JP2000022534A - 周波数シンセサイザ - Google Patents

周波数シンセサイザ

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JP2000022534A
JP2000022534A JP11154603A JP15460399A JP2000022534A JP 2000022534 A JP2000022534 A JP 2000022534A JP 11154603 A JP11154603 A JP 11154603A JP 15460399 A JP15460399 A JP 15460399A JP 2000022534 A JP2000022534 A JP 2000022534A
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Japan
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frequency
signal
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divider
output
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JP11154603A
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English (en)
Inventor
Miguel Hernandez Gamaso Jose
ホセ・ミゲル・エルナンデス・ガマソ
Lopez Tomas Motos
トーマス・モトス・ロペス
Fernandez Carlos Martinez
カルロス・マルチネス・フエルナンデス
Fernandez Victor M Cortijo
ビクトル・マニユエル・コルテイホ・フエルナンデス
Gil Pablo Antonio Garcia
パブロ・アントニオ・ガルシア・ヒル
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Alcatel Lucent SAS
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Alcatel Alsthom Compagnie Generale dElectricite
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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03LAUTOMATIC CONTROL, STARTING, SYNCHRONISATION OR STABILISATION OF GENERATORS OF ELECTRONIC OSCILLATIONS OR PULSES
    • H03L7/00Automatic control of frequency or phase; Synchronisation
    • H03L7/06Automatic control of frequency or phase; Synchronisation using a reference signal applied to a frequency- or phase-locked loop
    • H03L7/16Indirect frequency synthesis, i.e. generating a desired one of a number of predetermined frequencies using a frequency- or phase-locked loop
    • H03L7/18Indirect frequency synthesis, i.e. generating a desired one of a number of predetermined frequencies using a frequency- or phase-locked loop using a frequency divider or counter in the loop

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  • Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)
  • Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 出力信号(So)を発生する周波数シンセサ
イザであって、該出力信号(So)の周波数が、入力信
号(Sr)の周波数(fr)に対して、値Nn/Nd
(NnおよびNdは整数)の分数の関係を有する周波数
シンセサイザを提供する。 【解決手段】 このシンセサイザは、高周波中間信号
(Si)を発生するために前記入力信号の周波数をM
(Mは整数)倍する手段(20)と、前記出力信号(S
o)を発生するために前記高周波中間信号の周波数を
(M×Nd)/Nnで割る手段(21)とを備えること
を特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は周波数シンセサイザ
に関する。さらに詳細には、本発明は、入力信号周波数
と出力信号周波数の間の関係が整数でなく分数であるも
の、つまり各入力周波数と出力周波数とは、互いの整数
倍でない周波数シンセサイザに関するものである。
【0002】
【従来の技術】図1を参照して、米国特許第52671
89号には、2つの分周器10、12とPLL(位相ロ
ックループ)とを備える分数の周波数シンセサイザが記
載されている。入力基準信号Srは、分周器10を介し
てPLL11の第1入力に加えられる。PLLの第2入
力は、分周器12を介してPLL11の出力信号を受け
取る。PLL11は一般に、位相比較器、フィルタ、電
圧制御発振器、または参照により本明細書に組み込まれ
る米国特許第5267189号に記載されているタイプ
の等価回路を備えている。比較器は、分周器10と分周
器12の各々からの2つの入力信号の位相を比較し制御
信号を発生する。制御信号は、フィルタを介して電圧制
御発振器VCOの入力に加えられる。PLLの比較器の
目的は、分周器12の出力信号の周波数と、分周器10
の出力信号の周波数との間の周波数の差異を補正するこ
とである。その結果、Fが基準信号の周波数であり、か
つMとNがそれぞれ分周器10と分周器12との分割係
数である場合、出力信号Soは周波数F×(N/M)を
有する。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】出力信号Soができる
だけ安定した周波数になるために、従来技術において提
案される解決方法は、分周器10と分周器12の各々の
2つの出力信号の周波数が低いと仮定し、一般に大きい
値の抵抗器とコンデンサとを用いる高度選択低域濾波段
を備える。これにより、位相比較工程における「一時的
安定性」と出力周波数の安定性とを確実にする。結果と
して、VCO制御信号を作るフィルタは、構成部品、抵
抗器、コンデンサを含むが、これらはその物理的サイズ
が大きいため集積回路には組込むことはできない。
【0004】本発明の第1の目的は、入力信号周波数と
出力信号周波数の間の関係が整数でなく分数であり、集
積回路に組込むことのできる周波数シンセサイザを提供
することである。
【0005】本発明の第2の目的は、瞬間の移相ができ
るだけ小さいシンセサイザを得ることであり、つまりシ
ンセサイザの出力において結果として生ずる信号のそれ
ぞれの周期が、その通常の値にできるだけ近い持続時間
を有し、ある一定の数の連続する周期の持続時間の合計
が、同じ数の通常の周期の持続時間の合計に等しい状態
であることを満足することである。
【0006】
【課題を解決するための手段】これにより、デジタル出
力信号を発生するシンセサイザは、該デジタル出力信号
の周波数が、デジタル入力信号の周波数に対して、値N
n/Nd(NnとNdは整数)の分数の関係を有し、高
周波中間信号を発生させるためにデジタル入力信号の周
波数をM(Mは整数)倍する周波数逓倍器と、前記デジ
タル出力信号を発生させるために前記高周波中間信号の
周波数を(M×Nd)/Nnで割る手段とを備えること
を特徴とする。
【0007】入力信号の周波数をM倍し、そして結果の
信号の周波数を(M×Nd)/Nnで割る工程は、PL
L内に高度選択フィルタを有する必要なく、シンセサイ
ザからの出力信号内の位相の変動を非常に制限する。出
力信号内のこの位相の不確定さを有するクロック発生を
許容する、ある特定の適用例がある。
【0008】例えば、周波数逓倍器はPLLを備え、そ
の第1入力は、入力信号を受け取り、その出力は、モジ
ュラスMの分周器を介してPLLの第2入力に入力され
る。
【0009】第1の実施形態によると、Mは(M×N
d)/Nnが整数になるようなものとする。
【0010】本発明のさらに詳細な説明は、添付された
図を基に以下の説明で与えられる。
【0011】
【発明の実施の形態】図2を参照して、本発明による周
波数シンセサイザは、周波数逓倍器20と、第1分周器
21と、同様に第2分周器22を備える位相制御回路
と、エッジ検出器23と、そしてデジタル位相比較器2
4とを備える。図2に示される本発明の実施形態による
と、周波数逓倍器20は、PLL200(位相ロックル
ープ)を備えており、その第一入力は、入力信号Srを
受け取り、その出力は、モジュラスMの分周器201を
介してPLL200の第2入力に加えられる。周波数逓
倍器20の出力信号Siは、デジタル分周器21の入力
に加えられ、このデジタル分周器は、信号Siの周波数
を(M×Nd)/Nnで割る。
【0012】同時に、入力信号Srは、第2分周器22
の入力に加えられ、その出力は、エッジ検出器23の第
1入力に接続される。エッジ検出器23の第2入力は、
周波数逓倍器20の出力信号Siを受け取る。位相比較
器24の第1入力は、モジュラスNnの分周器25を通
して分周器21の出力に接続され、位相比較器24の第
2入力は、エッジ検出器23が発生する信号を受け取
り、そして比較器の出力は、分周器21の書込み入力に
加えられる。
【0013】本発明によるシンセサイザの目的は、入力
信号Srの周波数frをNd/Nnで割ることであり、
周波数逓倍器20を使用することにより、以下に記述す
る2つの実施形態のそれぞれに利益をもたらす。
【0014】第1の実施形態によると、(M×Nd)/
Nnが整数となるように、周波数逓倍器20の係数Mを
選択することが可能である。この場合、第1分周器21
は整数分割を行うので、その設計が容易になる。
【0015】第2の実施形態によると、(M×Nd)/
Nnが整数ではなく分数となることがある。この場合、
周波数逓倍器20を使用することで、入力信号Srの周
波数をM倍に増加させる作用は、出力信号、即ちクロッ
ク信号Soを良好な位相精度で、第1分周器21に発生
させることを可能とするが、これは信号Siの高周波に
より可能となる一時的な高分解能のためである。図3を
参照して、この第2の実施形態によると、第1分周器2
1は、中間信号SiのP個(PはM×NdをNnで割っ
た商)のパルスごとに標準のクロックサイクルを発生す
る第1カウンタ210と、第1カウンタ210により発
生するクロックサイクルの数をカウントし、前記第1カ
ウンタ210により発生するクロックサイクルのNn個
ごとにQ個(QはM×NdをNnで割った剰余)の追加
クロックサイクルを強制的に発生させる第2カウンタ2
11とを備える。
【0016】第2カウンタ211は、信号Soを受け取
り、Soの標準の持続時間(信号Siの周波数がPで割
られたときの信号Soの持続時間)に、クロックSoの
Nn周期ごとのQについて、1クロックサイクルSiの
持続時間を加えたのに等しい持続時間で、カウンタ21
0に強制的にクロックサイクルSoを発生させる。
【0017】実際のところ2つの選択がある。例えば、
P+Q/Nnは、 P+Q/Nn=7+9/11 とも表せるし、 P+Q/Nn=8−2/11 と表すこともできる。
【0018】第1の選択によると、カウンタ210は、
Siの7周期ごとに標準のクロックSoの1周期を発生
させなければならないが、Soの11周期毎の9つにつ
いて、信号Siの8周期が、信号Soの1周期を発生さ
せるためにカウンタ210によりカウントされるよう
に、カウンタ211はカウンタ210を強制する。
【0019】第2の選択によると、カウンタ210は、
Siの8周期ごとに標準のクロックSoの1周期を発生
させなければならないが、Soの11周期毎の2つにつ
いて、信号Siの7周期が、信号Soの1周期を発生さ
せるためにカウンタ210によりカウントされるよう
に、カウンタ211はカウンタ210を強制する。
【0020】本発明によるシンセサイザは、さらにNd
/frにより規定される時間間隔で出力信号Soの位相
を補正するために、位相制御回路22、23、24を備
え、これによって、出力信号Soの位相は前記の瞬間に
時間内で入力信号Srの位相に適合される。分周器22
は、信号Srの周波数をNdで割る。エッジ検出器23
の第1入力は、分周器22の出力信号を受け取り、エッ
ジ検出器23の第2入力は、周波数fiを有する信号S
iを受け取る。エッジ検出器23は、例えば信号Siと
ともに周波数fr/Ndでの信号のサンプリング回路の
形態で、エッジが分周器22の出力信号で検出されるそ
れぞれの時間で変化する2進値の信号を発生する。した
がって、エッジ検出器23の出力信号の位相は、信号S
iの位相と一致する。デジタル位相比較器24は、一方
ではエッジ検出器23の出力信号を受け取り、他方では
Nnで割る回路25を介して分周器21の出力信号を受
け取る。分周器25の出力は、エッジ検出器23からの
出力信号として、同じ周波数fr/Ndを有する信号を
発生する。位相比較器24は、それぞれこれらの2つの
信号の位相を比較し、制御信号Scを発生し、分周器2
1のカウンタ210の内容を調整し、信号Soの位相は
信号Srの位相と一致するようになる。この制御信号S
cは、それぞれ、制御信号Scの2進値が「1」か
「0」かに従って、カウンタ210のカウントの増加を
防ぐことや、また信号Siによる前記増加を強制するこ
とを正確に行う。
【0021】以上の説明による本解決法を用いると、分
周器201の出力周波数は十分に高いため、前記PLL
がASIC内に比較的簡単に集積されることを可能に
し、シンセサイザの残りの部分はデジタルになり、直接
実行できる。このように、この方法では、ボードに取り
付けられた外部部品(抵抗器、コンデンサ)に頼らず、
単一集積回路内にシンセサイザ全体を組入れることが可
能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来技術による周波数シンセサイザを示す図で
ある。
【図2】本発明による周波数シンセサイザを示す図であ
る。
【図3】図2の周波数シンセサイザに含まれる第1分周
器のブロック図である。
【符号の説明】
20 周波数逓倍器 21 第1分周器 22 第2分周器 23 エッジ検出器 24 デジタル位相比較器 25、201 分周器 200 PLL(位相ロックループ) Sr 入力信号 Si 中間信号 Sc 制御信号 So 出力信号
フロントページの続き (72)発明者 カルロス・マルチネス・フエルナンデス スペイン国、28047・マドリード、ラテイ ナ、35−クアルト・ベ (72)発明者 ビクトル・マニユエル・コルテイホ・フエ ルナンデス スペイン国、28043・マドリード、バルデ トルレス・デ・ハラマ、31、エ・エセ・ セ・3−プリメロ・セ (72)発明者 パブロ・アントニオ・ガルシア・ヒル スペイン国、28850・トルレホン・デ・ア ルドス・マドリード、マドレ・テレサ・レ オン、6

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 デジタル出力信号(So)を発生するシ
    ンセサイザであって、該デジタル出力信号(So)の周
    波数が、デジタル入力信号(Sr)の周波数(fr)に
    対して、値Nn/Nd(NnおよびNdは整数)の分数
    の関係を有し、高周波中間信号(Si)を発生するため
    に前記デジタル入力信号の周波数をM(Mは整数)倍す
    る周波数逓倍器(20)と、前記デジタル出力信号(S
    o)を発生するために前記高周波中間信号の周波数を
    (M×Nd)/Nnで割る手段(21)とを備えること
    を特徴とするシンセサイザ。
  2. 【請求項2】 前記周波数逓倍器(20)が、PLL
    (200)を備え、前記PLL(200)の第1入力
    は、デジタル入力信号(Sr)を受け取り、前記PLL
    (200)の出力は、モジュラスMの分周器(201)
    を介して前記PLLの第2入力に加えられることを特徴
    とする請求項1に記載のシンセサイザ。
  3. 【請求項3】 Mが、(M×Nd)/Nnが整数となる
    ようなものであることを特徴とする請求項1に記載のシ
    ンセサイザ。
  4. 【請求項4】 (M×Nd)/Nnが整数でないこと、
    および割る手段(21)が、高周波中間信号(Si)の
    P個(PはM×NdをNnで割った商)のパルスごとに
    クロックサイクルを生成する第1カウンタ(210)
    と、第1カウンタによって生成されたクロックサイクル
    の数をカウントし、かつ前記第1カウンタ(210)に
    よって生成されたNn個のクロックサイクルごとにQ個
    (QはM×NdをNnで割った剰余)のクロックサイク
    ルを強制的に発生させる第2カウンタ(211)とを備
    えることを特徴とする請求項1に記載のシンセサイザ。
  5. 【請求項5】 前記割る手段(21)中のカウンタを制
    御することによって、Nd/fr(frはデジタル入力
    信号(Sr)の周波数)に等しい時間間隔で出力信号の
    位相を補正する手段(22、23、24)を備えること
    を特徴とする請求項1に記載のシンセサイザ。
JP11154603A 1998-06-17 1999-06-02 周波数シンセサイザ Pending JP2000022534A (ja)

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ES9801279 1998-06-17
ES9801279 1998-06-17

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US (1) US6298106B1 (ja)
EP (1) EP0966103B1 (ja)
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AT (1) ATE323969T1 (ja)
AU (1) AU750763B2 (ja)
CA (1) CA2275202A1 (ja)
DE (1) DE69930892D1 (ja)

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