JP2000286704A

JP2000286704A - 周波数シンセサイザ装置とそれを用いた移動無線機

Info

Publication number: JP2000286704A
Application number: JP11206324A
Authority: JP
Inventors: Ryuichi Yamada; 竜一山田
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1999-01-28
Filing date: 1999-07-21
Publication date: 2000-10-13

Abstract

(57)【要約】【課題】電圧制御発振器（ＶＣＯ）の発振周波数によ
ってＣ／Ｎが変化しない周波数シンセサイザ装置を提供
する。【解決手段】フラクショナルＮ方式の第１周波数シン
セサイザ装置と、基準信号を共通に用いる第２周波数シ
ンセサイザ装置とを同時に使用する複数周波数シンセサ
イザ装置において、第２周波数シンセサイザ装置の基準
信号の周波数を分周する分周器15をリセットするため
に、この分周器15の位相と第１周波数シンセサイザ装置
の第１分周器２の位相との位相状態を検出する位相検出
手段20を設け、位相検出手段の検出結果に基づいてリセ
ット信号を制御し、この分周器15の出力信号の位相を、
第１分周器２の出力信号の位相と一致しないように制御
する。このリセットで第１分周器２の出力信号との位相
の一致を回避することができ、電圧制御発振器の周波数
によってＣ／Ｎが変化することを無くすことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、移動無線機等で使
用される複数の周波数シンセサイザを同時に動作させる
複数周波数シンセサイザ装置とその動作方法に関し、特
に、ロックアップタイムの短縮を図るものである。

【０００２】

【従来の技術】周波数シンセサイザ装置は、例えば移動
無線機の場合、基準信号から任意の周波数の搬送波を作
り出すために使用され、高Ｃ／Ｎ特性で、且つ、間欠受
信時の低消費電力化のために高速ロックアップが要望さ
れる。ロックアップタイムを短縮できる周波数シンセサ
イザ装置として、フラクショナルＮ方式と一般に呼ばれ
る周波数シンセサイザ装置がある。

【０００３】この周波数シンセサイザは、図１３に示す
ように、入力電圧に応じた周波数の信号を発振する電圧
制御発振器（ＶＣＯ）１と、ＶＣＯ１の出力信号の周波
数を分周する第１可変分周器２と、基準信号の周波数を
分周する第２の可変分周器５と、第１可変分周器２の出
力信号（ｆｄｉｖ）と第２可変分周器５の出力信号（ｆ
ｒｅｆ）との位相を比較して位相差を出力する位相比較
器３と、位相比較器３の出力を平均化するローパスフィ
ルタ（ＬＰＦ）４と、ｆｄｉｖをクロックとして分周比
が小数点以下を含むように制御する分周比制御回路６と
を備えている。この種のフラクショナルＮ方式の周波数
シンセサイザ装置は、特開平８−８７４１号公報に記載
されているように、第１の分周器２に設定する分周比を
信号ｆｄｉｖに同期して時間的に変化させることで、等
価的にその平均の分周比を作り出すことができる。これ
により、ｆｖｃｏの周波数は、ｆｒｅｆの周波数の整数
倍にする必要がなく、ｆｖｃｏにおける所望の周波数間
隔と無関係にｆｒｅｆの周波数を高く設定できる。この
ため、ロックアップタイムを短縮することができる。

【０００４】また、図１４に位相比較器３の構成図を示
す。位相比較器３は、ｆｒｅｆの周波数を２分周する２
分周器34と、ｆｄｉｖの周波数を２分周する２分周器32
と、２分周器34と２分周器32の出力の排他的論理和をと
る排他的論理和回路（ＥＸＯＲ）33とを備えている。

【０００５】図１５に周波数シンセサイザ装置がロック
状態にある時のタイミングチャートを示す。ｆｒｅｆは
基準信号の周波数を第２の分周器５で４分周（ここでは
説明を簡単にするため４分周とした）したものである。
分周比制御回路６から出力される分周比は、ｆｄｉｖを
クロックとしてｆｄｉｖ毎に変化する。ＶＣＯ１の出力
ｆｖｃｏの周波数は、この分周比に応じて第１分周器２
で分周されｆｄｉｖを出力する。ｆｒｅｆとｆｄｉｖの
位相差であるＰＤｏｕｔの平均電圧（図１５中の破線）
がＬＰＦ４よりＶＣＯ１に出力され、ＶＣＯ１の周波数
が決定する。

【０００６】一方、前記周波数シンセサイザ装置と同時
に動作させる周波数シンセサイザ装置の一例を図１６に
示す。図１６は、図１３における分周比制御回路６が無
いもので、一般的な周波数シンセサイザ装置の構成であ
り、分周比が変化することを除いて図１３において説明
した通りである。なお、以降の説明で図１３に示すシン
セサイザと区別するため、各回路の番号を変え、信号名
の後に２という数字を付記した。また、基準信号は同じ
物を使うため区別しない。

【０００７】図１７に、前述した２つの周波数シンセサ
イザ装置がロックした時のタイミングチャートを示す。
図１６に示す周波数シンセサイザ装置のｆｒｅｆ２は、
基準信号の周波数を第２の分周器15で１４分周（ここで
は一例として１４分周とした）したものである。ＶＣＯ
11の出力ｆｖｃｏの周波数は、この分周比に応じて第１
の分周器12で分周されｆｄｉｖ２を出力する。ｆｒｅｆ
２とｆｄｉｖ２の位相差であるＰＤｏｕｔ２の平均電圧
（図１７中の破線）がＬＰＦ14よりＶＣＯ11に出力さ
れ、ＶＣＯ11の周波数が決定する。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】共通の基準信号を用い
て、図１３のフラクショナルＮ方式の周波数シンセサイ
ザと図１６の周波数シンセサイザとを同時に動作させる
複数周波数シンセサイザ装置では、ＶＣＯ１の周波数に
よっては、図１８のようにｆｄｉｖの立ち上がりエッジ
とｆｒｅｆ２の立ち上がりエッジとが一致する場合が出
てくる。

【０００９】ところで、分周比制御回路６は、特開平８
−８７４１号公報に記載されているように、比較的規模
の大きいディジタル回路であり、一般にクロックに同期
して動作するディジタル回路はクロックの変化点で最大
の電力が消費されるため、このような周波数シンセサイ
ザ装置を半導体基板上に構成した場合は、クロックに同
期して半導体基板や電源等の電位が変動する。すなわ
ち、図１８のようなｆｄｉｖとｆｒｅｆ２の立ち上がり
が一致する状態において基準信号にジッタを発生させ
る。これにより、ＶＣＯ１やＶＣＯ11の出力のＣ／Ｎが
劣化してしまう。つまり、ＶＣＯ１の発振周波数によっ
てＣ／Ｎが変化してしまうことになる。

【００１０】したがって、Ｃ／Ｎが劣化しても無線機の
規格を満足するようにＬＰＦ１及びＬＰＦ11の時定数を
必要以上に大きくせざるを得ず、ロックアップタイムを
十分に短縮できないという問題がある。

【００１１】また、このような周波数シンセサイザ装置
を移動無線機で使用した場合は、間欠受信時の無線機の
動作時間が長くなるために消費電力が増加し、待ち受け
時間が短くなるという問題がある。

【００１２】本発明は、こうした従来の問題点を解決す
るものであり、ＶＣＯの発振周波数によってＣ／Ｎが変
化せず、そのためにロックアップタイムを短縮すること
ができる複数周波数シンセサイザ装置とその動作方法と
を提供し、また、間欠受信時の動作時間を短縮し、待ち
受け時間を長くできる移動無線機を提供することを目的
としている。

【００１３】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明では、フ
ラクショナルＮ方式の周波数シンセサイザ装置とその他
の周波数シンセサイザ装置とを同時に動作させる場合
に、その他の周波数シンセサイザ装置の基準信号の周波
数を分周する分周器の出力信号の位相が、フラクショナ
ルＮ方式のシンセサイザ装置の電圧制御発振器の発振周
波数を分周する分周器の出力信号の位相と一致しないよ
うに制御している。

【００１４】そのために、その他の周波数シンセサイザ
装置の基準信号の周波数を分周する分周器の出力信号の
位相とフラクショナルＮ方式のシンセサイザ装置の電圧
制御発振器の発振周波数を分周する分周器の出力信号の
位相との位相状態を検出する位相検出手段を設け、この
位相検出手段の検出結果に基づいて、その他の周波数シ
ンセサイザ装置の前記分周器のリセットを制御してい
る。

【００１５】また、基準信号の位相を変更する位相変更
手段と、フラクショナルＮ方式のシンセサイザ装置の電
圧制御発振器の発振周波数を設定する設定シリアルデー
タに基づいて、この位相変更手段により位相が変更され
た基準信号または位相が変更されていない基準信号を選
択する切替手段とを設け、切替手段によって選択された
基準信号をその他の周波数シンセサイザ装置またはフラ
クショナルＮ方式の周波数シンセサイザ装置に入力して
いる。

【００１６】そのため、その他の周波数シンセサイザ装
置の基準信号の周波数を分周する分周器の出力信号（ｆ
ｒｅｆ２）の位相と、フラクショナルＮ方式のシンセサ
イザ装置の電圧制御発振器の発振周波数を分周する分周
器の出力信号（ｆｄｉｖ）の位相との一致を回避するこ
とができ、電圧制御発振器の周波数によるＣ／Ｎの変化
を無くすことができ、ロックアップタイムを短縮するこ
とができる。

【００１７】また、この複数周波数シンセサイザ装置を
移動無線機に適用することにより待ち受け時間の長い移
動無線機を得ることができる。

【００１８】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、入力電圧に応じた周波数の信号を発振する電圧制御
発振器と、この電圧制御発振器の出力信号の周波数を分
周する第１分周器と、基準信号の周波数を分周する第２
分周器と、第１分周器及び第２分周器からの出力信号の
位相差をローパスフィルタを介して電圧制御発振器に出
力する位相比較器と、第１分周器の分周比が時間的に変
化し且つその時間平均の値が小数点以下の値を含むよう
に制御する分周比制御回路とを備えた第１周波数シンセ
サイザ装置と、基準信号を共通に用いたその他の周波数
シンセサイザ装置とを同時に使用する複数周波数シンセ
サイザ装置において、その他の周波数シンセサイザ装置
の基準信号の周波数を分周する分周器をリセットするた
めに、この分周器の位相と第１周波数シンセサイザ装置
の第１分周器の位相との位相状態を検出する位相検出手
段を設け、位相検出手段の検出結果に基づいてリセット
信号を制御し、この分周器の出力信号の位相を、第１分
周器の出力信号の位相と一致しないように制御するよう
にしたものであり、このリセットで第１分周器の出力信
号との位相の一致を回避することができ、電圧制御発振
器の周波数によってＣ／Ｎが変化することを無くすこと
ができる。

【００１９】請求項２に記載の発明は、リセット信号に
より、その他の周波数シンセサイザ装置の基準信号の周
波数を分周する分周器とともに、その他の周波数シンセ
サイザ装置の電圧制御発振器の出力信号を分周する分周
器をリセットするようにしたものであり、これらの分周
器を同時にリセットすることで、リセット後に分周を再
開する時に、その他の周波数シンセサイザ装置の位相同
期が外れないようにすることができる。

【００２０】請求項３に記載の発明は、入力電圧に応じ
た周波数の信号を発振する電圧制御発振器と、電圧制御
発振器の出力信号の周波数を分周する第１分周器と、基
準信号の周波数を分周する第２分周器と、第１分周器及
び第２分周器からの出力信号の位相差をローパスフィル
タを介して電圧制御発振器に出力する位相比較器と、第
１分周器の分周比が時間的に変化し且つその時間平均の
値が小数点以下の値を含むように制御する分周比制御回
路とを備えた第１周波数シンセサイザ装置と、基準信号
を共通に用いたその他の周波数シンセサイザ装置とを同
時に使用する複数周波数シンセサイザ装置において、基
準信号の位相を変更する位相変更手段と、電圧制御発振
器の発振周波数を設定する設定シリアルデータに基づい
て、この位相変更手段により位相が変更された基準信号
または位相が変更されていない基準信号を選択する切替
手段とを設け、切替手段によって選択された基準信号を
その他の周波数シンセサイザ装置または第１周波数シン
セサイザ装置に入力することにより、その他の周波数シ
ンセサイザ装置の基準信号を分周する分周器の位相と、
第１分周器の出力信号の位相とが一致しないようにした
ものであり、位相検出を行わずに、その他の周波数シン
セサイザ装置の基準信号の周波数を分周する分周器の出
力信号（ｆｒｅｆ２）の位相と、第１周波数シンセサイ
ザ装置の電圧制御発振器の発振周波数を分周する第１分
周器の出力信号（ｆｄｉｖ）の位相との一致を回避する
ことができる。

【００２１】請求項４に記載の発明は、位相変更手段と
して、基準信号の位相を遅延させる遅延手段を設けたも
のであり、その他の周波数シンセサイザ装置または第１
周波数シンセサイザ装置に入力する基準信号を遅延させ
ることで、その他の周波数シンセサイザ装置の基準信号
を分周する分周器の位相と、第１分周器の出力信号の位
相との一致を回避することができる。

【００２２】請求項５に記載の発明は、位相変更手段と
して、基準信号の位相を反転させる位相反転手段を設け
たものであり、基準信号の位相を反転させて、その他の
周波数シンセサイザ装置または第１周波数シンセサイザ
装置に入力することにより、その他の周波数シンセサイ
ザ装置の基準信号を分周する分周器の位相と、第１分周
器の出力信号の位相との一致を回避することができる。
また、位相遅延手段を設けるよりも位相反転手段を設け
たほうが周囲の環境変化やばらつきに対し有利になる。

【００２３】請求項６に記載の発明は、切替手段が、設
定シリアルデータに付加されたデータを検出し、検出結
果に基づいて前記選択を行うようにしたものであり、電
圧制御発振器の発振周波数を設定する場合、その設定
で、その他の周波数シンセサイザ装置の基準信号を分周
する分周器の位相と第１分周器の出力信号の位相とが一
致するとき、その情報を設定シリアルデータに加える。
切替手段は、この設定シリアルデータから、その情報を
検出して、基準信号の選択を実行する。

【００２４】請求項７に記載の発明は、設定シリアルデ
ータに付加するデータとして、１ビットのデータが追加
されるようにしたものであり、切替手段は、設定シリア
ルデータに追加された１ビットを検出して、基準信号の
選択を実行する。

【００２５】請求項８に記載の発明は、切替手段が、設
定シリアルデータの特定ビットの状態を検出し、検出結
果に基づいて前記選択を行うようにしたものであり、設
定シリアルデータのビット列により電圧制御発振器の出
力信号を分周する第１分周器の分周比が分かり、切替手
段は、この情報を識別して、基準信号の選択を実行す
る。この場合、設定シリアルデータへの１ビットの追加
が不要になる。

【００２６】請求項９に記載の発明は、入力電圧に応じ
た周波数の信号を発振する電圧制御発振器と、電圧制御
発振器の出力信号の周波数を分周する第１分周器と、基
準信号の周波数を分周する第２分周器と、第１分周器及
び第２分周器からの出力信号の位相差をローパスフィル
タを介して電圧制御発振器に出力する位相比較器と、第
１分周器の分周比が時間的に変化し且つその時間平均の
値が小数点以下の値を含むように制御する分周比制御回
路とを備えた第１周波数シンセサイザ装置と、基準信号
を共通に用いたその他の周波数シンセサイザ装置とを複
数個同時に動作させる複数周波数シンセサイザ装置の動
作方法において、分周器の位相と第１周波数シンセサイ
ザ装置の第１分周器の位相との位相状態を検出し、検出
結果に基づいてその他の周波数シンセサイザ装置の基準
信号の周波数を分周する分周器のリセットを制御し、こ
の分周器の出力信号の位相を、第１分周器の出力信号の
位相と一致しないようにするものであり、このリセット
で第１分周器の出力信号との位相の一致を回避すること
により、電圧制御発振器の出力の周波数によるＣ／Ｎの
変化を無くすことができ、これにより、ループフィルタ
の時定数を大きくする必要がなくなり、ロックアップタ
イムを短縮することができる。

【００２７】請求項１０に記載の発明は、前記検出結果
に基づいて、その他の周波数シンセサイザ装置の基準信
号の周波数を分周する分周器とともに、その他の周波数
シンセサイザ装置の電圧制御発振器の出力信号を分周す
る分周器のリセットを制御するようにしたものであり、
リセット後の分周再開時に、その他の周波数シンセサイ
ザ装置の位相同期が外れないようにすることができる。

【００２８】請求項１１に記載の発明は、入力電圧に応
じた周波数の信号を発振する電圧制御発振器と、電圧制
御発振器の出力信号の周波数を分周する第１分周器と、
基準信号の周波数を分周する第２分周器と、第１分周器
及び第２分周器からの出力信号の位相差をローパスフィ
ルタを介して電圧制御発振器に出力する位相比較器と、
第１分周器の分周比が時間的に変化し且つその時間平均
の値が小数点以下の値を含むように制御する分周比制御
回路とを備えた第１周波数シンセサイザ装置と、基準信
号を共通に用いたその他の周波数シンセサイザ装置とを
複数個同時に動作させる複数周波数シンセサイザ装置の
動作方法において、その他の周波数シンセサイザ装置の
基準信号を分周する分周器の位相と第１分周器の出力信
号の位相とが一致しないように、基準信号の位相を変更
して、その他の周波数シンセサイザ装置または第１周波
数シンセサイザ装置に入力するようにしたものであり、
位相検出を行わずに、その他の周波数シンセサイザ装置
の基準信号を分周する分周器の位相と第１分周器の出力
信号の位相との一致を回避することができる。

【００２９】請求項１２に記載の発明は、基準信号の位
相を変更するために、基準信号の位相を遅延させるよう
にしたものであり、その他の周波数シンセサイザ装置ま
たは第１周波数シンセサイザ装置に入力する基準信号を
遅延手段で遅延させることにより、その他の周波数シン
セサイザ装置の基準信号を分周する分周器の位相と、第
１分周器の出力信号の位相との一致を回避することがで
きる。

【００３０】請求項１３に記載の発明は、基準信号の位
相を変更するために、基準信号の位相を反転させるよう
にしたものであり、その他の周波数シンセサイザ装置ま
たは第１周波数シンセサイザ装置に入力する基準信号を
位相反転手段で反転させることにより、その他の周波数
シンセサイザ装置の基準信号を分周する分周器の位相
と、第１分周器の出力信号の位相との一致を回避するこ
とができる。

【００３１】請求項１４に記載の発明は、電圧制御発振
器の発振周波数を設定する設定シリアルデータに基づい
て、基準信号の位相の変更を行うようにしたものであ
り、設定シリアルデータに含まれる情報を検出して、基
準信号の必要な位相の変更が行われる。

【００３２】請求項１５に記載の発明は、設定シリアル
データに、基準信号の位相の変更の要否を示す１ビット
のデータを付加し、このデータを検出して基準信号の位
相の変更を行うようにしたものであり、設定シリアルデ
ータに追加された１ビットのデータを検出して、基準信
号の必要な位相の変更が行われる。

【００３３】請求項１６に記載の発明は、設定シリアル
データの特定ビットの状態を検出して基準信号の位相の
変更の要否を判断し、判断結果に基づいて基準信号の位
相の変更を行うようにしたものであり、この場合、設定
シリアルデータへの１ビットの追加が不要になる。

【００３４】請求項１７に記載の発明は、請求項１、請
求項２、請求項３、請求項４、請求項５、請求項６、請
求項７または請求項８に記載の複数周波数シンセサイザ
装置を移動無線機に設けたものであり、移動無線機の間
欠受信時の動作時間を短縮し、待ち受け時間を長くする
ことができる。

【００３５】以下、本発明の実施の形態について、図面
を用いて説明する。

【００３６】（第１の実施形態）本発明の第１の実施形
態における複数周波数シンセサイザ装置は、図１に示す
ように、ＶＣＯ１、第１可変分周器２、第２分周器５、
位相比較器３、ＬＰＦ４及び分周比制御回路６から成る
フラクショナルＮ方式の第１の周波数シンセサイザと、
ＶＣＯ11、第１分周器12、第２分周器15、位相比較器13
及びＬＰＦ14から成る第２の周波数シンセサイザと、第
２の周波数シンセサイザの第２分周器15と第１の周波数
シンセサイザの第１可変分周器２との位相状態を検出し
て第２分周器15の位相を制御する位相検出手段20とを備
えている。

【００３７】なお、ＶＣＯ１、第１可変分周器２、第２
分周器５、位相比較器３、ＬＰＦ４、分周比制御回路
６、ＶＣＯ11、第１分周器12、第２分周器15、位相比較
器13及びＬＰＦ14は、図１３及び図１６に示す従来のも
のと同じであり、そのため、ここでは同一の符号を用い
ている。

【００３８】この位相検出手段20は、基準信号を反転す
るインバータ21と、インバータ21の出力信号の周波数を
１／２に分周する１／２分周器22と、第１可変分周器２
の出力をクロック信号とし１／２分周器22の出力をＤ入
力とするフリップフロップ23と、第２分周器15の出力を
クロック信号とし１／２分周器22の出力をＤ入力とする
フリップフロップ24と、フリップフロップ23及びフリッ
プフロップ24の出力の排他的論理和を取る排他的論理和
回路25と、排他的論理和回路25の出力と基準信号との論
理積を取る論理積（アンド）回路26とで構成されてい
る。

【００３９】この位相検出手段20には、第１分周器２の
出力信号ｆｄｉｖ、第２分周器15の出力信号ｆｒｅｆ２
及び基準信号が入力し、位相検出手段20は、電圧制御発
振器１の周波数によって変化するｆｄｉｖの位相とｆｒ
ｅｆ２の位相とを検出し、これらの位相が一致した場合
に、第２分周器15をリセットするＲＥＳＥＴ信号を出力
して、ｆｄｉｖとｆｒｅｆ２との位相が一致しないよう
にする。

【００４０】図２には、この動作を説明するタイミング
チャートを示している。ここでは、ｆｒｅｆ２の立ち上
がりタイミングがの位置であるとき、ｆｄｉｖがＰ３
からＰ２へと変化する電圧制御発振器１の周波数変化が
起きた場合の動作について説明する。

【００４１】基準信号を反転し１／２分周した１／２Ｒ
ＥＦ信号がＤ入力となるＦＦ１（23）及びＦＦ２（24）
は、ｆｄｉｖまたはｆｒｅｆ２をクロック信号として動
作する。ＦＦ１出力は、ｆｄｉｖがＰ２の位置に変化す
るとＨｉｇｈになり、排他的論理和回路25のＥＸＮＯＲ
出力はＨｉｇｈとなり、ＲＥＳＥＴのＨｉｇｈ信号が発
生し、第２分周器15は次の基準信号の立ち上がりである
の位置から分周を開始し、ｆｒｅｆ２はの位置から
立ち上がるようになる。

【００４２】ＲＥＳＥＴ信号は、ＥＸＮＯＲ出力と基準
信号とが入力されるアンド回路26により、基準信号の立
ち下がりでＬｏｗとなる。そして、ｆｒｅｆ２の立ち上
がりタイミングがの位置に変化することでＦＦ２出力
はＬｏｗとなり、タイミングを自動的にずらす一連の遷
移が完了する。

【００４３】図３には、別の遷移状態を示すタイミング
チャートを示している。ここでは、ｆｒｅｆ２の立ち上
がりタイミングがの位置であるとき、ｆｄｉｖがＰ２
からＰ３へと変化する電圧制御発振器１の周波数変化が
起きた場合の動作について説明する。

【００４４】ＦＦ１出力はｆｄｉｖがＰ３の位置に変化
するとＬｏｗになり、排他的論理和回路25のＥＸＮＯＲ
出力はＨｉｇｈとなり、ＲＥＳＥＴのＨｉｇｈ信号が発
生し、第２分周器15は次の基準信号の立ち上がりである
の位置から分周を開始し、ｆｒｅｆ２はの位置から
立ち上がるようになる。

【００４５】ＲＥＳＥＴ信号は、ＥＸＮＯＲ出力と基準
信号とが入力されるアンド回路26により基準信号の立ち
下がりでＬｏｗとなる。そして、ｆｒｅｆ２の立ち上が
りタイミングがの位置に変化することで、ＦＦ２出力
はＨｉｇｈとなり、タイミングを自動的にずらす一連の
遷移が完了する。

【００４６】こうすることにより、自動的にｆｄｉｖと
ｆｒｅｆ２との立ち上がりの一致を回避することがで
き、電圧制御発振器１や電圧制御発振器11の出力のＣ／
Ｎの劣化を防ぐことができる。

【００４７】このように、第１の実施形態の複数周波数
シンセサイザ装置では、分周比制御回路６の動作による
基準信号のジッタ発生を回避することができ、そのた
め、Ｃ／Ｎの劣化を招かない。これにより、ループフィ
ルタ４及びループフィルタ14の時定数を大きくする必要
が無くなり、ロックアップタイムを短縮することができ
る。

【００４８】また、このような周波数シンセサイザ装置
を移動無線機で使用した場合には、間欠受信時の無線機
の動作時間を短くできるので、待ち受け時間を長くし
て、間欠受信時の平均消費電力を少なくすることができ
る。

【００４９】なお、リセットを掛ける分周器15が含まれ
る第２の周波数シンセサイザ装置において、電源投入時
などの周波数引き込み時には、リセット信号の乱発によ
る引き込み時間の増加を防ぐために、周波数変動が大き
い間、フリップフロップ23及びフリップフロップ24をセ
ット及びリセットする制御を掛けることも可能である。

【００５０】また、ここでは説明を簡単にするため第２
分周器５の分周比を４とし、第２分周器15の分周比を１
４としているが、別の値でも同様に実施可能である。

【００５１】また、ここでは説明を簡単にするため、２
つの周波数シンセサイザ装置で説明しているが、複数の
周波数シンセサイザ装置の場合も同様に実施可能であ
る。

【００５２】また、立ち上がりエッジで動作するように
記述しているが、立ち下がりエッジでも同様に実施可能
である。

【００５３】（第２の実施形態）第２の実施形態の複数
周波数シンセサイザ装置では、図４に示すように、位相
検出手段20から出力されるＲＥＳＥＴ信号を、第２の周
波数シンセサイザの第２分周器15と第１分周器12とに入
力している。その他の構成は第１の実施形態（図１）と
変わりがない。

【００５４】位相検出手段20の動作は、第１の実施形態
で説明したとおりである。

【００５５】第２分周器15をリセットすると、位相比較
器13はリセット以前と異なった位相差信号を出力するよ
うになるが、この実施形態の装置では、第２分周器15と
同時に第１分周器12をリセットすることにより、分周開
始タイミングを一致させている。従って、位相比較器13
の位相差信号は、リセット以前と変わらなくなる。

【００５６】こうすることにより、自動的にｆｄｉｖと
ｆｒｅｆ２との立ち上がりの一致を回避して、電圧制御
発振器１や電圧制御発振器11の出力のＣ／Ｎの劣化を防
ぐとともに、リセットをかけた周波数シンセサイザ装置
の位相同期外れを防ぐことができる利点がある。

【００５７】（第３の実施形態）第３の実施形態の複数
周波数シンセサイザ装置では、図５に示すように、第２
の周波数シンセサイザに供給する基準信号を、出力信号
設定データに基づいて選択的に遅延させるための遅延素
子30と切替手段31とを備えている。第１の周波数シンセ
サイザ及び第２の周波数シンセサイザの構成は、第１の
実施形態（図１）と変わりがない。

【００５８】ここで、従来の技術で示した動作状態にお
いて、ｆｄｉｖの立ち上がりとｆｒｅｆ２の立ち上がり
タイミングとが、どのような場合に一致するのかについ
て、図１９を用いて説明する。

【００５９】ここでは、ｆｒｅｆが基準信号を４分周し
たものであり、ｆｒｅｆ２が基準信号を１４分周したも
のであるとする。ｆｄｉｖの立ち上がりは、ＡからＢの
範囲で変化する。一方、ｆｒｅｆ２は、基準信号に同期
していることから、ＡからＢの範囲で立ち上がる場合、
からで示したどれかのタイミングで立ち上がること
になる。このｆｒｅｆ２とｆｒｅｆとの間には、分周比
から、ｆｒｅｆ２＝ｆｒｅｆ×３＋２の関係があるた
め、ｆｒｅｆ２がのタイミングで立ち上がるとする
と、次の周期ではのタイミングで立ち上がり、のタ
イミングで立ち上がるとすると、次の周期ではのタイ
ミングで立ち上がる。このｆｒｅｆ２の立ち上がりのタ
イミングにｆｄｉｖの立ち上がりが一致した場合に、電
圧制御発振器１、11の出力のＣ／Ｎが劣化することにな
る。

【００６０】このように、ｆｄｉｖの立ち上がりとｆｒ
ｅｆ２の立ち上がりタイミングとが一致する可能性があ
るのは４点である。

【００６１】ところで、第１周波数シンセサイザの電圧
制御発振器１の出力周波数は、例えば出力信号設定デー
タとして外部からシリアルデータを入力して設定され
る。また、電圧制御発振器１の制御電圧対出力周波数の
特性より、ｆｄｉｖの立ち上がり点がどこに位置するか
は予め予測できる。そこで、このシリアルデータに１ビ
ットを追加し、上記タイミングが一致するような出力周
波数を設定する場合に情報を付加するようにする。切替
手段31は、この１ビットの情報を検出し、遅延素子30を
通した信号を第２分周器15に入力するように動作する。
一方、それ以外の出力周波数を設定する場合には、切替
手段31は、基準信号をそのまま第２分周器15に伝達する
ように動作する。

【００６２】図６のタイミングチャートを用いてｆｄｉ
ｖの立ち上がりとｆｒｅｆ２の立ち上がりタイミングと
が一致する場合の動作の一例を説明する。基準信号は遅
延素子30により位相がシフトされる。第２分周器15は、
切替手段31が選択した、位相がシフトされた基準信号で
動作するため、ｆｄｉｖの立ち上がりとｆｒｅｆ２の立
ち上がりとが一致することが起こらなくなり、電圧制御
発振器１や電圧制御発振器11の出力のＣ／Ｎの劣化を防
ぐことができる。

【００６３】このように、第３の実施形態の複数周波数
シンセサイザ装置では、分周比制御回路６の動作による
基準信号のジッタ発生を回避することができ、Ｃ／Ｎの
劣化を招かない。これにより、ループフィルタ４及びル
ープフィルタ14の時定数を大きくする必要が無くなり、
ロックアップタイムを短縮することができる。

【００６４】また、この装置では、ｆｄｉｖとｆｒｅｆ
２との立ち上がりタイミングを変えるために位相を検出
する必要がなく、構成が簡単になる。

【００６５】また、このような周波数シンセサイザ装置
を移動無線機で使用した場合には、間欠受信時の無線機
の動作時間を短くできるので、間欠受信時の平均消費電
力が少なくなり、待ち受け時間を長くすることができ
る。

【００６６】なお、遅延素子30で設定される、位相をシ
フトする量を変化させるため、スイッチ等を設けるなど
して自在に調節することも可能である。

【００６７】また、ここでは説明を簡単にするため第２
分周器５の分周比を４とし、第２分周器15の分周比を１
４としているが、別の値でも同様に実施可能である。

【００６８】また、ここでは説明を簡単にするため２つ
の周波数シンセサイザ装置で説明しているが、複数の周
波数シンセサイザ装置の場合も同様に実施可能である。

【００６９】また、立ち上がりエッジで動作するように
記述しているが、立ち下がりエッジでも同様に実施可能
である。

【００７０】（第４の実施形態）第４の実施形態の複数
周波数シンセサイザ装置では、図７に示すように、遅延
素子の代わりに、基準信号を反転するインバータ40を備
えている。その他の構成は第３の実施形態（図５）と変
わりがない。

【００７１】この装置では、第３の実施形態と同様に、
ｆｄｉｖの立ち上がり点がｆｒｅｆ２の立ち上がりタイ
ミングと一致するような出力周波数を設定する場合に、
出力信号設定データとして外部から入力するシリアルデ
ータに１ビットを加えて切替手段41に出力する。切替手
段41は、この１ビットの情報を検出した場合には、イン
バータ40を通した信号を第２分周器15に入力するように
動作する。一方、それ以外の出力周波数を設定する場合
には、切替手段41は、基準信号をそのまま第２分周器15
に伝達する。

【００７２】図８のタイミングチャートを用いてｆｄｉ
ｖの立ち上がりとｆｒｅｆ２の立ち上がりタイミングと
が一致する場合の動作の一例を説明する。基準信号はイ
ンバータ40により位相が反転される。第２分周器15は切
替手段41が選択した、位相が反転された基準信号で動作
するため、ｆｄｉｖの立ち上がりとｆｒｅｆ２の立ち上
がりとが一致することが起こらなくなり、電圧制御発振
器１や電圧制御発振器11の出力のＣ／Ｎの劣化を防ぐこ
とができる。

【００７３】このように、第４の実施形態の複数周波数
シンセサイザ装置では、インバータを用いて第３の実施
形態の装置と同様の効果を得ることができる。

【００７４】また、遅延素子を用いた場合には遅延量を
稼ぐため多量の素子を用いる構成が考えられるが、その
場合、温度などの周囲環境の変化によるばらつきや、Ｉ
Ｃ化した場合のＩＣ製造のばらつきにより遅延量が一定
とならないが、インバータを用いると簡単な素子で構成
でき、且つばらつきも遅延素子より少なくなる利点があ
る。

【００７５】（第５の実施形態）第５の実施形態の複数
周波数シンセサイザ装置では、図９に示すように、遅延
素子50と切替手段51とを用いて、第１周波数シンセサイ
ザに供給する基準信号を、出力信号設定データに基づい
て選択的に遅延させるようにしている。

【００７６】この装置では、基準信号の切り替えが第１
周波数シンセサイザの側で行われる点を除けば、第３の
実施形態と同様の動作が行われる。図１０には、ｆｄｉ
ｖの立ち上がりとｆｒｅｆ２の立ち上がりタイミングと
が一致する場合に、遅延素子50により、第１の周波数シ
ンセサイザに供給する基準信号を遅延させたときのタイ
ミングチャートを示している。

【００７７】この装置では、第３の実施形態と同様の効
果を得ることができる。

【００７８】また、この装置では、さらに、第１周波数
シンセサイザに遅延素子50を設けることで、分周比切換
の起こる前にｆｒｅｆ２が立ち上がるため、分周比切換
に要する時間及び遅延のばらつきに左右されなくなる利
点がある。

【００７９】（第６の実施形態）第６の実施形態の複数
周波数シンセサイザ装置では、図１１に示すように、イ
ンバータ60と切替手段61とを用いて、第１周波数シンセ
サイザに供給する基準信号を、出力信号設定データに基
づいて選択的に遅延させるようにしている。

【００８０】この装置では、基準信号の切り替えが第１
周波数シンセサイザの側で行われる点を除けば、第４の
実施形態と同様の動作が行われる。図１２には、ｆｄｉ
ｖの立ち上がりとｆｒｅｆ２の立ち上がりタイミングと
が一致する場合に、インバータ60で反転させた基準信号
を第１の周波数シンセサイザに供給するときのタイミン
グチャートを示している。

【００８１】この装置では、第４の実施形態と同様の効
果を得ることができる。

【００８２】また、この装置では、第５の実施形態と同
様に、第１周波数シンセサイザにインバータ60を設ける
ことで、分周比切換の起こる前にｆｒｅｆ２が立ち上が
るため、分周比切換に要する時間及び遅延のばらつきに
左右されなくなる利点がある。

【００８３】（第７の実施形態）第７の実施形態の複数
周波数シンセサイザ装置では、第３、第４、第５及び第
６の実施形態の装置の切替手段に、出力信号設定データ
として外部から入力されるシリアルデータからｆｄｉｖ
の立ち上がりとｆｒｅｆ２の立ち上がりとが一致するか
どうかを検出する機能を持たせている。

【００８４】前述するように、ｆｄｉｖの立ち上がりと
ｆｒｅｆ２の立ち上がりタイミングとが一致する可能性
があるのは４点である。ところで、第１周波数シンセサ
イザの電圧制御発振器１の出力周波数は、例えば出力信
号設定データとして外部からシリアルデータを入力して
設定される。また、電圧制御発振器１の制御電圧対出力
周波数の特性より、ｆｄｉｖの立ち上がり点がどこに位
置するかは予め予測できる。シリアルデータは、電圧制
御発振器１の出力信号を分周する分周器２の分周比を設
定するものであり、２進数で表現される。つまり、シリ
アルデータは分周比毎に特有のデータ列となり、ある特
定のビットを抽出すれば、タイミングが一致する４点の
検出が可能であり、このような検出機能を持つ切替手段
を用いた構成にすることにより、シリアルデータに１ビ
ットを追加しなくても、ｆｄｉｖの立ち上がりとｆｒｅ
ｆ２の立ち上がりとの一致を避けることができ、電圧制
御発振器１や電圧制御発振器11の出力のＣ／Ｎの劣化を
防ぐことができる。

【００８５】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の複数周波数シンセサイザ装置及びその動作方法では、
ＶＣＯの出力のＣ／Ｎが周波数によって劣化することを
防止できる。そのため、ロックアップタイムを短縮する
ことができる。

【００８６】また、この複数周波数シンセサイザ装置を
移動無線機に適用することにより、待ち受け時間が長
く、間欠受信時の消費電力が少ない移動無線機を得るこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態における複数周波数シ
ンセサイザ装置の構成図、

【図２】本発明の第１の実施形態における複数周波数シ
ンセサイザ装置の動作を示すタイミングチャート、

【図３】本発明の第１の実施形態における複数周波数シ
ンセサイザ装置の動作を示す別のタイミングチャート、

【図４】本発明の第２の実施形態における複数周波数シ
ンセサイザ装置の構成図、

【図５】本発明の第３の実施形態における複数周波数シ
ンセサイザ装置の構成図、

【図６】本発明の第３の実施形態における複数周波数シ
ンセサイザ装置の動作を示すタイミングチャート、

【図７】本発明の第４の実施形態における複数周波数シ
ンセサイザ装置の構成図、

【図８】本発明の第４の実施形態における複数周波数シ
ンセサイザ装置の動作を示すタイミングチャート、

【図９】本発明の第５の実施形態における複数周波数シ
ンセサイザ装置の構成図、

【図１０】本発明の第５の実施形態における複数周波数
シンセサイザ装置の動作を示すタイミングチャート、

【図１１】本発明の第６の実施形態における複数周波数
シンセサイザ装置の構成図、

【図１２】本発明の第６の実施形態における複数周波数
シンセサイザ装置の動作を示すタイミングチャート、

【図１３】従来の周波数シンセサイザ装置の構成を示す
ブロック図、

【図１４】位相比較器の構成図、

【図１５】従来の周波数シンセサイザ装置の動作を示す
タイミングチャート、

【図１６】一般的な従来の周波数シンセサイザ装置の構
成図、

【図１７】従来の複数周波数シンセサイザ装置の動作を
示すタイミングチャート、

【図１８】従来の複数周波数シンセサイザ装置の動作を
示す別のタイミングチャート、

【図１９】複数周波数シンセサイザ装置でのｆｄｉｖの
立ち上がりとｆｒｅｆ２の立ち上がりタイミングの一致
を説明するタイミングチャートである。

【符号の説明】

１、11 電圧制御発振器２、12 第１分周器３、13 位相比較器４、14 ループフィルタ５、15 第２分周器６分周比制御回路 20 位相検出手段 21 インバータ 22 １／２分周器 23、24 フリップフロップ 25、33 排他的論理和回路 26 論理和回路 30、50 遅延素子 31、41、51、61 切替手段 32、34 ２分周器 40、60 インバータ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】入力電圧に応じた周波数の信号を発振す
る電圧制御発振器と、前記電圧制御発振器の出力信号の
周波数を分周する第１分周器と、基準信号の周波数を分
周する第２分周器と、前記第１分周器及び前記第２分周
器からの出力信号の位相差をローパスフィルタを介して
前記電圧制御発振器に出力する位相比較器と、前記第１
分周器の分周比が時間的に変化し且つその時間平均の値
が小数点以下の値を含むように制御する分周比制御回路
とを備えた第１周波数シンセサイザ装置と、前記基準信
号を共通に用いたその他の周波数シンセサイザ装置とを
同時に使用する複数周波数シンセサイザ装置において、前記その他の周波数シンセサイザ装置の基準信号の周波
数を分周する分周器をリセットするために、前記分周器
の位相と前記第１周波数シンセサイザ装置の第１分周器
の位相との位相状態を検出する位相検出手段を設け、前
記位相検出手段の検出結果に基づいてリセット信号を制
御し、前記分周器の出力信号の位相を、前記第１分周器
の出力信号の位相と一致しないように制御することを特
徴とする複数周波数シンセサイザ装置。
【請求項２】前記リセット信号により、前記その他の
周波数シンセサイザ装置の基準信号の周波数を分周する
分周器とともに、前記その他の周波数シンセサイザ装置
の電圧制御発振器の出力信号を分周する分周器をリセッ
トすることを特徴とする請求項１に記載の複数周波数シ
ンセサイザ装置。
【請求項３】入力電圧に応じた周波数の信号を発振す
る電圧制御発振器と、前記電圧制御発振器の出力信号の
周波数を分周する第１分周器と、基準信号の周波数を分
周する第２分周器と、前記第１分周器及び前記第２分周
器からの出力信号の位相差をローパスフィルタを介して
前記電圧制御発振器に出力する位相比較器と、前記第１
分周器の分周比が時間的に変化し且つその時間平均の値
が小数点以下の値を含むように制御する分周比制御回路
とを備えた第１周波数シンセサイザ装置と、前記基準信
号を共通に用いたその他の周波数シンセサイザ装置とを
同時に使用する複数周波数シンセサイザ装置において、
前記基準信号の位相を変更する位相変更手段と、前記電
圧制御発振器の発振周波数を設定する設定シリアルデー
タに基づいて、前記位相変更手段により位相が変更され
た基準信号または位相が変更されていない基準信号を選
択する切替手段とを備え、前記切替手段によって選択さ
れた基準信号を前記その他の周波数シンセサイザ装置ま
たは第１周波数シンセサイザ装置に入力することによ
り、前記その他の周波数シンセサイザ装置の基準信号を
分周する分周器の位相と、前記第１分周器の出力信号の
位相とが一致しないようにしたことを特徴とする複数周
波数シンセサイザ装置。
【請求項４】前記位相変更手段として、前記基準信号
の位相を遅延させる遅延手段を備えることを特徴とする
請求項３に記載の複数周波数シンセサイザ装置。
【請求項５】前記位相変更手段として、前記基準信号
の位相を反転させる位相反転手段を備えることを特徴と
する請求項３に記載の複数周波数シンセサイザ装置。
【請求項６】前記切替手段が、前記設定シリアルデー
タに付加されたデータを検出し、検出結果に基づいて前
記選択を行うことを特徴とする請求項３に記載の複数周
波数シンセサイザ装置。
【請求項７】前記設定シリアルデータに付加するデー
タとして、１ビットのデータが追加されることを特徴と
する請求項６に記載の複数周波数シンセサイザ装置。
【請求項８】前記切替手段が、前記設定シリアルデー
タの特定ビットの状態を検出し、検出結果に基づいて前
記選択を行うことを特徴とする請求項３に記載の複数周
波数シンセサイザ装置。
【請求項９】入力電圧に応じた周波数の信号を発振す
る電圧制御発振器と、前記電圧制御発振器の出力信号の
周波数を分周する第１分周器と、基準信号の周波数を分
周する第２分周器と、前記第１分周器及び前記第２分周
器からの出力信号の位相差をローパスフィルタを介して
前記電圧制御発振器に出力する位相比較器と、前記第１
分周器の分周比が時間的に変化し且つその時間平均の値
が小数点以下の値を含むように制御する分周比制御回路
とを備えた第１周波数シンセサイザ装置と、前記基準信
号を共通に用いたその他の周波数シンセサイザ装置とを
複数個同時に動作させる複数周波数シンセサイザ装置の
動作方法において、前記分周器の位相と前記第１周波数シンセサイザ装置の
第１分周器の位相との位相状態を検出し、検出結果に基
づいて前記その他の周波数シンセサイザ装置の基準信号
の周波数を分周する分周器のリセットを制御し、前記分
周器の出力信号の位相を、前記第１分周器の出力信号の
位相と一致しないようにすることを特徴とする複数周波
数シンセサイザ装置の動作方法。
【請求項１０】前記検出結果に基づいて、前記その他
の周波数シンセサイザ装置の基準信号の周波数を分周す
る分周器とともに、前記その他の周波数シンセサイザ装
置の電圧制御発振器の出力信号を分周する分周器のリセ
ットを制御することを特徴とする請求項９に記載の複数
周波数シンセサイザ装置の動作方法。
【請求項１１】入力電圧に応じた周波数の信号を発振
する電圧制御発振器と、前記電圧制御発振器の出力信号
の周波数を分周する第１分周器と、基準信号の周波数を
分周する第２分周器と、前記第１分周器及び前記第２分
周器からの出力信号の位相差をローパスフィルタを介し
て前記電圧制御発振器に出力する位相比較器と、前記第
１分周器の分周比が時間的に変化し且つその時間平均の
値が小数点以下の値を含むように制御する分周比制御回
路とを備えた第１周波数シンセサイザ装置と、前記基準
信号を共通に用いたその他の周波数シンセサイザ装置と
を複数個同時に動作させる複数周波数シンセサイザ装置
の動作方法において、前記その他の周波数シンセサイザ装置の基準信号を分周
する分周器の位相と、前記第１分周器の出力信号の位相
とが一致しないように、前記基準信号の位相を変更し
て、前記その他の周波数シンセサイザ装置または第１周
波数シンセサイザ装置に入力することを特徴とする複数
周波数シンセサイザ装置の動作方法。
【請求項１２】前記基準信号の位相を変更するため
に、前記基準信号の位相を遅延させることを特徴とする
請求項１１に記載の複数周波数シンセサイザ装置の動作
方法。
【請求項１３】前記基準信号の位相を変更するため
に、前記基準信号の位相を反転させることを特徴とする
請求項１１に記載の複数周波数シンセサイザ装置の動作
方法。
【請求項１４】前記電圧制御発振器の発振周波数を設
定する設定シリアルデータに基づいて、前記基準信号の
位相の変更を行うことを特徴とする請求項１１に記載の
複数周波数シンセサイザ装置の動作方法。
【請求項１５】前記設定シリアルデータに、前記基準
信号の位相の変更の要否を示す１ビットのデータを付加
し、前記データを検出して前記基準信号の位相の変更を
行うことを特徴とする請求項１４に記載の複数周波数シ
ンセサイザ装置の動作方法。
【請求項１６】前記設定シリアルデータの特定ビット
の状態を検出して前記基準信号の位相の変更の要否を判
断し、判断結果に基づいて前記基準信号の位相の変更を
行うことを特徴とする請求項１４に記載の複数周波数シ
ンセサイザ装置の動作方法。
【請求項１７】請求項１、請求項２、請求項３、請求
項４、請求項５、請求項６、請求項７または請求項８に
記載の複数周波数シンセサイザ装置を備えた移動無線
機。