JP2002374166A - Frequency synthesizer - Google Patents

Frequency synthesizer

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JP2002374166A
JP2002374166A JP2001180265A JP2001180265A JP2002374166A JP 2002374166 A JP2002374166 A JP 2002374166A JP 2001180265 A JP2001180265 A JP 2001180265A JP 2001180265 A JP2001180265 A JP 2001180265A JP 2002374166 A JP2002374166 A JP 2002374166A
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  • Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To expand a frequency variable range by suppressing deterioration in phase noise characteristics. SOLUTION: A voltage controlled oscillator section(VCO) 1 outputs an oscillation output signal S1, having a fixed frequency f1=2N(f2+Δfm) (N being an integer of 2 or larger). A selector 6 selects either a frequency-divided output signal, having a frequency division ratio 1/2N of a frequency division section 2 or a frequency-divided output signal having a frequency division ratio 1/N of a frequency dividing section 5. A mixer 7 mixes the signal S1 with a frequency-divided output signal S2. A BPF 8 makes a signal having the frequency difference between the mixed two signals to pass. A doubling multiplication section 9 doubles an output signal S3 from the BPF 8. The VCO 10 oscillates at a prescribed frequency, which lies within the range of ±Δfm, with the center at the frequency f2. A mixer 12 mixes a doubled output signal S4 with an oscillation output signal S5 from the VCO 10. A BPF 13 makes signal components, having a frequency within a range of ±2Δfm with center at (4N-3)(f2+Δfm), to pass through as an output signal S6.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は周波数シンセサイザ
に関し、特にマイクロ波や準ミリ波によるPoint−
to−Point、Point―to―Multipo
int通信装置に適用する周波数シンセサイザに関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a frequency synthesizer, and more particularly to a point synthesizer using microwaves or quasi-millimeter waves.
to-Point, Point-to-Multipo
The present invention relates to a frequency synthesizer applied to an int communication device.

【0002】[0002]

【従来の技術】マイクロ波や準ミリ波によるPoint
−to−Point、Point―to―Multip
oint通信装置では、局部発振信号を周波数シンセサ
イザにより生成している。この周波数シンセサイザに
は、誘電体や可変容量ダイオード等を使用した電圧制御
発振回路(VCO)が使用される。その特性としては、
広い周波数範囲をカバーでき、且つ低位相ノイズである
ことが要求される。
2. Description of the Related Art Point by microwave or quasi-millimeter wave
-To-Point, Point-to-Multip
In the point communication device, a local oscillation signal is generated by a frequency synthesizer. This frequency synthesizer uses a voltage controlled oscillator (VCO) using a dielectric, a variable capacitance diode, or the like. Its characteristics include:
It is required to cover a wide frequency range and have low phase noise.

【0003】通常、誘電体や可変容量ダイオード等を使
用した電圧制御発振回路(VCO)では、周波数の可変
範囲が広くなるほど位相ノイズ特性が悪くなる。このた
め、従来は、固定周波数の発振回路を複数設けて使用周
波数に応じて切り替えるようにしたり、あるいは、装置
毎に発振周波数を個別に調整したりしている。
Generally, in a voltage controlled oscillator (VCO) using a dielectric or a variable capacitance diode, the phase noise characteristic becomes worse as the variable range of the frequency becomes wider. For this reason, conventionally, a plurality of oscillation circuits of a fixed frequency are provided to switch according to the frequency used, or the oscillation frequency is adjusted individually for each device.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかし、複数の発振回
路を設ける場合は回路規模が大きくなり、また、装置毎
に発振周波数を個別に調整する場合は非常に手間がかか
るという問題点を有している。
However, when a plurality of oscillating circuits are provided, the circuit scale becomes large, and when individually adjusting the oscillating frequency for each device, it is very troublesome. ing.

【0005】本発明の目的は、簡単な回路構成により、
位相ノイズ特性の劣化を抑えて周波数可変範囲を広げる
ことができる周波数シンセサイザを提供することにあ
る。
An object of the present invention is to provide a simple circuit configuration.
An object of the present invention is to provide a frequency synthesizer capable of expanding a frequency variable range while suppressing deterioration of phase noise characteristics.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明の周波数シンセサ
イザは、周波数f1に固定された第1の発振出力信号を
生成する第1の位相同期ループと、前記第1の発振出力
信号を分周比1/N(Nは2以上の整数)および分周比
1/2Nに分周していずれか一方を出力する分周手段
と、前記第1の発振出力信号と前記分周手段の分周出力
信号とを混合する第1のミキサと、この第1のミキサの
出力側に設けられる第1の帯域通過フィルタと、この第
1の帯域通過フィルタの出力信号を2逓倍する逓倍手段
と、周波数f2を中心に±Δfmの所定範囲内の一周波
数に制御された第2の発振出力信号を生成する第2の位
相同期ループと、前記逓倍手段の出力信号と前記第2の
発振出力信号とを混合する第2のミキサと、この第2の
ミキサの出力側に設けられて出力信号を抽出する第2の
帯域通過フィルタと、前記第1の位相同期ループおよび
前記第2の位相同期ループ並びに前記分周手段をそれぞ
れ制御する制御手段とを備える。
According to the present invention, there is provided a frequency synthesizer comprising: a first phase-locked loop for generating a first oscillation output signal fixed at a frequency f1; Frequency dividing means for dividing the frequency to 1 / N (N is an integer of 2 or more) and dividing ratio 1 / 2N, and outputting one of them; the first oscillation output signal and the frequency dividing output of the frequency dividing means A first mixer for mixing the signal, a first band-pass filter provided on the output side of the first mixer, a multiplying means for doubling an output signal of the first band-pass filter, and a frequency f2 A second phase-locked loop for generating a second oscillation output signal controlled to one frequency within a predetermined range of ± Δfm, and mixing the output signal of the multiplying means with the second oscillation output signal And a second mixer provided on the output side of the second mixer. A second band-pass filter for extracting an output signal, and a control unit for controlling the first phase-locked loop, the second phase-locked loop, and the frequency dividing unit, respectively.

【0007】また、前記分周手段が、前記第1の発振出
力信号を分周比1/N(Nは2以上の整数)で分周する
第1の分周部と、前記第1の発振出力信号を分周比1/
2Nで分周する第2の分周部と、前記制御手段からの選
択信号に応じて前記第1の分周部の分周出力信号および
前記第2の分周部の分周出力信号の内いずれか一方を選
択し出力するセレクタとを有する。
The frequency dividing means divides the first oscillation output signal by a frequency dividing ratio of 1 / N (N is an integer of 2 or more); Divide the output signal by 1 /
A second frequency divider that divides the frequency by 2N; and a frequency division output signal of the first frequency divider and a frequency division output signal of the second frequency divider in response to a selection signal from the control unit. And a selector for selecting and outputting one of them.

【0008】更に、前記分周手段が、前記制御手段から
の選択信号に応じて前記第1の発振出力信号を分周比1
/N(Nは2以上の整数)もしくは分周比1/2Nで分
周し出力する可変分周部を有する。
Further, the frequency dividing means converts the first oscillation output signal into a frequency dividing ratio of 1 in response to a selection signal from the control means.
/ N (N is an integer of 2 or more) or a frequency dividing ratio of 1 / 2N.

【0009】上記構成において、前記制御手段は、前記
第1の発振出力信号の周波数f1をf1=2N(f2+
△fm)に制御すると共に、前記第2の帯域通過フィル
タの出力信号の周波数が(4N−3)(f2+△fm)
よりも高いか低いかを判定して前記分周手段を制御す
る。また、前記第1の帯域通過フィルタは、f1−(f
1/N)からf1−(f1/2N)までの信号成分を通
過させる。更に、前記第2の帯域通過フィルタは、2f
1(1−(1/N))+(f2−Δfm)から2f1
(1−(1/2N))−(f2−Δfm)までの信号成
分を通過させる。
In the above configuration, the control means sets the frequency f1 of the first oscillation output signal to f1 = 2N (f2 +
Δfm) and the frequency of the output signal of the second band-pass filter is (4N−3) (f2 + Δfm)
The frequency dividing means is controlled by determining whether the frequency is higher or lower. Further, the first band-pass filter includes f1- (f
1 / N) to f1- (f1 / 2N). Further, the second band pass filter has a 2f
From 1 (1- (1 / N)) + (f2-Δfm) to 2f1
Signal components up to (1- (1 / 2N))-(f2- [Delta] fm) are passed.

【0010】また、前記第1の位相同期ループは、前記
周波数f1で発振する電圧制御発振部と、基準周波数信
号を発振する基準発振部と、前記第1の分周部の分周出
力信号および前記基準周波数信号並びに前記制御手段か
らの制御信号に基づき前記電圧制御発振部を制御するP
LL部とで構成してもよいし、また、前記周波数f1で
発振する電圧制御発振部と、基準周波数信号を発振する
基準発振部と、前記第2の分周部の分周出力信号および
前記基準周波数信号並びに前記制御手段からの制御信号
に基づき前記電圧制御発振部を制御するPLL部とで構
成してもよいし、更に、前記周波数f1で発振する電圧
制御発振部と、基準周波数信号を発振する基準発振部
と、前記可変分周部の分周出力信号および前記基準周波
数信号並びに前記制御手段からの制御信号に基づき前記
電圧制御発振部を制御するPLL部とで構成してもよ
い。
The first phase-locked loop includes a voltage-controlled oscillator oscillating at the frequency f1, a reference oscillator oscillating a reference frequency signal, a frequency-divided output signal of the first frequency divider, P for controlling the voltage controlled oscillator based on the reference frequency signal and a control signal from the control means
An LL unit, a voltage controlled oscillator oscillating at the frequency f1, a reference oscillator oscillating a reference frequency signal, a frequency-divided output signal of the second frequency divider, and It may be constituted by a PLL section for controlling the voltage controlled oscillation section based on a reference frequency signal and a control signal from the control means, and further, a voltage controlled oscillation section oscillated at the frequency f1, and a reference frequency signal. A reference oscillation unit that oscillates and a PLL unit that controls the voltage control oscillation unit based on the frequency divided output signal of the variable frequency divider, the reference frequency signal, and a control signal from the control unit may be used.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】次に本発明について図面を参照し
て説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Next, the present invention will be described with reference to the drawings.

【0012】図1は本発明の一実施形態を示すブロック
図である。
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention.

【0013】ここで、第1の電圧制御発振部(VCO)
1と、第1の分周部2と、第1のPLL部3と、基準発
振部4とで第1の位相同期ループを構成している。ま
た、第2の電圧制御発振部(VCO)10と、第2のP
LL部11と、基準発振部4とで第2の位相同期ループ
を構成している。
Here, a first voltage controlled oscillator (VCO)
1, a first frequency dividing unit 2, a first PLL unit 3, and a reference oscillating unit 4 constitute a first phase locked loop. In addition, a second voltage controlled oscillator (VCO) 10 and a second PCO
The LL unit 11 and the reference oscillation unit 4 form a second phase locked loop.

【0014】第1の電圧制御発振部(VCO)1および
第2の電圧制御発振部(VCO)10は、誘電体や可変
容量ダイオード等を使用した電圧制御発振回路(VC
O)で構成されている。また、基準発振部4は、水晶を
使用して一定周波数の高精度の基準周波数信号Ssを発
生する発振回路で構成されている。
The first voltage controlled oscillator (VCO) 1 and the second voltage controlled oscillator (VCO) 10 include a voltage controlled oscillator (VC) using a dielectric or a variable capacitance diode.
O). The reference oscillating unit 4 includes an oscillating circuit that generates a high-precision reference frequency signal Ss having a constant frequency using quartz.

【0015】各PLL部3,11は、可変分周回路およ
び位相比較回路等を内蔵する集積回路で構成されてい
る。そして、制御部14から出力される制御信号C1,
C2に応じて分周処理した発振出力信号と基準周波数信
号との位相比較を行い、位相差が0となるように制御電
圧を生成して第1および第2の電圧制御発振部(VC
O)1,10をそれぞれ制御する。
Each of the PLL units 3 and 11 is composed of an integrated circuit including a variable frequency dividing circuit, a phase comparing circuit, and the like. Then, the control signals C1,
A phase comparison is performed between the oscillation output signal that has been frequency-divided according to C2 and the reference frequency signal, and a control voltage is generated so that the phase difference becomes 0, so that the first and second voltage controlled oscillators (VC
O) Control 1 and 10 respectively.

【0016】第1の電圧制御発振部(VCO)1は、固
定周波数f1で発振するように制御される。また、第2
の電圧制御発振部(VCO)10は、周波数f2を中心
にして±Δfmの範囲内の所定の一周波数、つまり、f
2+Δf(−Δfm≦Δf≦+Δfm)で発振するよう
に制御される。なお、発振周波数の制御は、制御部14
から各PLL部3,11へそれぞれ供給される制御信号
C1,C2に基づき行われる。
The first voltage controlled oscillator (VCO) 1 is controlled to oscillate at a fixed frequency f1. Also, the second
The voltage-controlled oscillation unit (VCO) 10 has a predetermined frequency within a range of ± Δfm around the frequency f2, that is, f
It is controlled to oscillate at 2 + Δf (−Δfm ≦ Δf ≦ + Δfm). The oscillation frequency is controlled by the control unit 14.
The control is performed based on control signals C1 and C2 supplied to the PLL units 3 and 11, respectively.

【0017】ところで、第1の電圧制御発振部(VC
O)1の出力側には、分周比が1/2N(Nは2以上の
整数)の第1の分周部2と、分周比が1/N(Nは2以
上の整数)の第2の分周部5と、第1の電圧制御発振部
(VCO)1の発振出力信号S1と分周出力信号S2と
を混合して周波数差の信号を生成する第1のミキサ7と
が設けられている。
Incidentally, the first voltage controlled oscillator (VC
O) On the output side of 1, a first frequency divider 2 having a frequency division ratio of 1 / 2N (N is an integer of 2 or more) and a frequency division ratio of 1 / N (N is an integer of 2 or more) are provided. The second frequency divider 5 and the first mixer 7 that mixes the oscillation output signal S1 and the frequency-divided output signal S2 of the first voltage controlled oscillator (VCO) 1 to generate a frequency difference signal are provided. Is provided.

【0018】また、各分周部2,5の出力側にはセレク
タ6が設けられている。このセレクタ6は、制御部14
からの選択信号C3に応じて第1の分周部2の分周出力
信号(周波数:f1/2N)および第2の分周部5の分
周出力信号(周波数:f1/N)の内いずれか一方を選
択し、分周出力信号S2として第1のミキサ7へ供給す
る。
A selector 6 is provided on the output side of each of the frequency dividers 2 and 5. The selector 6 includes a controller 14
Of the frequency-divided output signal (frequency: f1 / 2N) of the first frequency divider 2 and the frequency-divided output signal (frequency: f1 / N) of the second frequency divider 5 according to the selection signal C3 from One of them is selected and supplied to the first mixer 7 as a divided output signal S2.

【0019】なお、ここでは、第1の分周部2の分周出
力信号を第1のPLL部3に分配しているが、第2の分
周部5の分周出力信号を第1のPLL部3に分配して第
1の位相同期ループを形成してもよい。
Here, the divided output signal of the first divider 2 is distributed to the first PLL 3, but the divided output signal of the second divider 5 is divided into the first divided signal. The signal may be distributed to the PLL unit 3 to form a first phase locked loop.

【0020】第1のミキサ7は、第1の電圧制御発振部
(VCO)1の発振出力信号S1(周波数:f1)と、
セレクタ6により選択された分周出力信号S2とを混合
する。
The first mixer 7 has an oscillation output signal S1 (frequency: f1) of the first voltage controlled oscillator (VCO) 1;
The frequency-divided output signal S2 selected by the selector 6 is mixed.

【0021】第1のミキサ7の出力側に設けられる帯域
通過フィルタ(BPF)8は、ミキサ7の出力信号の
内、周波数がf1−(f1/N)からf1−(f1/2
N)までの信号成分を信号S3として通過させるように
設計されている。
A band-pass filter (BPF) 8 provided on the output side of the first mixer 7 has a frequency f1- (f1 / N) to f1- (f1 / 2) of the output signal of the mixer 7.
The signal components up to N) are designed to pass as a signal S3.

【0022】逓倍部9は、帯域通過フィルタ(BPF)
8を通過した信号S3を2逓倍し、周波数が2f1(1
−(1/N))から2f1(1−(1/2N))までの
信号S4を出力する。
The multiplier 9 is a band pass filter (BPF)
The signal S3 that has passed through No. 8 is doubled, and the frequency is 2f1 (1
− (1 / N)) to 2f1 (1− (1 / 2N)).

【0023】第2のミキサ12は、逓倍部9の出力信号
S4と第2の電圧制御発振部(VCO)10の発振出力
信号S5(周波数:f2+Δf)とを混合する。
The second mixer 12 mixes the output signal S4 of the frequency multiplier 9 with the oscillation output signal S5 of the second voltage controlled oscillator (VCO) 10 (frequency: f2 + Δf).

【0024】第2のミキサ12の出力側に設けられた帯
域通過フィルタ(BPF)13は、周波数が2f1(1
−(1/N))+(f2−Δfm)から2f1(1−
(1/2N))−(f2−Δfm)までの信号成分を出
力信号S6(周波数:f3)として通過させるように設
計されている。
The band-pass filter (BPF) 13 provided on the output side of the second mixer 12 has a frequency of 2f1 (1
− (1 / N)) + (f2-Δfm) to 2f1 (1-
(1 / 2N))-(f2-Δfm) is designed to be passed as an output signal S6 (frequency: f3).

【0025】ところで、本発明では、第1の電圧制御発
振部(VCO)1の発振出力周波数f1を、f1=2N
(f2+△fm)の固定周波数に制御する。
In the present invention, the oscillation output frequency f1 of the first voltage controlled oscillator (VCO) 1 is set to f1 = 2N
Control is performed at a fixed frequency of (f2 + △ fm).

【0026】次に、図2を参照して動作を説明する。Next, the operation will be described with reference to FIG.

【0027】既に述べたように、第2の電圧制御発振部
(VCO)10の周波数は、f2+Δf(−Δfm≦Δ
f≦+Δfm)であり、セレクタ6により周波数f1/
2Nの分周出力信号を選択させた場合、出力信号S6の
周波数f3は、 f3=2f1(1−(1/2N))−(f2+Δf)…
……(1)である。
As described above, the frequency of the second voltage controlled oscillator (VCO) 10 is f2 + Δf (−Δfm ≦ Δ
f ≦ + Δfm), and the frequency f1 /
When the 2N frequency-divided output signal is selected, the frequency f3 of the output signal S6 is: f3 = 2f1 (1- (1 / 2N))-(f2 + [Delta] f) ...
... (1).

【0028】また、セレクタ6により周波数f1/Nの
分周出力信号を選択させた場合、出力信号S6の周波数
f3は、 f3=2f1(1−(1/N))+(f2+Δf)……
…(2)である。
When the frequency-divided output signal having the frequency f1 / N is selected by the selector 6, the frequency f3 of the output signal S6 is f3 = 2f1 (1- (1 / N)) + (f2 + .DELTA.f).
... (2).

【0029】出力信号S6の最高周波数f3maxは、
図2に示すように、式(1)においてΔf=−Δfmの
ときである。すなわち、 f3max=2f1(1−(1/2N))−(f2−Δ
fm)………(3)である。
The maximum frequency f3max of the output signal S6 is
As shown in FIG. 2, this is when Δf = −Δfm in equation (1). That is, f3max = 2f1 (1- (1 / 2N))-(f2-Δ
fm)... (3).

【0030】また、出力信号S6の最低周波数f3mi
nは、式(2)においてΔf=−Δfmのときである。
すなわち、 f3min=2f1(1−(1/N))+(f2−Δf
m)………(4)である。
The lowest frequency f3mi of the output signal S6
n is when Δf = −Δfm in the equation (2).
That is, f3min = 2f1 (1- (1 / N)) + (f2-Δf
m)... (4).

【0031】更に、式(1)においてΔf=+Δfmの
ときは、セレクタ6により周波数f1/2Nの分周出力
信号を選択させた場合の最低周波数であり、また、式
(2)においてΔf=+Δfmのときは、セレクタ6に
より周波数f1/Nの分周出力信号を選択させた場合の
最高周波数である。
Further, when Δf = + Δfm in the equation (1), it is the lowest frequency when the frequency-divided output signal of the frequency f1 / 2N is selected by the selector 6, and in equation (2), Δf = + Δfm Is the highest frequency when the selector 6 selects the frequency-divided output signal of the frequency f1 / N.

【0032】ここで、Δf=+Δfmのときに、式
(1)および式(2)が同一周波数になるようにすれ
ば、すなわち、セレクタ6により周波数f1/2Nの分
周出力信号を選択させた場合の最低周波数と、セレクタ
6により周波数f1/Nの分周出力信号を選択させた場
合の最高周波数とを同一周波数になるようにすれば、セ
レクタ6により分周出力信号を切り替えたときに、連続
して周波数設定を行うことが可能となる。
Here, when Δf = + Δfm, if the equations (1) and (2) are made to have the same frequency, that is, the selector 6 selects the frequency-divided output signal of the frequency f1 / 2N. If the lowest frequency in the case and the highest frequency when the frequency-divided output signal of frequency f1 / N is selected by the selector 6 are set to be the same frequency, when the frequency-divided output signal is switched by the selector 6, The frequency can be set continuously.

【0033】つまり、出力信号S6の周波数f3は、最
低周波数f3minから最低周波数f3maxまで、す
なわち、2f1(1−(1/N))+(f2−Δfm)
から2f1(1−(1/2N))−(f2−Δfm)ま
での周波数範囲内で連続して設定できる。
That is, the frequency f3 of the output signal S6 ranges from the lowest frequency f3min to the lowest frequency f3max, that is, 2f1 (1- (1 / N)) + (f2-Δfm).
To 2f1 (1- (1 / 2N))-(f2-.DELTA.fm).

【0034】この場合は、 2f1(1−(1/2N))−(f2+Δfm)=2f
1(1−(1/N))+(f2+Δfm)であるので、 f1=2N(f2+△fm)………(5)が成立する。
In this case, 2f1 (1- (1 / 2N))-(f2 + .DELTA.fm) = 2f
Since 1 (1− (1 / N)) + (f2 + Δfm), f1 = 2N (f2 + △ fm) (5) holds.

【0035】式(5)を式(3),(4)に代入するこ
とにより、 f3max=(4N−3)(f2+△fm)+2△fm………(6) f3min=(4N−3)(f2+△fm)−2△fm………(7) となる。
By substituting equation (5) into equations (3) and (4), f3max = (4N-3) (f2 + @ fm) + 2 @ fm (6) f3min = (4N-3) (F2 + △ fm) -2 △ fm (7)

【0036】すなわち、出力信号S6の周波数は、(4
N−3)(f2+△fm)を中心に±2△fmの範囲内
で連続して設定できることになる。従って、帯域通過フ
ィルタ(BPF)13は、(4N−3)(f2+△f
m)を中心に±2△fmの範囲内を通過させる特性であ
ればよい。
That is, the frequency of the output signal S6 is (4
N-3) (f2 + △ fm) can be set continuously within a range of ± 2 △ fm. Therefore, the band pass filter (BPF) 13 is (4N−3) (f2 + Δf
Any characteristic may be used as long as it allows the light to pass through a range of ± 2 △ fm around m).

【0037】よって、制御部14が、第1の電圧制御発
振部(VCO)1の発振周波数f1を2N(f2+△f
m)に固定して制御すると共に、出力信号S6の周波数
f3が(4N−3)(f2+△fm)よりも高いか低い
かを判定して、分周比がf1/2Nまたはf1/Nの分
周出力信号のいずれか一方をセレクタ6に選択させ、第
2の電圧制御発振部(VCO)10の発振周波数を、f
2を中心にした±Δfmの範囲内の一周波数に制御する
ことにより、周波数が(4N−3)(f2+△fm)を
中心に±2△fmの範囲内で連続して設定可能な出力信
号S6を得ることができる。
Therefore, the controller 14 sets the oscillation frequency f1 of the first voltage controlled oscillator (VCO) 1 to 2N (f2 + Δf
m), and determines whether the frequency f3 of the output signal S6 is higher or lower than (4N−3) (f2 + △ fm), and determines whether the frequency division ratio is f1 / 2N or f1 / N. The selector 6 selects one of the frequency-divided output signals, and sets the oscillation frequency of the second voltage-controlled oscillation unit (VCO) 10 to f
An output signal whose frequency can be continuously set within a range of ± 2 △ fm around (4N−3) (f2 + △ fm) by controlling to one frequency within a range of ± Δfm centered at 2. S6 can be obtained.

【0038】このように、第1の電圧制御発振部(VC
O)1の発振周波数f1は2N(f2+△fm)に固定
され、第2の電圧制御発振部(VCO)10の周波数可
変範囲±Δfmに対して、出力信号の周波数可変範囲を
2倍の±2△fmにすることができるので、位相ノイズ
特性の劣化を抑えて周波数可変範囲を広げることができ
る。
As described above, the first voltage controlled oscillator (VC
O) The oscillation frequency f1 of 1 is fixed at 2N (f2 + △ fm), and the frequency variable range of the output signal is twice as large as the frequency variable range ± Δfm of the second voltage controlled oscillator (VCO) 10. Since it can be set to 2 △ fm, deterioration of the phase noise characteristic can be suppressed and the frequency variable range can be widened.

【0039】次に、簡単な具体例として、第1および第
2の分周部2,5の分周比を1/8および1/4、すな
わちN=4とし、第2の電圧制御発振部(VCO)10
の発振出力周波数を、中心周波数f2=0.9GHz、
設定周波数範囲±△fm=±0.1GHz(0.8GH
z〜1GHz)とした場合、式(5)により、第1の電
圧制御発振部(VCO)1の周波数f1=2N(f2+
△fm)=8×(0.9+0.1)=8GHzとなる。
Next, as a simple concrete example, the frequency division ratio of the first and second frequency dividers 2 and 5 is set to 1/8 and 1/4, that is, N = 4, and the second voltage controlled oscillator (VCO) 10
The oscillation output frequency of the center frequency f2 = 0.9 GHz,
Set frequency range ± △ fm = ± 0.1 GHz (0.8 GHz
z to 1 GHz), the frequency f1 of the first voltage controlled oscillator (VCO) 1 = 2N (f2 +
Δfm) = 8 × (0.9 + 0.1) = 8 GHz.

【0040】第1の電圧制御発振部(VCO)1の発振
出力信号S1(f1=8GHz)と、セレクタ6により
選択された1/4分周出力信号(f1/N=2GHz)
または1/8分周出力信号(f1/2N=1GHz)が
ミキサ7により混合される。ミキサ7の出力側に設けら
れた帯域通過フィルタ(BPF)8により、2信号の周
波数差の6GHzおよび7GHzの信号成分が抽出され
る。
The oscillation output signal S1 (f1 = 8 GHz) of the first voltage controlled oscillator (VCO) 1 and the quarter frequency output signal (f1 / N = 2 GHz) selected by the selector 6
Alternatively, the 1/8 frequency-divided output signal (f1 / 2N = 1 GHz) is mixed by the mixer 7. A bandpass filter (BPF) 8 provided on the output side of the mixer 7 extracts signal components of 6 GHz and 7 GHz having a frequency difference between the two signals.

【0041】その後、逓倍部9により2逓倍されて12
GHzまたは14GHzの信号S4となり、第2の電圧
制御発振部(VCO)10の発振出力信号(0.8〜1
GHz)とミキサ7により混合される。ミキサ7の出力
側に設けられた帯域通過フィルタ(BPF)13の通過
帯域は、(4N−3)(f2+△fm)を中心に±2△
fm、すなわち、13GHzを中心に±0.2GHz
(12.8〜13.2GHz)である。
After that, the frequency is multiplied by 2 by the frequency multiplying section 9 to obtain 12
Signal S4 of 14 GHz or 14 GHz, and the oscillation output signal (0.8 to 1) of the second voltage controlled oscillator (VCO) 10
GHz) and the mixer 7. The pass band of the band-pass filter (BPF) 13 provided on the output side of the mixer 7 is ± 2 △ around (4N−3) (f2 + {fm).
fm, ie ± 0.2 GHz around 13 GHz
(12.8 to 13.2 GHz).

【0042】ここで、1/4分周出力信号(f1/N=
2GHz)が選択された場合、2逓倍出力信号(12G
Hz)がミキサ7に入力し、2信号の周波数和の信号成
分(12.8〜13GHz)が帯域通過フィルタ(BP
F)13により抽出され、出力信号S6として出力され
る。
Here, the 1/4 frequency-divided output signal (f1 / N =
When 2 GHz) is selected, the doubled output signal (12 GHz)
Hz) is input to the mixer 7, and the signal component (12.8 to 13 GHz) of the frequency sum of the two signals is input to the band-pass filter (BP).
F) 13 and is output as an output signal S6.

【0043】また、1/8分周出力信号(f1/2N=
1GHz)が選択された場合、2逓倍出力信号(14G
Hz)がミキサ7に入力し、2信号の周波数差の信号成
分(13〜13.2GHz)が帯域通過フィルタ(BP
F)13により抽出され、出力信号S6として出力され
る。
Further, the 1/8 frequency-divided output signal (f1 / 2N =
When 1 GHz is selected, the doubled output signal (14 GHz) is selected.
Hz) is input to the mixer 7, and a signal component (13 to 13.2 GHz) having a frequency difference between the two signals is converted to a band-pass filter (BP).
F) 13 and is output as an output signal S6.

【0044】従って、出力信号S6の周波数が12.8
〜13GHzである場合には、1/4分周出力信号(f
1/N=2GHz)をセレクタ6により選択し、第2の
電圧制御発振部(VCO)10の発振出力周波数を0.
8GHzから1GHzの範囲内の一周波数に設定すれば
よい。また、出力信号S6の周波数が13〜13.2G
Hzである場合には、1/8分周出力信号(f1/2N
=1GHz)をセレクタ6により選択し、第2の電圧制
御発振部(VCO)10の発振出力周波数を0.8GH
zから1GHzの範囲内の周波数に設定すればよい。
Therefore, the frequency of the output signal S6 is 12.8.
1313 GHz, the 1/4 frequency-divided output signal (f
1 / N = 2 GHz) is selected by the selector 6, and the oscillation output frequency of the second voltage controlled oscillator (VCO) 10 is set to 0.
What is necessary is just to set to one frequency in the range of 8 GHz to 1 GHz. Further, the frequency of the output signal S6 is 13 to 13.2G.
Hz, the 1/8 frequency-divided output signal (f1 / 2N
= 1 GHz) by the selector 6, and the oscillation output frequency of the second voltage controlled oscillator (VCO) 10 is set to 0.8 GHz.
The frequency may be set within a range from z to 1 GHz.

【0045】このように、第2の電圧制御発振部(VC
O)10の発振出力周波数を0.8GHzから1GHz
の範囲内で設定することにより、出力信号の周波数を1
2.8〜13.2GHzの範囲内に設定することがで
き、第2の電圧制御発振部(VCO)10の2倍の可変
範囲を得ることができる。
As described above, the second voltage controlled oscillator (VC
O) Oscillation output frequency of 10 from 0.8 GHz to 1 GHz
By setting the frequency of the output signal to 1
It can be set in the range of 2.8 to 13.2 GHz, and a variable range twice as large as that of the second voltage controlled oscillator (VCO) 10 can be obtained.

【0046】図3は他の実施形態を示すブロック図であ
る。
FIG. 3 is a block diagram showing another embodiment.

【0047】ここで、図1に示した構成要素と同じもの
には同一符号を付してある。また、その相違点は、図1
に示した分周部2,5およびセレクタ6に代えて、可変
分周部15を設けている点である。
Here, the same components as those shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals. The difference is shown in FIG.
Is that a variable frequency dividing section 15 is provided instead of the frequency dividing sections 2 and 5 and the selector 6 shown in FIG.

【0048】ここでは、第1の電圧制御発振部(VC
O)1と、可変分周部15と、第1のPLL部3と、基
準発振部4とで第1の位相同期ループを構成している。
Here, the first voltage controlled oscillator (VC
O) 1, the variable frequency dividing unit 15, the first PLL unit 3, and the reference oscillating unit 4 constitute a first phase locked loop.

【0049】可変分周部15は、制御部14から供給さ
れる制御信号C4に応じて分周比を1/2Nまたは1/
Nに切替え、第1の電圧制御発振部(VCO)1の発振
出力信号S1(周波数:f1)を分周して分周出力信号
S2として出力する。
The variable frequency dividing unit 15 changes the frequency dividing ratio to 1 / 2N or 1 / N according to the control signal C4 supplied from the control unit 14.
The frequency is switched to N, and the oscillation output signal S1 (frequency: f1) of the first voltage controlled oscillator (VCO) 1 is frequency-divided and output as a frequency-divided output signal S2.

【0050】制御部14は、選択信号C4により可変分
周部15の分周比を1/2Nまたは1/Nに切替えると
共に、制御信号C1により第1のPLL部3の内部の分
周回路の分周比を制御して、第1の電圧制御発振部(V
CO)1の発振周波数f1をf1=2N(f2+△f
m)の固定周波数に制御する。
The control unit 14 switches the frequency division ratio of the variable frequency division unit 15 to 1 / 2N or 1 / N by the selection signal C4, and controls the frequency division circuit of the first PLL unit 3 by the control signal C1. By controlling the frequency division ratio, the first voltage controlled oscillator (V
The oscillation frequency f1 of (CO) 1 is given by f1 = 2N (f2 + Δf
m) is controlled to a fixed frequency.

【0051】このように構成しても、図1に示した実施
形態と同様に動作させることができる。
Even with such a configuration, operation can be performed in the same manner as the embodiment shown in FIG.

【0052】[0052]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、第
1の電圧制御発振部(VCO)の発振出力周波数f1を
2N(f2+△fm)に固定し、出力信号の周波数が
(4N−3)(f2+△fm)よりも高いか低いかに応
じて、分周出力信号f1/2Nまたはf1/Nのいずれ
か一方を選択し、第1のミキサにより2信号の周波数差
の信号を生成して2逓倍し、中心周波数f2を中心に±
Δfmの範囲内の一周波数に制御される第2の電圧制御
発振部の発振出力信号と第2のミキサにより混合するこ
とにより、周波数が(4N−3)(f2+△fm)を中
心に±2△fmの範囲内で連続して設定可能な出力信号
を得ることができる。従って、位相ノイズ特性の劣化を
抑えて周波数可変範囲を広げることができる。
As described above, according to the present invention, the oscillation output frequency f1 of the first voltage controlled oscillator (VCO) is fixed at 2N (f2 + @ fm), and the frequency of the output signal is (4N- 3) Depending on whether it is higher or lower than (f2 + △ fm), one of the frequency-divided output signals f1 / 2N and f1 / N is selected, and a signal having a frequency difference between the two signals is generated by the first mixer. , And ± 2 around the center frequency f2.
By mixing the oscillation output signal of the second voltage controlled oscillator controlled to one frequency within the range of Δfm with the second mixer, the frequency is ± 2 around (4N−3) (f2 + △ fm). An output signal that can be set continuously within the range of Δfm can be obtained. Therefore, it is possible to increase the frequency variable range while suppressing the deterioration of the phase noise characteristic.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施形態を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention.

【図2】出力信号の周波数配置を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a frequency arrangement of an output signal.

【図3】本発明の他の実施形態を示すブロック図であ
る。
FIG. 3 is a block diagram showing another embodiment of the present invention.

【符号の説明】 1 第1の電圧制御発振部(VCO) 2 第1の分周部 3 第1のPLL部 4 基準発振部 5 第2の分周部 6 セレクタ 7 第1のミキサ 8 帯域通過フィルタ(BPF) 9 逓倍部 10 第2の電圧制御発振部(VCO) 11 第2のPLL部 12 第2のミキサ 13 帯域通過フィルタ(BPF) 14 制御部 15 可変分周部[Description of Signs] 1 First voltage controlled oscillator (VCO) 2 First frequency divider 3 First PLL unit 4 Reference oscillator 5 Second frequency divider 6 Selector 7 First mixer 8 Band pass Filter (BPF) 9 Multiplier 10 Second voltage controlled oscillator (VCO) 11 Second PLL 12 Second mixer 13 Bandpass filter (BPF) 14 Controller 15 Variable frequency divider

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 周波数f1に固定された第1の発振出力
信号を生成する第1の位相同期ループと、前記第1の発
振出力信号を分周比1/N(Nは2以上の整数)および
分周比1/2Nに分周していずれか一方を出力する分周
手段と、前記第1の発振出力信号と前記分周手段の分周
出力信号とを混合する第1のミキサと、この第1のミキ
サの出力側に設けられる第1の帯域通過フィルタと、こ
の第1の帯域通過フィルタの出力信号を2逓倍する逓倍
手段と、周波数f2を中心に±Δfmの所定範囲内の一
周波数に制御された第2の発振出力信号を生成する第2
の位相同期ループと、前記逓倍手段の出力信号と前記第
2の発振出力信号とを混合する第2のミキサと、この第
2のミキサの出力側に設けられて出力信号を抽出する第
2の帯域通過フィルタと、前記第1の位相同期ループお
よび前記第2の位相同期ループ並びに前記分周手段をそ
れぞれ制御する制御手段とを備えることを特徴とする周
波数シンセサイザ。
1. A first phase-locked loop for generating a first oscillation output signal fixed at a frequency f1, and dividing the first oscillation output signal by a frequency division ratio of 1 / N (N is an integer of 2 or more). Frequency dividing means for dividing the frequency into a frequency dividing ratio of 1 / 2N and outputting one of them; a first mixer for mixing the first oscillation output signal and the frequency divided output signal of the frequency dividing means; A first band-pass filter provided on the output side of the first mixer; a multiplying means for doubling an output signal of the first band-pass filter; A second oscillator for generating a second oscillation output signal controlled at a frequency;
Phase-locked loop, a second mixer for mixing the output signal of the multiplying means and the second oscillation output signal, and a second mixer provided on the output side of the second mixer for extracting the output signal. A frequency synthesizer comprising: a band-pass filter; and control means for controlling the first phase locked loop, the second phase locked loop, and the frequency dividing means.
【請求項2】 前記分周手段が、前記第1の発振出力信
号を分周比1/N(Nは2以上の整数)で分周する第1
の分周部と、前記第1の発振出力信号を分周比1/2N
で分周する第2の分周部と、前記制御手段からの選択信
号に応じて前記第1の分周部の分周出力信号および前記
第2の分周部の分周出力信号の内いずれか一方を選択し
出力するセレクタとを有することを特徴とする請求項1
記載の周波数シンセサイザ。
2. A first frequency dividing means for dividing the first oscillation output signal by a dividing ratio of 1 / N (N is an integer of 2 or more).
And a dividing ratio of 1 / 2N
A second frequency dividing unit for dividing the frequency of the first frequency dividing unit and a frequency dividing output signal of the first frequency dividing unit and a frequency dividing output signal of the second frequency dividing unit according to a selection signal from the control unit. A selector for selecting and outputting one of the two signals.
The described frequency synthesizer.
【請求項3】 前記分周手段が、前記制御手段からの選
択信号に応じて前記第1の発振出力信号を分周比1/N
(Nは2以上の整数)もしくは分周比1/2Nで分周し
出力する可変分周部を有することを特徴とする請求項1
記載の周波数シンセサイザ。
3. The frequency dividing means divides the first oscillation output signal into a frequency dividing ratio of 1 / N in response to a selection signal from the control means.
2. A variable frequency divider for dividing (N is an integer of 2 or more) or dividing by a dividing ratio 1 / 2N and outputting the divided frequency.
The described frequency synthesizer.
【請求項4】 前記制御手段は、前記第1の発振出力信
号の周波数f1をf1=2N(f2+△fm)に制御す
ると共に、前記第2の帯域通過フィルタの出力信号の周
波数が(4N−3)(f2+△fm)よりも高いか低い
かを判定して前記分周手段を制御することを特徴とする
請求項1,2または3記載の周波数シンセサイザ。
4. The control means controls the frequency f1 of the first oscillation output signal to f1 = 2N (f2 + △ fm), and adjusts the frequency of the output signal of the second bandpass filter to (4N- 3. The frequency synthesizer according to claim 1, wherein the frequency divider is controlled by determining whether the frequency is higher or lower than (f2 + △ fm).
【請求項5】 前記第1の帯域通過フィルタが、f1−
(f1/N)からf1−(f1/2N)までの信号成分
を通過させることを特徴とする請求項1,2,3または
4記載の周波数シンセサイザ。
5. The method according to claim 1, wherein said first band-pass filter is f1-
5. The frequency synthesizer according to claim 1, wherein signal components from (f1 / N) to f1- (f1 / 2N) are passed.
【請求項6】 前記第2の帯域通過フィルタが、2f1
(1−(1/N))+(f2−Δfm)から2f1(1
−(1/2N))−(f2−Δfm)までの信号成分を
通過させることを特徴とする請求項1,2,3,4また
は5記載の周波数シンセサイザ。
6. The filter according to claim 2, wherein the second band-pass filter is 2f1.
(1− (1 / N)) + (f2−Δfm) to 2f1 (1
6. The frequency synthesizer according to claim 1, wherein signal components up to-(1 / 2N))-(f2-.DELTA.fm) are passed.
【請求項7】 前記第1の位相同期ループは、前記周波
数f1で発振する電圧制御発振部と、基準周波数信号を
発振する基準発振部と、前記第1の分周部の分周出力信
号および前記基準周波数信号並びに前記制御手段からの
制御信号に基づき前記電圧制御発振部を制御するPLL
部とを有していることを特徴とする請求項2記載の周波
数シンセサイザ。
7. The first phase-locked loop includes a voltage controlled oscillator oscillating at the frequency f1, a reference oscillator oscillating a reference frequency signal, a frequency-divided output signal of the first frequency divider, PLL for controlling the voltage controlled oscillator based on the reference frequency signal and a control signal from the control means
The frequency synthesizer according to claim 2, further comprising a unit.
【請求項8】 前記第1の位相同期ループは、前記周波
数f1で発振する電圧制御発振部と、基準周波数信号を
発振する基準発振部と、前記第2の分周部の分周出力信
号および前記基準周波数信号並びに前記制御手段からの
制御信号に基づき前記電圧制御発振部を制御するPLL
部とを有していることを特徴とする請求項2記載の周波
数シンセサイザ。
8. The first phase-locked loop includes a voltage controlled oscillator oscillating at the frequency f1, a reference oscillator oscillating a reference frequency signal, a frequency-divided output signal of the second frequency divider, PLL for controlling the voltage controlled oscillator based on the reference frequency signal and a control signal from the control means
The frequency synthesizer according to claim 2, further comprising a unit.
【請求項9】 前記第1の位相同期ループは、前記周波
数f1で発振する電圧制御発振部と、基準周波数信号を
発振する基準発振部と、前記可変分周部の分周出力信号
および前記基準周波数信号並びに前記制御手段からの制
御信号に基づき前記電圧制御発振部を制御するPLL部
とを有していることを特徴とする請求項3記載の周波数
シンセサイザ。
9. The first phase-locked loop includes a voltage-controlled oscillator oscillating at the frequency f1, a reference oscillator oscillating a reference frequency signal, a frequency-divided output signal of the variable frequency divider, and a reference signal. 4. The frequency synthesizer according to claim 3, further comprising: a PLL unit that controls the voltage control oscillation unit based on a frequency signal and a control signal from the control unit.
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