unit 61 and the gain unit 163 constitute a second circuit unit 681, and P control is performed on the phase using the signal output from the second circuit unit 681.

また、直列に接続された2つの積分部61およびゲイン部164により、第2回路部682が構成され、この第2回路部682から出力された信号を用いて、位相に対してI制御が行われる。   Further, the second circuit unit 682 is configured by the two integration units 61 and the gain unit 164 connected in series, and the I control is performed on the phase using the signal output from the second circuit unit 682. Is called.

第1回路部60から出力された信号と、第2回路部681から出力された信号と、第2回路部682から出力された信号とは、加算器67で加算され、積分部71で積分され、制御量計算部6から出力される。   The signal output from the first circuit unit 60, the signal output from the second circuit unit 681, and the signal output from the second circuit unit 682 are added by the adder 67 and integrated by the integration unit 71. And output from the control amount calculation unit 6.

以上のような第12実施形態によっても、前述した第7実施形態と同様の効果を発揮することができる。   Also according to the twelfth embodiment as described above, the same effects as those of the seventh embodiment described above can be exhibited.

この第12実施形態では、簡易な構成で、デジタル制御発振器17から出力されるクロック信号の周波数および位相をロックすることができる。   In the twelfth embodiment, the frequency and phase of the clock signal output from the digitally controlled oscillator 17 can be locked with a simple configuration.

また、過渡応答特性を改善することができ、P制御やPI制御に比べ、前記ロックに要する時間を低減することができ、また、目標値との定常偏差をゼロにすることができる。   In addition, the transient response characteristic can be improved, the time required for the lock can be reduced, and the steady deviation from the target value can be made zero compared to P control and PI control.

<第13実施形態>
図39は、本発明の周波数シンセサイザーの第13実施形態における制御量計算部を示すブロック図である。
<13th Embodiment>
FIG. 39 is a block diagram showing a control amount calculation unit in the thirteenth embodiment of the frequency synthesizer of the present invention.

以下、第13実施形態について、前述した第7実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。   Hereinafter, the thirteenth embodiment will be described with a focus on differences from the seventh embodiment described above, and description of similar matters will be omitted.

図39に示すように、第13実施形態の周波数シンセサイザー1では、位相に対するPIDD2(PIDD)制御を行って調整を行うように構成されている。   As shown in FIG. 39, the frequency synthesizer 1 of the thirteenth embodiment is configured to perform adjustment by performing PIDD2 (PIDD) control on the phase.

制御量計算部6は、ゲインがk0のゲイン部161と、ラッチ63および加算器62で構成された積分部61を2つと、ゲインがk1のゲイン部163と、ゲインがk2のゲイン部164と、ラッチ66および減算器65で構成された微分部64と、ゲインがk−1のゲイン部162と、加算器67と、積分部71とを有している。   The control amount calculation unit 6 includes a gain unit 161 having a gain k0, two integration units 61 each including a latch 63 and an adder 62, a gain unit 163 having a gain k1, and a gain unit 164 having a gain k2. , A differential unit 64 including a latch 66 and a subtracter 65, a gain unit 162 having a gain of k-1, an adder 67, and an integration unit 71.

ゲイン部161により、第1回路部60が構成され、この第1回路部60から出力された信号を用いて、位相に対してD制御が行われる。   The first circuit unit 60 is configured by the gain unit 161, and D control is performed on the phase using the signal output from the first circuit unit 60.

また、積分部61およびゲイン部163により、第2回路部681が構成され、この第2回路部681から出力された信号を用いて、位相に対してP制御が行われる。   Further, the integration unit 61 and the gain unit 163 constitute a second circuit unit 681, and P control is performed on the phase using the signal output from the second circuit unit 681.

また、直列に接続された2つの積分部61およびゲイン部164により、第2回路部682が構成され、この第2回路部682から出力された信号を用いて、位相に対してI制御が行われる。   Further, the second circuit unit 682 is configured by the two integration units 61 and the gain unit 164 connected in series, and the I control is performed on the phase using the signal output from the second circuit unit 682. Is called.

また、微分部64およびゲイン部162により、第3回路部691が構成され、この第3回路部691から出力された信号を用いて、位相に対してD2制御(2階微分制御)が行われる。   The differentiation unit 64 and the gain unit 162 constitute a third circuit unit 691, and D2 control (second-order differentiation control) is performed on the phase using the signal output from the third circuit unit 691. .

以上のような第13実施形態によっても、前述した第7実施形態と同様の効果を発揮することができる。   Also according to the thirteenth embodiment as described above, the same effects as in the seventh embodiment described above can be exhibited.

この第13実施形態では、簡易な構成で、デジタル制御発振器17から出力されるクロック信号の周波数および位相をロックすることができる。   In the thirteenth embodiment, the frequency and phase of the clock signal output from the digitally controlled oscillator 17 can be locked with a simple configuration.

また、過渡応答特性を改善することができ、P制御やPI制御に比べ、前記ロックに要する時間を低減することができ、また、目標値との定常偏差をゼロにすることができる。   In addition, the transient response characteristic can be improved, the time required for the lock can be reduced, and the steady deviation from the target value can be made zero compared to P control and PI control.

また、ゲインの調整幅が広がり、特に系のむだ時間が無視できない場合でも、速応性があり、外乱に対して強い。   In addition, the gain adjustment range is wide, and even when the system dead time cannot be ignored, it is quick and strong against disturbance.

<第14実施形態>
図40は、本発明の周波数シンセサイザーの第14実施形態を示すブロック図である。
<Fourteenth embodiment>
FIG. 40 is a block diagram showing a fourteenth embodiment of the frequency synthesizer of the present invention.

以下、第14実施形態について、前述した第3実施形態および第7実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。   Hereinafter, the fourteenth embodiment will be described with a focus on differences from the third embodiment and the seventh embodiment described above, and description of similar matters will be omitted.

図40に示すように、第14実施形態の周波数シンセサイザー1は、FDSM11と、比較器13と、ループフィルター12と、制御量計算部6と、デジタル制御発振器17とを有している。FDSM11と、比較器13と、ループフィルター12と、制御量計算部6と、デジタル制御発振器17とは、出力側に向ってこの順序で接続されている。   As shown in FIG. 40, the frequency synthesizer 1 of the fourteenth embodiment includes an FDSM 11, a comparator 13, a loop filter 12, a control amount calculation unit 6, and a digital control oscillator 17. The FDSM 11, the comparator 13, the loop filter 12, the control amount calculation unit 6, and the digital control oscillator 17 are connected in this order toward the output side.

このように、本実施形態では、ループフィルター12は、比較器13の後、すなわち、比較器13とデジタル制御発振器17との間、より詳細には、比較器13と制御量計算部6との間に配置さている。   Thus, in the present embodiment, the loop filter 12 is provided after the comparator 13, that is, between the comparator 13 and the digitally controlled oscillator 17, more specifically, between the comparator 13 and the control amount calculator 6. Arranged between.

また、比較器13は、第3実施形態と同様に、ゲイン部132および減算器131を有し(図6参照)、符号付2進数表現で信号処理を行うように構成されている。   Similarly to the third embodiment, the comparator 13 includes a gain unit 132 and a subtracter 131 (see FIG. 6), and is configured to perform signal processing with a signed binary number expression.

また、制御量計算部6は、第7実施形態で述べた通りである。この制御量計算部6としては、例えば、前記第8〜第13実施形態の制御量計算部6等を用いることができ、それぞれ、前記第8〜第13実施形態で述べた効果と同様の効果を得ることができる。   Further, the control amount calculation unit 6 is as described in the seventh embodiment. As the control amount calculation unit 6, for example, the control amount calculation unit 6 of the eighth to thirteenth embodiments can be used, and the same effects as those described in the eighth to thirteenth embodiments, respectively. Can be obtained.

以上のような第14実施形態によっても、ループフィルター12の位置に起因する効果以外については、前述した第7実施形態と同様の効果を発揮することができる。   According to the fourteenth embodiment as described above, the same effects as those of the seventh embodiment described above can be exhibited except for the effects caused by the position of the loop filter 12.

また、ループフィルター12の位置に起因する効果については、前述した第3実施形態と同様の効果を発揮することができる。   Moreover, about the effect resulting from the position of the loop filter 12, the effect similar to 3rd Embodiment mentioned above can be exhibited.

<第15実施形態>
図41は、本発明の周波数シンセサイザーの第15実施形態を示すブロック図である。
<Fifteenth embodiment>
FIG. 41 is a block diagram showing a fifteenth embodiment of the frequency synthesizer of the present invention.

以下、第15実施形態について、前述した第3実施形態および第7実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。   Hereinafter, the fifteenth embodiment will be described focusing on the differences from the third embodiment and the seventh embodiment described above, and description of similar matters will be omitted.

図41に示すように、第15実施形態の周波数シンセサイザー1は、FDSM11と、比較器13と、制御量計算部6と、ループフィルター12と、デジタル制御発振器17とを有している。FDSM11と、比較器13と、制御量計算部6と、ループフィルター12と、デジタル制御発振器17とは、出力側に向ってこの順序で接続されている。   As shown in FIG. 41, the frequency synthesizer 1 of the fifteenth embodiment includes an FDSM 11, a comparator 13, a control amount calculator 6, a loop filter 12, and a digitally controlled oscillator 17. The FDSM 11, the comparator 13, the control amount calculator 6, the loop filter 12, and the digitally controlled oscillator 17 are connected in this order toward the output side.

このように、本実施形態では、ループフィルター12は、制御量計算部6の後、すなわち、制御量計算部6とデジタル制御発振器17との間に配置されている。   Thus, in the present embodiment, the loop filter 12 is arranged after the control amount calculation unit 6, that is, between the control amount calculation unit 6 and the digital control oscillator 17.

また、比較器13は、第3実施形態と同様に、ゲイン部132および減算器131を有し(図6参照)、符号付2進数表現で信号処理を行うように構成されている。   Similarly to the third embodiment, the comparator 13 includes a gain unit 132 and a subtracter 131 (see FIG. 6), and is configured to perform signal processing with a signed binary number expression.

また、制御量計算部6は、第7実施形態で述べた通りである。この制御量計算部6としては、例えば、前記第8〜第13実施形態の制御量計算部6等を用いることができ、それぞれ、前記第8〜第13実施形態で述べた効果と同様の効果を得ることができる。   Further, the control amount calculation unit 6 is as described in the seventh embodiment. As the control amount calculation unit 6, for example, the control amount calculation unit 6 of the eighth to thirteenth embodiments can be used, and the same effects as those described in the eighth to thirteenth embodiments, respectively. Can be obtained.

以上のような第15実施形態によっても、ループフィルター12の位置に起因する効果以外については、前述した第7実施形態と同様の効果を発揮することができる。   Also according to the fifteenth embodiment as described above, the same effects as those of the seventh embodiment described above can be exhibited except for the effects due to the position of the loop filter 12.

また、ループフィルター12は、制御量計算部6の後に配置されているので、比較器13で生じる量子化ノイズ成分等のデジタル制御発振器17の位相雑音を増加させる周波数成分を効果的に減衰させることができる。   Further, since the loop filter 12 is disposed after the control amount calculation unit 6, it effectively attenuates frequency components that increase phase noise of the digitally controlled oscillator 17 such as quantization noise components generated in the comparator 13. Can do.

また、ループフィルター12で処理が行われるまでは量子化誤差の大きい状態で演算が行われるが、演算時の表現ビット数を抑えることができるので、制御量計算部6の後にループフィルター12を配置することにより、制御量計算部6までの演算回路の規模を小さくすることができる。   In addition, the calculation is performed with a large quantization error until the process is performed by the loop filter 12, but the number of expression bits at the time of the calculation can be suppressed. Therefore, the loop filter 12 is arranged after the control amount calculation unit 6. By doing so, the scale of the arithmetic circuit up to the control amount calculation unit 6 can be reduced.

また、符号付2進数表現を採用することにより、負の値を扱うことができ、これにより、回路の素子の数や大きさを小さくすることができる。   Further, by adopting a signed binary number expression, it is possible to handle negative values, thereby reducing the number and size of circuit elements.

以上、本発明の周波数シンセサイザーを、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。また、他の任意の構成物が付加されていてもよい。   The frequency synthesizer of the present invention has been described based on the illustrated embodiment. However, the present invention is not limited to this, and the configuration of each part is replaced with an arbitrary configuration having the same function. be able to. Moreover, other arbitrary components may be added.

また、本発明は、前記各実施形態および各変形例のうちの、任意の2以上の構成(特徴)を組み合わせたものであってもよい。   Further, the present invention may be a combination of any two or more configurations (features) of the above-described embodiments and modifications.

また、前記実施形態では、周波数デルタシグマ変調部の構成例を2つ挙げたが、本発明では、周波数デルタシグマ変調部の構成は、これに限定されず、他の構成であってもよい。   In the above embodiment, two configuration examples of the frequency delta sigma modulation unit are given. However, in the present invention, the configuration of the frequency delta sigma modulation unit is not limited to this, and may be another configuration.

また、前記実施形態では、周波数デルタシグマ変調部を用いて周波数比計測部を構成しているが、本発明では、これに限定されず、例えば、他の構成の周波数変調部を用いて周波数比計測部を構成してもよい。   In the embodiment, the frequency ratio measurement unit is configured using the frequency delta sigma modulation unit. However, the present invention is not limited to this, and for example, the frequency ratio measurement unit may be configured using a frequency modulation unit having another configuration. You may comprise a measurement part.

また、前記実施形態では、分周器が設けられていないが、本発明では、これに限定されず、1つまたは複数の分周器が設けられていてもよい。   Moreover, in the said embodiment, although the frequency divider is not provided, in this invention, it is not limited to this, The 1 or several frequency divider may be provided.

1…周波数シンセサイザー、5…周波数比計測部、6…制御量計算部、60…第1回路部、61…積分部、62…加算器、63…ラッチ、64…微分部、65…減算器、66…ラッチ、67…加算器、68、681、682…第2回路部、69、691…第3回路部、71…積分部、72…加算器、73…ラッチ、11…FDSM、12…ループフィルター、13…比較器、131…減算器、132…ゲイン部、14…DA変換器、15…電圧制御発振器、16、161〜164…ゲイン部、17…デジタル制御発振器、21…アップカウンター、22…第1ラッチ、23…第2ラッチ、24…減算器、25…排他的論理和回路、31…積分部、32…加算器、33…ラッチ、10…位相調整部、30…加算器、Fx…クロック信号、Fx1〜Fxn…出力クロック信号、Fc…基準信号、Fc1〜Fcn…出力基準信号、OUT1〜OUTn…出力データ、Y…周波数デルタシグマ変調信号、DLx1〜DLxn−1…遅延回路、DLc1〜DLcn−1…遅延回路、D1、d1…第1データ、D2、d2…第2データ   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Frequency synthesizer, 5 ... Frequency ratio measurement part, 6 ... Control amount calculation part, 60 ... 1st circuit part, 61 ... Integration part, 62 ... Adder, 63 ... Latch, 64 ... Differentiation part, 65 ... Subtractor, 66 ... Latch, 67 ... Adder, 68, 681, 682 ... Second circuit unit, 69, 691 ... Third circuit unit, 71 ... Integral unit, 72 ... Adder, 73 ... Latch, 11 ... FDSM, 12 ... Loop Filter, 13 ... Comparator, 131 ... Subtractor, 132 ... Gain unit, 14 ... DA converter, 15 ... Voltage controlled oscillator, 16, 161-164 ... Gain unit, 17 ... Digitally controlled oscillator, 21 ... Up counter, 22 ... 1st latch, 23 ... 2nd latch, 24 ... Subtractor, 25 ... Exclusive OR circuit, 31 ... Integration unit, 32 ... Adder, 33 ... Latch, 10 ... Phase adjustment unit, 30 ... Adder, Fx ... Clock signal, Fx1 Fxn: output clock signal, Fc: reference signal, Fc1-Fcn: output reference signal, OUT1-OUTn: output data, Y: frequency delta-sigma modulation signal, DLx1-DLxn-1, delay circuit, DLc1-DLcn-1: delay Circuit, D1, d1 ... first data, D2, d2 ... second data

Claims (14)

第1の信号を生成する発振部と、
前記第1の信号と第2の信号とを用い、前記第1の信号と前記第2の信号との周波数比を計測する周波数比計測部と、
前記周波数比計測部により計測された周波数比と周波数比の目標値とを比較する比較部と、
前記比較部の前に配置されたフィルターと、を備え、
前記比較部の比較結果に基づいて、前記発振部の前記第1の信号の周波数を調整することを特徴とする周波数シンセサイザー。
An oscillating unit for generating a first signal;
A frequency ratio measurement unit that measures a frequency ratio between the first signal and the second signal using the first signal and the second signal;
A comparison unit that compares the frequency ratio measured by the frequency ratio measurement unit with a target value of the frequency ratio;
A filter disposed in front of the comparison unit,
A frequency synthesizer, wherein the frequency of the first signal of the oscillating unit is adjusted based on a comparison result of the comparing unit.
第1の信号を生成する発振部と、
前記第1の信号と第2の信号とを用い、前記第1の信号と前記第2の信号との周波数比を計測する周波数比計測部と、
前記周波数比計測部により計測された周波数比と周波数比の目標値とを比較する比較部と、
前記比較部の後に配置されたフィルターと、を備え、
前記比較部の比較結果に基づいて、前記発振部の前記第1の信号の周波数を調整することを特徴とする周波数シンセサイザー。
An oscillating unit for generating a first signal;
A frequency ratio measurement unit that measures a frequency ratio between the first signal and the second signal using the first signal and the second signal;
A comparison unit that compares the frequency ratio measured by the frequency ratio measurement unit with a target value of the frequency ratio;
A filter disposed after the comparison unit,
A frequency synthesizer, wherein the frequency of the first signal of the oscillating unit is adjusted based on a comparison result of the comparing unit.
前記比較部と前記発振部との間に積分部を有し、
前記比較部の比較結果に基づいて、前記発振部の前記第1の信号の位相を調整する請求項1または2に記載の周波数シンセサイザー。
An integration unit between the comparison unit and the oscillation unit;
The frequency synthesizer according to claim 1 or 2, wherein a phase of the first signal of the oscillation unit is adjusted based on a comparison result of the comparison unit.
第1の信号を生成する発振部と、
前記第1の信号と第2の信号とを用い、前記第1の信号と前記第2の信号との周波数比を計測する周波数比計測部と、
前記周波数比計測部により計測された周波数比と周波数比の目標値とを比較する比較部と、
前記比較部の前に配置されたフィルターと、
前記比較部の比較結果に基づいて、前記発振部の制御量を求める制御量計算部と、を備え、
前記制御量計算部は、前記比較部の比較結果を所定倍して出力する第1回路部と、
前記比較部の比較結果に対し、それぞれ異なる所定の回数積分を行う複数の第2回路部から構成される第2回路部群と、
前記比較部の比較結果に対し、それぞれ異なる所定の回数微分を行う複数の第3回路部から構成される第3回路部群と、のうちから選択される少なくとも2つの異なる回路部を備え、
前記制御量計算部が求めた前記制御量に基づいて、前記発振部の前記第1の信号の周波数と位相との少なくとも一方を調整することを特徴とする周波数シンセサイザー。
An oscillating unit for generating a first signal;
A frequency ratio measurement unit that measures a frequency ratio between the first signal and the second signal using the first signal and the second signal;
A comparison unit that compares the frequency ratio measured by the frequency ratio measurement unit with a target value of the frequency ratio;
A filter disposed in front of the comparison unit;
A control amount calculation unit for obtaining a control amount of the oscillation unit based on a comparison result of the comparison unit; and
The control amount calculation unit is a first circuit unit that outputs the comparison result of the comparison unit multiplied by a predetermined value, and
A second circuit unit group composed of a plurality of second circuit units that perform different predetermined number of integrations on the comparison result of the comparison unit;
A third circuit unit group composed of a plurality of third circuit units that perform different predetermined number of differentiations on the comparison result of the comparison unit, and at least two different circuit units selected from the third circuit unit group,
A frequency synthesizer, wherein at least one of a frequency and a phase of the first signal of the oscillation unit is adjusted based on the control amount obtained by the control amount calculation unit.
第1の信号を生成する発振部と、
前記第1の信号と第2の信号とを用い、前記第1の信号と前記第2の信号との周波数比を計測する周波数比計測部と、
前記周波数比計測部により計測された周波数比と周波数比の目標値とを比較する比較部と、
前記比較部の後に配置されたフィルターと、
前記比較部の比較結果に基づいて、前記発振部の制御量を求める制御量計算部と、を備え、
前記制御量計算部は、前記比較部の比較結果を所定倍して出力する第1回路部と、
前記比較部の比較結果に対し、それぞれ異なる所定の回数積分を行う複数の第2回路部から構成される第2回路部群と、
前記比較部の比較結果に対し、それぞれ異なる所定の回数微分を行う複数の第3回路部から構成される第3回路部群と、のうちから選択される少なくとも2つの異なる回路部を備え、
前記制御量計算部が求めた前記制御量に基づいて、前記発振部の前記第1の信号の周波数と位相との少なくとも一方を調整することを特徴とする周波数シンセサイザー。
An oscillating unit for generating a first signal;
A frequency ratio measurement unit that measures a frequency ratio between the first signal and the second signal using the first signal and the second signal;
A comparison unit that compares the frequency ratio measured by the frequency ratio measurement unit with a target value of the frequency ratio;
A filter disposed after the comparison unit;
A control amount calculation unit for obtaining a control amount of the oscillation unit based on a comparison result of the comparison unit; and
The control amount calculation unit is a first circuit unit that outputs the comparison result of the comparison unit multiplied by a predetermined value, and
A second circuit unit group composed of a plurality of second circuit units that perform different predetermined number of integrations on the comparison result of the comparison unit;
A third circuit unit group composed of a plurality of third circuit units that perform different predetermined number of differentiations on the comparison result of the comparison unit, and at least two different circuit units selected from the third circuit unit group,
A frequency synthesizer, wherein at least one of a frequency and a phase of the first signal of the oscillation unit is adjusted based on the control amount obtained by the control amount calculation unit.
前記フィルターは、前記制御量計算部の後に配置されている請求項5に記載の周波数シンセサイザー。   The frequency synthesizer according to claim 5, wherein the filter is arranged after the control amount calculation unit. 前記比較部において、符号付2進数表現で信号処理を行う請求項1ないし6のいずれか1項に記載の周波数シンセサイザー。   The frequency synthesizer according to claim 1, wherein the comparison unit performs signal processing with a signed binary number expression. 前記周波数比計測部は、前記第1の信号と前記第2の信号との一方を用いて他方を周波数デルタシグマ変調する周波数デルタシグマ変調部を有する請求項1ないし7のいずれか1項に記載の周波数シンセサイザー。   8. The frequency ratio measurement unit according to claim 1, further comprising: a frequency delta sigma modulation unit that performs frequency delta sigma modulation on one of the first signal and the second signal. Frequency synthesizer. 前記周波数デルタシグマ変調部は、出力信号をビットストリーム形式で出力する請求項8に記載の周波数シンセサイザー。   The frequency synthesizer according to claim 8, wherein the frequency delta-sigma modulation unit outputs an output signal in a bit stream format. 前記周波数デルタシグマ変調部は、出力信号をデータストリーム形式で出力する請求項8に記載の周波数シンセサイザー。   The frequency synthesizer according to claim 8, wherein the frequency delta-sigma modulation unit outputs an output signal in a data stream format. 前記周波数比計測部は、並列に接続された複数の前記周波数デルタシグマ変調部を有する請求項8ないし10のいずれか1項に記載の周波数シンセサイザー。   The frequency synthesizer according to any one of claims 8 to 10, wherein the frequency ratio measurement unit includes a plurality of the frequency delta sigma modulation units connected in parallel. 前記周波数比計測部は、前記複数の周波数デルタシグマ変調部に入力される前記第1の信号および前記第2の信号の少なくとも一方について、前記複数の周波数デルタシグマ変調部間で位相をずらす位相調整部を有する請求項11に記載の周波数シンセサイザー。   The frequency ratio measuring unit shifts a phase between the plurality of frequency delta sigma modulation units with respect to at least one of the first signal and the second signal input to the plurality of frequency delta sigma modulation units. The frequency synthesizer of Claim 11 which has a part. 前記発振部は、デジタル信号をアナログ信号に変換するデジタルアナログ変換器と、電圧制御発振器と、を有する請求項1ないし12のいずれか1項に記載の周波数シンセサイザー。   The frequency synthesizer according to claim 1, wherein the oscillating unit includes a digital-analog converter that converts a digital signal into an analog signal, and a voltage-controlled oscillator. 前記発振部は、デジタル制御発振器を有する請求項1ないし12のいずれか1項に記載の周波数シンセサイザー。   The frequency synthesizer according to claim 1, wherein the oscillation unit includes a digitally controlled oscillator.
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