JP2009171212A - Ｐｌｌ回路 - Google Patents

Abstract

【課題】ＰＬＬ回路のロックアップ時間を短縮することである。
【解決手段】ＶＣＯ選択回路１５は、プログラマブル分周器１４に設定される分周データに基づいて複数のＶＣＯの内の１つを指定するＶＣＯ選択信号を出力する。また、ＶＣＯ選択回路１５は、ＶＣＯに与えられる周波数制御電圧と上限の基準値Ａ及び下限の基準値Ｂを比較し、周波数制御電圧が基準値Ａより大きいときには、発振周波数帯域が１つ上のＶＣＯを選択する信号を出力し、基準値Ｂより小さいときには、１つ下のＶＣＯを選択する信号を出力する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、発振周波数帯域の異なる複数のＶＣＯの内の１つを選択するPLL回路に関する。

テレビ等の広い周波数範囲の信号を受信するチューナでは、周波数範囲をカバーするために発振周波数帯域の異なる複数の電圧制御発振器（ＶＣＯ：Voltage Controlled Oscillator）を切り替えて使用している。

特許文献１には、電圧制御発振器の出力信号と、基準信号の位相差を検出する位相比較手段と、電圧制御発振器の出力信号のパルス数を計数する計数手段と、その計数手段により計数されたパルス数と所望の発振周波数に対応するパルス数を比較すると共に、比較結果に基づいて複数の電圧制御発振器の内の１つを選択する選択信号を生成する演算手段を有するＰＬＬ周波数シンセサイザについて記載されている。

特許文献２には、ＰＬＬ回路の出力周波数に対応する最適なＶＣＯとの対応関係を示す情報を記憶回路に記憶しておき、ＰＬＬ回路の出力周波数が変化したときに、記憶回路に記憶されている情報を用いて、そのときの出力周波数に最適な発振帯域を有するＶＣＯを決定することが記載されている。

ところで、異なる発振周波数帯域を持つ複数のＶＣＯを切り替えて使用する場合に、例えば、順次探索でターゲットの周波数と一致するようにＶＣＯを切り替えると、ＰＬＬ回路がロック状態になるまでに多くの時間がかかるという問題点があった。
特開２００４−２６０３８７号公報 特開２００６−４２０７１号公報

本発明の課題は、ＰＬＬ回路のロックアップ時間を短縮することである。

本発明のＰＬＬ回路は、発振周波数帯域の異なる複数のＶＣＯと、プログラマブル分周器の分周比を決める分周データに基づいて前記複数のＶＣＯの１つを選択するＶＣＯ選択回路を備える。

この発明によれば、分周データに基づいてＶＣＯを選択することで、目的とする周波数に近いＶＣＯを選択することができるので、ＰＬＬ回路のロックアップタイムを短縮することができる。

本発明の他の態様のＰＬＬ回路は、発振周波数帯域の異なる複数のＶＣＯと、プログラマブル分周器の分周比を決める分周データと、前記ＰＬＬ回路の比較周波数を決めるデータに基づいて、前記複数のＶＣＯの内の１つを選択する。

この発明によれば、分周データとＰＬＬ回路の比較周波数を決めるデータに基づいて、目的とする周波数に近いＶＣＯを選択することができる。
上記の発明のＰＬＬ回路において、前記ＶＣＯの発振周波数を制御するための制御電圧と第１の基準値及び第２の基準値を比較し、前記制御電圧が前記第１の基準値以上で、かつ前記第２の基準値以下と判定したときには、現在選択されているＶＣＯを選択し、前記制御電圧が前記第２の基準値より大きいと判定したときには、現在選択されているＶＣＯより発振周波数帯域が一段高いＶＣＯを選択する信号を出力し、前記制御電圧が前記第１の基準値未満であると判定したときには、現在選択されているＶＣＯより発振周波数帯域が一段低いＶＣＯを選択する信号を出力する判定回路を有する。

このように構成することで、ＶＣＯの発振周波数を制御する制御電圧が変動した場合に、好適な発振周波数帯域を有するＶＣＯに切り替えることができる。
上記の発明のＰＬＬ回路において、ＶＣＯの制御電圧と第１の基準値及び第２の基準値を比較し、前記制御電圧が前記第１の基準値以上で、かつ前記第２の基準値以下と判定したときには、現在選択されているＶＣＯを選択し、前記制御電圧が前記第２の基準値より大きいと判定したときには、現在選択されているＶＣＯより発振周波数帯域が一段高いＶＣＯを選択する信号を出力し、前記制御電圧が前記第１の基準値未満であると判定したときには、現在選択されているＶＣＯより発振周波数帯域が一段低いＶＣＯを選択する信号を出力する判定回路と、発振周波数を制御する制御部から指示されたとき、または分周データの変更タイミングで、前記選択回路を最初に選択し、それ以降前記判定回路を選択するセレクタとを備える。

このように構成することで、ＶＣＯの制御電圧が変動したときに、好適な発振周波数帯域を有するＶＣＯに切り替えることができる。さらに、変更後の分周データにより、目的とする周波数に近いＶＣＯを選択することができる。

上記のＰＬＬ回路において、前記制御電圧をデジタル値に変換するＡ／Ｄ変換回路を有し、前記判定回路は、前記Ａ／Ｄ変換回路で変換された前記制御電圧のデジタル値が、第１の基準値以上か否か、第２の基準値以下か否かを判定する。

このように構成することで、制御電圧のデジタル値に基づいて好適なＶＣＯを選択することができる。
上記のＰＬＬ回路において、前記判定回路が判定動作を行うタイミングを決める判定タイミング信号を前記判定回路に供給する判定タイミング生成回路を有する。

このように構成することで、特定のタイミングで判定回路による周波数制御電圧の判定動作を行わせることができる。

本発明によれば、プログラマブル分周器の分周データに応じて好適な、もしくは近接したＶＣＯを選択することができるので、ＰＬＬ回路のロックアップ時間を短縮できる。

以下、本発明の好適な実施の形態について説明する。図１は、第１の実施の形態のＰＬＬ回路構成を示すブロック図である。
第１の実施の形態のＰＬＬ回路１１は、例えば、テレビチューナ用ＩＣに搭載され、複数のＶＣＯの中から、受信したい放送局の周波数に適した周波数帯域のＶＣＯを選択するための回路である。

図１において、テレビチューナ用ＩＣの外部の制御部（プロセッサ）１２は、ユーザが受信を希望する放送局の周波数に対応する分周データ（プログラマブル分周器１４の分周比を指定するデータ）を、テレビチューナ用ＩＣのインターフェイス回路１３に出力する。

インターフェイス回路１３は、制御部１２から受信した分周データをプログラマブル分周器１４とＶＣＯ選択回路１５に出力する。
プログラマブル分周器１４は、ＶＣＯ出力回路１６から出力される発振信号を、分周データで指定される分周比で分周して位相比較器１７に出力する。位相比較器１７は、プログラマブル分周器１４の出力信号と、基準クロック分周器１８から出力されるクロック信号の位相を比較し、位相差に応じた信号をチャージポンプ２０に出力する。

なお、プログラマブル分周器１４の前段に別の分周器を設け、VCO出力回路１６から出力される発振信号をその分周器で分周した後、プログラマブル分周器１４で分周しても
良い。分周器を複数段使用することで、発振周波数が高い場合でもプログラマブル分周器１４の分周比をそれほど大きくせずに対応できる。

基準クロック発生器１９は、水晶振動子等から基準クロック信号を生成する回路である。基準クロック分周器１８は、基準クロック発生器１９から出力される基準クロック信号を、予め定められた分周比で分周して特定の周波数のクロック信号を出力する。

チャージポンプ２０は、位相比較器１７の出力信号に応じて出力電流をループフィルタ２１に出力する。ループフィルタ２１は、チャージポンプ２０の出力電流を平滑してＶＣＯ２２ａ〜２２ｎの発振周波数を制御する周波数制御電圧として出力する。

ＶＣＯ２２ａ〜２２ｎは、それぞれ発振周波数帯域の異なる電圧制御発振器であり、これらのＶＣＯ２２ａ〜２２ｎの発振信号の内の１つがＶＣＯ出力回路１６により選択されプログラマブル分周器１４及び図示しない他の回路に出力される。

上記のプログラマブル分周器１４、位相比較器１７、チャージポンプ２０、ループフィルタ２１、ＶＣＯ２２ａ〜２２ｎ等でＰＬＬ回路を構成している。
比較器２３は、ループフィルタ２１から出力されるアナログの周波数制御電圧と、基準電圧回路２４から出力されるアナログの基準電圧を比較して、アナログの周波数制御電圧をデジタル値に変換する。比較器２３と基準電圧回路２４は、Ａ／Ｄ変換回路に対応する。

ＶＣＯ選択回路１５は、分周データに基づいて複数のＶＣＯ２２ａ〜２２ｎの内の１つを選択するＶＣＯ選択信号を出力する。プログラマブル分周器１４の分周比は、ＶＣＯの発振周波数と、ＰＬＬ回路の比較周波数（クロック信号の周波数）から決めることができる。この第１の実施の形態では、位相比較器１７に入力するクロック信号の周波数は一定であるので、そのクロック信号の周波数と分周データに基づいて、放送局の周波数に対して好適な発振周波数帯域を有するＶＣＯを予め決めておくことができる。よって、ＶＣＯ選択回路１５は、分周データに基づいて、好適な発振周波数帯域のＶＣＯを選択する信号を生成することができる。

また、ＶＣＯ選択回路１５は、比較器２３から出力される周波数制御電圧のデジタル値が、基準値Ｂと基準値Ａで定まる範囲内（基準値Ｂ≦デジタル値≦基準値Ａ）か、基準値Ｂ未満か、それとも基準値Ａより大きいかを判定し、その判定結果に基づいて、現在選択されているＶＣＯを選択し、あるいは現在のＶＣＯの発振周波数帯域より一段高い発振周波数帯域のＶＣＯを選択するＶＣＯ選択信号を出力し、あるいは現在のＶＣＯの発振周波数帯域より一段低い発振周波数帯域のＶＣＯを選択するＶＣＯ選択信号を出力する。

図２は、ＶＣＯ選択回路１５の構成の一例を示す図である。ＶＣＯ選択回路１５は、判定タイミング生成回路３１と判定回路３２と比較器３３とセレクタ３４からなる。
判定タイミング生成回路３１は、判定回路３２が判定動作を行うタイミングを決める信号を生成して判定回路３２に出力する。

判定回路３２は、判定タイミング生成回路３１から出力される信号をトリガとして、以下の判定動作を行う。判定回路３２は、比較器２３から出力される周波数制御電圧のデジタル値が、基準値Ｂ（第１の基準値に対応する）以上で、かつ基準値Ａ（第２の基準値に対応する）以下と判定したときには、現在選択されているＶＣＯの選択を維持する。また、判定回路３２は、周波数制御電圧のデジタル値が基準値Ａより大きいと判定したときには、現在選択されているＶＣＯの発振周波数帯域より１つ上の発振周波数帯域を持つＶＣＯを選択するＶＣＯ選択信号を出力する。また、判定回路３２は、周波数制御電圧のデジタル値が基準値Ｂ未満と判定したときには、現在選択されているＶＣＯの発振周波数帯域の１つ下の発振周波数帯域を持つＶＣＯを選択するＶＣＯ選択信号を出力する。基準値Ａ、Ｂは、一定の環境温度範囲等の条件でＶＣＯの発振が安定して行える周波数制御電圧の上限値と下限値に基づいて設定している。

比較器３３は、外部の制御部１２から与えられる分周データに基づいて、複数のＶＣＯの内の１つのＶＣＯを選択するＶＣＯ選択信号を出力する。
セレクタ３４は、制御部１２から指示されたとき、または分周データが変更されたとき比較器３３から出力されるＶＣＯ選択信号を最初に選択し、それ以降は、判定回路３２から出力されるＶＣＯ選択信号を選択する。

セレクタ３４から出力されるＶＣＯ選択信号により複数のＶＣＯ２２ａ〜２２ｎの内の１つのＶＣＯが選択されて発振動作が行われる。ＶＣＯ選択信号は、ＶＣＯ出力回路１６に選択信号として与えられており、ＶＣＯ出力回路１６は、ＶＣＯ選択信号により指定されるＶＣＯの出力を選択してプログラマブル分周器１４に出力する。

図３（Ａ）は、ＶＣＯの発振周波数及び分周データと周波数制御電圧の関係を示す図であり、図３（Ｂ）は、分周データの条件とＶＣＯの対応関係を示す図である。
図３（Ａ）の左側の図は、ＶＣＯの発振周波数と周波数制御電圧の関係を示し、右側の図は、分周データの値Ｎ０〜Ｎn-1と周波数制御電圧の関係を示している。

分周データＮ、ＰＬＬ回路の比較周波数（クロック信号の周波数）ｆrefとすると、ＶＣＯの発振周波数ｆvcoは、以下の式で表せる。
ｆvco＝ｆref×Ｎ
ＰＬＬ回路の比較周波数ｆrefが一定であるとすると、上記の式から、受信する放送局の周波数が決まれば分周データＮの値が決まるので、分周データＮと特定の発振周波数帯域を有するＶＣＯを対応付けることができる。

図３（Ａ）において、発振周波数帯域が最も低いＶＣＯをＶＣＯ０（図１のＶＣＯ２２ａに対応する）、発振周波数帯域が２番目に低いＶＣＯをＶＣＯ１（図１のＶＣＯ２２ｂに対応する）・・・発振周波数帯域が２番目に高いＶＣＯをＶＣＯｎ-1（図１のＶＣＯ２２ｎ-1に対応する）、発振周波数帯域が最も高いＶＣＯをＶＣＯｎ（図１のＶＣＯ２２ｎに対応する）とする。

例えば、発振周波数帯域が最も低いＶＣＯ０の周波数制御電圧が上限値である基準値Ａとほぼ等しくなるときの分周データＮの値がＮ０、発振周波数帯域が２番目に低いＶＣＯ１の周波数制御電圧が基準値Ａとほぼ等しくなるときの分周データＮの値がＮ１・・・発振周波数帯域が２番目に高いＶＣＯｎ-1の周波数制御電圧が基準値Ａとほぼ等しくなるときの分周データＮの値がＮｎ-1である。

本実施の形態では、上記の分周データＮの値Ｎ０〜Ｎｎ-1用いて、図３（Ｂ）に示す分周データＮの範囲と、そのとき選択するＶＣＯの対応関係を決めている。図３（Ａ）に示す例では、ＶＣＯの発振周波数帯域が各ＶＣＯで一部重複しているので、重複している周波数範囲などを考慮して分周データＮの範囲を決めている。

以下、図２のＶＣＯ選択回路１５の動作を、図３（Ａ）、（Ｂ）を参照して説明する。プログラマブル分周器１４に設定される分周データＮが、Ｎ≦Ｎ０の条件（図３（Ｂ）に示す条件、以下同様）を満たすときには、比較器３３は、発振周波数帯域の最も低いＶＣＯ０（図３（Ａ）参照、以下同様）を選択するＶＣＯ選択信号を出力する。

分周データＮが、Ｎ０＜Ｎ≦Ｎ１の条件を満たすときには、比較器３３は、発振周波数帯域が２番目に低いＶＣＯ１を選択するＶＣＯ選択信号を出力する。分周データＮが、Ｎ１＜Ｎ≦Ｎ２の条件を満たすときには、比較器３３は、発振周波数帯域が３番目に低いＶＣＯ２を選択するＶＣＯ選択信号を出力する。

分周データＮの値が、Ｎｎ-2＜Ｎ≦Ｎｎ-1の条件を満たすときには、比較器３３は、発振周波数帯域が２番目に高いＶＣＯｎ-1を選択するＶＣＯを選択信号を出力する。さらに、分周データＮが、Ｎｎ-1＜Ｎの条件を満たすときには、比較器３３は、発振周波数帯域が最も高いＶＣＯｎを選択するＶＣＯを選択信号を出力する。

次に、判定回路３２の動作を説明する。判定回路３２は、周波数制御電圧のデジタル値と基準値Ａ、Ｂを比較する。例えば、ＶＣＯ１が選択されているときに、周波数制御電圧のデジタル値が、下限値である基準値Ｂ以上で、かつ上限値である基準値Ａ以下であると判定したときには、判定回路３２は、そのとき選択されているＶＣＯ１の選択を維持する。

また、周波数制御電圧のデジタル値が、基準値Ａより大きいと判定したときには、判定回路３２は、発振周波数帯域が現在選択されているＶＣＯ１より１つ上のＶＣＯ２を選択するＶＣＯ選択信号を出力する。

周波数制御電圧のデジタル値が、基準値Ｂより小さいと判定したときには、判定回路３２は、発振周波数帯域が現在選択されているＶＣＯ１より１つ下のＶＣＯ０を選択するＶＣＯ選択信号を出力する。

この第１の実施の形態では、発振周波数帯域の低いＶＣＯ１を指定するデータとして、例えば、Ｎ０＜Ｎ≦Ｎ１の値が設定されており、周波数制御電圧のデジタル値が基準値Ｂ以上、基準値Ａ以下の範囲にあるときには、判定回路３２は、「現在選択されているＶＣＯの値」を維持する。また、周波数制御電圧のデジタル値が、基準値Ａより大きいと判定したときには、「現在選択されているＶＣＯの値＋１」をＶＣＯ選択信号として出力する。周波数制御電圧のデジタル値が、基準値Ｂより小さいと判定したときには、「現在選択されているＶＣＯの値−１」をＶＣＯ選択信号として出力する。判定回路３２は、例えば、デコーダと比較器等で構成することができる。

ＶＣＯ選択信号として、「現在選択されているＶＣＯの値＋１」が出力されると、現在選択されているＶＣＯが発振動作を停止し、発振周波数帯域が１つ上のＶＣＯが発振動作を開始する。ＶＣＯを切り替える回路は、例えば、スイッチ回路等により実現できる。図１において、各ＶＣＯ２２ａ〜２２ｎに入力するＶＣＯ選択信号は、ＶＣＯ選択信号により制御されるスイッチ回路の機能を模式的に示したものである。

セレクタ３４は、制御部１２から指示されたとき、または分周データが変更されたとき、比較器３３から出力されるＶＣＯ選択信号を最初に選択してＶＣＯ２２ａ〜２２ｎとＶＣＯ出力回路１６に出力して、特定のＶＣＯを動作させる。そして、それ以降は、判定回路３２から出力されるＶＣＯ選択信号（例えば、選択されているＶＣＯの値に「１」を加算した値、または「１」を減算した値）を出力する。

これにより、分周データに対応する発振周波数帯域を有するＶＣＯを選択する信号が出力され、さらに、周波数制御電圧が基準値Ｂより小さいまたは基準値Ａより大きい場合には、発振周波数帯域が１つ上のＶＣＯ、または１つ下のＶＣＯが選択される。

次に、図１のＰＬＬ回路１１の動作を、図４の動作フローチャートを参照して説明する。
プログラマブル分周器１４に受信する周波数に対応する分周データをセットする（図４、Ｓ１１）。次に、ＶＣＯ選択回路１５は、プログラマブル分周器１４に設定する分周データに対応するＶＣＯを選択するＶＣＯ選択信号を出力する（Ｓ１２）。

周波数制御電圧が安定するまで一定時間待つ（Ｓ１３）。一定時間経過したなら、周波数制御電圧のデジタル値が、基準値Ｂ以上で、かつ基準値Ａ以下か否か、基準値Ａより大きいか、あるいは基準値Ｂ未満か否かを判定する（Ｓ１４）。

周波数制御電圧のデジタル値が、基準値Ｂ≦周波数制御電圧のデジタル値≦基準値Ａの条件を満たすときには、ステップＳ１５に進み、ＶＣＯ選択回路１５は、現在選択しているＶＣＯを選択する。

ステップＳ１４において、周波数制御電圧のデジタル値が、基準値Ａより大きいと判定されたときには、ステップＳ１６に進み、現在のＶＣＯの発振周波数帯域より１つ上の発振周波数帯域を有するＶＣＯを選択するＶＣＯ選択信号を出力する。その後、ステップＳ１３に戻る。

ステップＳ１４において、周波数制御電圧のデジタル値が、基準値Ｂ未満と判定されたときには、ステップＳ１７に進み、現在のＶＣＯの発振周波数帯域より１つ下の発振周波数帯域を有するＶＣＯを選択するＶＣＯ選択信号を出力する。その後、ステップＳ１３に戻る。

上記のステップＳ１２〜Ｓ１７は、ＶＣＯ選択回路１５の動作を示すものである。
上述した第１の実施の形態によれば、受信を希望する放送局に対応する分周データに基づいて、複数のＶＣＯの中から発振周波数帯域が好適なＶＣＯを選択するＶＣＯ選択信号を出力することができる。

さらに、ＶＣＯの発振周波数を制御する周波数制御電圧のデジタル値が、一定範囲にあるときには、現在選択されているＶＣＯの選択を維持し、そのデジタル値が上限の基準値Ａより大きいときには、発振周波数帯域が１つ上のＶＣＯに切り替えるＶＣＯ選択信号を出力する。また、周波数制御電圧のデジタル値が、下限の基準値Ｂ未満のときには、発振周波数帯域が１つ下のＶＣＯに切り替えるＶＣＯ選択信号を出力する。

このように構成することで、受信しようとする放送局の周波数に近い発振周波数のＶＣＯを選択することができるので、ＰＬＬ回路のロックアップ時間を短縮できる。
また、環境温度、その他の条件が変化して周波数制御電圧が変動した場合に、変動後の条件に適した発振周波数帯域を持つＶＣＯに切り替えることができる。

図５は、第２の実施の形態のＰＬＬ回路４１の構成を示すブロック図である。この第２の実施の形態は、制御部１２から基準クロック分周器１８の分周比とプログラマブル分周器１４の分周比を変更できる場合に、プログラマブル分周器１４の分周比を決める分周データと、ＰＬＬの比較周波数を決めるデータに基づいて好適な発振周波数帯域のＶＣＯを選択できるようにするものである。例えば、基準クロック分周器１８の分周比を変更してＰＬＬの比較周波数のクロック信号が複数可変できる場合である。以下、図１と同じ回路ブロックには同じ符号を付けてそれらの説明は省略する。

図５において、制御部１２からインターフェイス回路１３を介して与えられる分周データは、プログラマブル分周器１４とＶＣＯ選択回路４２に出力される。同様に、制御部１２から与えられるＰＬＬの比較周波数のデータが、基準クロック分周器１８とＶＣＯ選択回路４２に出力される。基準クロック分周器１８は、インターフェイス回路１３から出力されるＰＬＬの比較周波数のデータにより決まる分周比で基準クロック信号（基準クロック発生器１９から出力される信号）を分周し、分周したクロック信号を位相比較器１７に出力する。

図６は、ＶＣＯ選択回路４２の構成の一例を示す図である。以下、図２と同じ回路ブロックには同じ符号を付けてそれらの説明は省略する。
ＶＣＯ選択回路４２は、判定タイミング生成回路３１と、判定回路３２と、掛算器４３と、比較器４４とセレクタ３４からなる。

掛算器４３は、外部の制御部１２から与えられる分周データＮと、基準クロック分周器１８の分周比を決めるＰＬＬの比較周波数のデータαに「１」を加算した値の掛け算を行い、演算結果を比較器４４に出力する。なお、掛算器４３において、α＋１を乗算しているのは、本実施の形態でαの最小値を「０」に設定しているためである。ＰＬＬの比較周波数のデータαは任意の値が設定可能であり、掛算器４３で乗算する値は、設定したαの値に応じて決めれば良い。

比較器４４は、掛算器４３の演算結果に基づいて、好適な発振周波数帯域を有するＶＣＯを選択するＶＣＯ選択信号を出力する。
セレクタ３４は、制御部１２から指示されたとき、または分周データが変更されたとき、比較器４４から出力されるＶＣＯ選択信号を最初に選択し、それ以降は、判定回路３２から出力されるＶＣＯ選択信号を選択して出力する。

このセレクタ３４から出力されるＶＣＯ選択信号により複数のＶＣＯ２２ａ〜２２ｎの内の１つのＶＣＯが選択されて発振動作を行う。また、ＶＣＯ選択信号は、ＶＣＯ出力回路１６に選択信号として与えられており、ＶＣＯ出力回路１６は、ＶＣＯ選択信号により指定されるＶＣＯの出力を選択してプログラマブル分周器１４及び図示しない他の回路に出力する。

図７（Ａ）の左側の図は、各ＶＣＯの発振周波数と周波数制御電圧の関係を示す図であり、右側の図は、ＰＬＬの比較周波数を決めるデータαがα＝０のときのプログラマブル分周器１４のデータＮと周波数制御電圧の関係を示す図である。各ＶＣＯの発振周波数帯域と基準値Ａ、Ｂの関係は、図３（Ａ）と同じである。

ＰＬＬの比較周波数が複数選択できる場合には、プログラマブル分周器１４のデータＮとＰＬＬの比較周波数から、ＶＣＯの発振周波数ｆvcoは、以下の式で表せる。
ｆvco＝ｆref×Ｎ
この第２の実施の形態においては、ＰＬＬの比較周波数のデータαは、「０」、「１」、「２」、「３」の内の１つの値が設定可能である。データαとＰＬＬの比較周波数ｆrefの関係は、α＝０のとき、比較周波数ｆref＝１×ｆref'、α＝１のとき、ｆref＝２×ｆref'、α＝２のとき、ｆref＝３×ｆref'、α＝３のとき、ｆref＝４×ｆref'、の関係がある。ｆref’はα＝０のときの比較周波数である。このとき、ＶＣＯの発振周波数ｆvcoは、以下の式で表せる。

ｆvco＝（α＋１）×ｆref'×Ｎ
図７（Ａ）の右側の図の縦軸は、ＰＬＬの比較周波数を決めるデータαが、α＝０のときに、各ＶＣＯの周波数制御電圧が上限値である基準値Ａとほぼ等しくなるときの分周データＮの値Ｎ０、Ｎ１・・・を示している。なお、ＰＬＬの比較周波数のデータαは任意の値が設定可能であるが、プリセット時に特定の値が設定され、以後のその値が保持される。

例えば、発振周波数帯域が最も低いＶＣＯ０の周波数制御電圧が、上限値である基準値Ａとほぼ等しくなるときの分周データＮの値が「Ｎ０」、発振周波数帯域が２番目に低いＶＣＯ１の周波数制御電圧が基準値Ａとほぼ等しくなるときの分周データＮの値が「Ｎ１」・・・発振周波数帯域が２番目に高いＶＣＯｎ-1の周波数制御電圧が基準値Ａとほぼ等しくなるときの分周データＮの値が「Ｎｎ-1」である。

上記の周波数制御電圧が基準値Ａとほぼ等しくなるときの分周データＮの値を用いて、図７（Ｂ）に示すプログラマブル分周器１４の分周データＮの範囲とＶＣＯの対応関係を決めることができる。

プログラマブル分周器１４に設定される分周データＮに「α＋１」を乗算した値が、Ｎ×（α＋１）≦Ｎ０の条件（図７（Ｂ））に示す条件、以下同様）を満たすときには、比較器４４は、発振周波数帯域の最も低いＶＣＯ０（図７（Ａ）参照、以下同様）を選択するＶＣＯ選択信号を出力する。

分周データＮに「α＋１」を乗算した値が、Ｎ０＜Ｎ×（α＋１）≦Ｎ１の条件を満たすときには、比較器４４は、発振周波数帯域が２番目に低いＶＣＯ１を選択するＶＣＯ選択信号を出力する。

分周データＮに「α＋１」を乗算した値が、Ｎ１＜Ｎ×（α＋１）≦Ｎ２の条件を満たすときには、比較器４４は、発振周波数帯域が３番目に低いＶＣＯ２を選択するＶＣＯ選択信号を出力する。

分周データＮに「α＋１」を乗算した値が、（Ｎｎ-2）＜Ｎ×（α＋１）≦（Ｎｎ-1）の条件を満たすときには、比較器４４は、発振周波数帯域が２番目に高いＶＣＯｎ-1を選択するＶＣＯ選択信号を出力する。さらに、分周データＮに「α＋１」を乗算した値が、（Ｎｎ-1）＜Ｎ×（α＋１）の条件を満たすときには、比較器４４は、発振周波数帯域が最も高いＶＣＯｎを選択するＶＣＯ選択信号を出力する。

なお、上記の例は、ＰＬＬの比較周波数を決めるデータの最小値を「０」に設定した場合の例であり、αの値は任意の値に設定可能である。例えば、αの最小値を「１」に設定した場合には、Ｎ×αが上記の条件を満たすか否かを判定すれば良い。

次に、図５のＰＬＬ回路４１の動作を、図８の動作フローチャートを参照して説明する。
プログラマブル分周器１４に受信する放送局に対応する分周データをセットする（図８、Ｓ２１）。次に、ＶＣＯ選択回路４２は、プログラマブル分周器１４のデータとＰＬＬの比較周波数のデータに基づいてＶＣＯ選択信号を出力する（Ｓ２２）。

周波数制御電圧が安定するまで一定時間待つ（Ｓ２３）。一定時間経過したなら、周波数制御電圧のデジタル値が、基準値Ｂ以上で、かつ基準値Ａ以下か、基準値Ａより大きいか、あるいは基準値Ｂ未満か否かを判定する（Ｓ２４）。

周波数制御電圧のデジタル値が、基準値Ｂ≦周波数制御電圧のデジタル値≦基準値Ａの条件を満たすときには、ステップＳ２５に進み、ＶＣＯ選択回路４２は、現在選択しているＶＣＯを選択する。

ステップＳ２４において、周波数制御電圧のデジタル値が、基準値Ａより大きいと判定されたときには、ステップＳ２６に進み、現在のＶＣＯの発振周波数帯域より１つ上の発振周波数帯域を有するＶＣＯを選択するＶＣＯ選択信号を出力する。その後、ステップ２３に戻る。

ステップＳ２４において、周波数制御電圧のデジタル値が、基準値Ｂ未満と判定されたときには、ステップＳ２７に進み、現在のＶＣＯの発振周波数帯域より１つ下の発振周波数帯域を有するＶＣＯを選択するＶＣＯ選択信号を出力する。その後ステップ２３に戻る。

上記のステップＳ２２〜Ｓ２７は、ＶＣＯ選択回路４２の動作を示すものである。
上述した第２の実施の形態によれば、基準クロック分周器１８の分周比を可変可能な場合に、受信を希望する放送局により定まる分周データと、ＰＬＬの比較周波数のデータに基づいて、複数のＶＣＯの中から発振周波数帯域が好適なＶＣＯを選択することができる。

さらに、ＶＣＯの発振周波数を制御する周波数制御電圧のデジタル値が、一定範囲にあるときには、現在選択されているＶＣＯの選択を維持し、周波数制御電圧のデジタル値が上限の基準値Ａより大きいときには、発振周波数帯域が１つ上のＶＣＯに切り替え、周波数制御電圧のデジタル値が、下限の基準値Ｂ未満のときには、発振周波数帯域が１つ下のＶＣＯに切り替える。

このように構成することで、受信しようとする放送局の周波数に近い発振周波数のＶＣＯを選択することができるので、ＰＬＬ回路のロックアップ時間を短縮できる。
また環境温度、その他の条件が変化して周波数制御電圧が変動した場合でも、変動後の条件に適した発振周波数帯域を持つＶＣＯに切り替えることができる。

本発明は上述した実施の形態に限らず、例えば、以下のように構成しても良い。
（１）実施の形態は、判定回路３２と比較器３３（または比較器４４）の出力の一方をセレクタ３４で選択するようにしたが、判定回路３２と比較器３３（または比較器４４）を１つの回路で構成し、分周データに基づくＶＣＯ選択信号の生成と、基準値Ａ、Ｂとの比較を１つの回路で行うようにしても良い。

また、判定回路３２と比較器３３（判定回路３２と比較器４４）とセレクタ３４を１つの回路にまとめても良い。
（２）実施の形態では、判定タイミング生成回路３１から出力される信号に従って、判定回路３２が判定動作を行うようにしたが、判定タイミング生成回路３１を用いずに、判定回路３２が、一定時間毎に判定動作を行うようにしても良い。

第１の実施の形態のＰＬＬ回路の回路図である。 ＶＣＯ選択回路の回路図である。 図３（Ａ）は、発振周波数及び分周データと周波数制御電圧の関係を示す図であり、図３（Ｂ）は、分周データの条件とＶＣＯの対応関係を示す図である。 ＰＬＬ回路の動作を示すフローチャートである。 第２の実施の形態のPLL回路の回路図である。 ＶＣＯ選択回路の回路図である。 図７（Ａ）は、発振周波数及び分周データと周波数制御電圧の関係を示す図であり、図７（Ｂ）は、分周データの条件とＶＣＯの対応関係を示す図である。 PLL回路の動作を示すフローチャートである。

符号の説明

１１、４１ PLL回路
１２ 制御部
１４ プログラマブル分周器
１５、４２ ＶＣＯ選択回路
１８ 基準クロック分周器
２２ａ〜２２ｎ ＶＣＯ

Claims (6)

1. 発振周波数帯域の異なる複数のＶＣＯと、
   プログラマブル分周器の分周比を決める分周データに基づいて前記複数のＶＣＯの内の１つを選択するＶＣＯ選択回路と、を備えるPLL回路。
2. 発振周波数帯域の異なる複数のＶＣＯと、
   プログラマブル分周器の分周比を決める分周データと比較周波数を決めるデータに基づいて、前記複数のＶＣＯの内の１つを選択するＶＣＯ選択回路とを備えるPLL回路。
3. ＶＣＯの発振周波数を制御するための制御電圧と第１の基準値及び第２の基準値を比較し、前記制御電圧が前記第１の基準値以上で、かつ前記第２の基準値以下と判定したときには、現在選択されているＶＣＯを選択し、前記制御電圧が前記第２の基準値より大きいと判定したときには、現在選択されているＶＣＯより発振周波数帯域が一段高いＶＣＯを選択する信号を出力し、前記制御電圧が前記第１の基準値未満であると判定したときには、現在選択されているＶＣＯより発振周波数帯域が一段低いＶＣＯを選択する信号を出力する判定回路を有する請求項１または２記載のPLL回路。
4. ＶＣＯの発振周波数を制御するための制御電圧と第１の基準値及び第２の基準値を比較し、前記制御電圧が前記第１の基準値以上で、かつ前記第２の基準値以下と判定したときには、現在選択されているＶＣＯを選択し、前記制御電圧が前記第２の基準値より大きいと判定したときには、現在選択されているＶＣＯより発振周波数帯域が一段高いＶＣＯを選択する信号を出力し、前記制御電圧が前記第１の基準値未満であると判定したときには、現在選択されているＶＣＯより発振周波数帯域が一段低いＶＣＯを選択する信号を出力する判定回路と、
   発振周波数を制御する制御部から指示されたとき、または分周データの更新タイミングで、前記ＶＣＯ選択回路を最初に選択し、それ以降前記判定回路を選択するセレクタとを備える請求項１または２記載のPLL回路。
5. 前記制御電圧をデジタル値に変換するＡ／Ｄ変換回路を有し、
   前記判定回路は、前記Ａ／Ｄ変換回路で変換された前記制御電圧のデジタル値が、第１の基準値以上か否か、第２の基準値以下か否かを判定する請求項１，２、３または４記載のPLL回路。
6. 前記判定回路が判定動作を行うタイミングを決める判定タイミング信号を前記判定回路に供給する判定タイミング生成回路を有する請求項１、２、３、４または５記載のPLL回路。