JP2009177259A - Pll circuit, radio terminal device and frequency detection method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、PLL回路、無線端末装置、および周波数検出方法に関し、より詳細には、ディジタル制御PLL回路に用いられるディジタル制御発振器の制御データを変換するPLL回路、無線端末装置、および周波数検出方法に関する。 The present invention relates to a PLL circuit, a wireless terminal device, and a frequency detection method, and more particularly, to a PLL circuit, a wireless terminal device, and a frequency detection method that convert control data of a digitally controlled oscillator used in a digital control PLL circuit. .
無線通信端末では、搬送波周波数を正確な周波数にロックさせておくためにPLL(Phase Locked Loop)回路が持ちられる。近年、半導体プロセスの微細化に伴って、アナログ電圧で制御する電圧制御発振器(Voltage Controlled Oscillator;VCO)を、ディジタル制御発振器(Digital Controlled Oscillator;DCO)に置き換えた構成が着目されつつある。 The wireless communication terminal has a PLL (Phase Locked Loop) circuit to lock the carrier frequency to an accurate frequency. In recent years, with the miniaturization of semiconductor processes, a configuration in which a voltage controlled oscillator (VCO) controlled by an analog voltage is replaced with a digitally controlled oscillator (DCO) is drawing attention.
従来のVCOを用いたPLL回路では、基準クロックとVCO出力を分周したクロックとの間の位相差を、位相比較器を用いて比較していた。ここで一般的な位相比較器としては、位相差を、アップ、ダウン、アップ+ダウンの3状態のパルス幅に変換する回路が用いられ、このパルスを用いてチャージ・ポンプ回路の電流源を制御して、出力される電流をループフィルタで電圧に変換して、VCOを制御していた。 In a conventional PLL circuit using a VCO, the phase difference between a reference clock and a clock obtained by dividing the VCO output is compared using a phase comparator. Here, as a general phase comparator, a circuit that converts the phase difference into three-state pulse widths of up, down, and up + down is used, and the current source of the charge pump circuit is controlled using this pulse. Then, the output current is converted into a voltage by a loop filter to control the VCO.
一方、図10(R.B.Staszewski et al., “All-Digital Phase-Domain TX Frequency Synthesizer for Bluetooth Radios in 0.13um CMOS, ISSCC2004 Digestからの引用)に示したように、近年着目されているDCOを用いたADPLL(All−Digital PLL)回路の例では、位相差に相当する時間差のFractional成分をTime−to−Digital Converter(TDC)回路で、Integer成分をアキュムレータ回路でディジタル値に変換し、検出したこれらの位相差に相当するディジタル値を様々な手法でフィードバックして、DCOをディジタル的に制御している。 On the other hand, as shown in FIG. 10 (RBStaszewski et al., “All-Digital Phase-Domain TX Frequency Synthesizer for Bluetooth Radios in 0.13um CMOS, ISSCC2004 Digest), DCO, which has been attracting attention in recent years, was used. In the example of an ADPLL (All-Digital PLL) circuit, a fractional component of a time difference corresponding to a phase difference is converted into a digital value by a time-to-digital converter (TDC) circuit, and an integrator component is converted into a digital value by an accumulator circuit. The digital value corresponding to the phase difference is fed back by various methods to control the DCO digitally.
図7は、従来のPLL回路10を示す説明図である。図7に示したように、従来のPLL回路10は、位相比較器11と、可変利得増幅回路12と、乗算器13と、発振器14と、を含んで構成される。
FIG. 7 is an explanatory diagram showing a
図7に示すように、発振周波数fを基準周波数Ref_freqで除した分周比Nと発振周波数fとの関係は、図7のグラフ(1)に示したように、原点を通る1次曲線となる。ここで発振回路の特性として、図7のグラフ(2)に示したように、ディジタル制御データDと発振周波数fとの関係が、原点を通り、傾きがkDCOである1次曲線であれば、分周比Nから制御データDへの変換は、係数α(=Ref_freq/kDCO)を乗じることで実現できる。 As shown in FIG. 7, the relationship between the frequency division ratio N obtained by dividing the oscillation frequency f by the reference frequency Ref_freq and the oscillation frequency f is as shown in the graph (1) of FIG. Become. Here, as a characteristic of the oscillation circuit, as shown in the graph (2) of FIG. 7, if the relationship between the digital control data D and the oscillation frequency f is a linear curve that passes through the origin and has a slope of k DCO. The conversion from the frequency division ratio N to the control data D can be realized by multiplying by a coefficient α (= Ref_freq / k DCO ).
一方、ディジタルPLLに用いられるDCOには、タンク回路の容量として複数配置された可変容量を、ディジタル信号で切り替えて制御する構成が、一般的に用いられる。よって、全てのスイッチをオンして、全ての容量が付加された状態で、DCOは最低周波数を発振する。つまり、図8に示すように、制御データDと発振周波数との関係は、図8のグラフ(2)に示したように、Y切片が最低発振周波数fmin、傾きがkDCOとなる1次曲線に近似することができる。この場合、分周比Nから制御データDに変換するには、ある係数α’を乗じるだけでは難しく、少なくとも最低発振周波数fminを知る手段が必要となる。 On the other hand, a DCO used for a digital PLL generally has a configuration in which a plurality of variable capacitors arranged as a tank circuit capacitor are controlled by switching with a digital signal. Therefore, the DCO oscillates at the lowest frequency with all the switches turned on and all the capacitors added. That is, as shown in FIG. 8, the relationship between the control data D and the oscillation frequency is such that the Y intercept is the minimum oscillation frequency f min and the slope is k DCO as shown in the graph (2) of FIG. A curve can be approximated. In this case, conversion from the frequency division ratio N to the control data D is difficult by simply multiplying by a certain coefficient α ′, and means for at least knowing the minimum oscillation frequency f min is required.
図9に示すように、制御データをD、最小可変容量値をΔC、全てのスイッチがオンした際の可変容量の容量値をCmax、インダクタンス値をLとした場合、発振周波数fは、以下の数式1で表される。
しかし、Cmaxに対してD・ΔCの値が充分小さな領域では、Y切片をfminとする1次曲線に近似することができるが、図9のグラフ(2)に示したように、Dが大きくなるにつれ誤差が大きくなり、この誤差はDCOに直接周波数変調を施す際に特に問題となってしまう。 However, in a region where the value of D · ΔC is sufficiently small with respect to C max , it can be approximated to a linear curve with the Y intercept as f min , but as shown in the graph (2) in FIG. As the value increases, the error increases, and this error becomes a problem particularly when frequency modulation is directly applied to the DCO.
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、DCOの最低発振周波数を取得し、取得した最低発振周波数を用いて分周比Nに比例した制御データから、DCOの制御データへの変換を精度良く行うことが可能となる、新規かつ改良されたPLL回路、無線端末装置、および周波数検出方法を提供することにある。 Accordingly, the present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to acquire the minimum oscillation frequency of the DCO and to be proportional to the frequency division ratio N using the acquired minimum oscillation frequency. It is an object of the present invention to provide a new and improved PLL circuit, wireless terminal device, and frequency detection method capable of accurately converting control data into DCO control data.
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、ディジタル値を用いて制御される発振回路を有するPLL(Phase Locked Loop)回路であって、搬送波周波数値を保持する搬送波周波数保持部と、搬送波周波数値が、搬送波周波数保持部が保持する値から変化したことを検出する検出部と、検出部で検出した搬送波周波数値の変化に同期して、発振回路を最低周波数で発振させるための制御信号を送信し、基準周波数の1周期内の発振回路の出力クロック数を計測する計測部と、を含むことを特徴とする、PLL回路が提供される。 In order to solve the above problems, according to an aspect of the present invention, a PLL (Phase Locked Loop) circuit having an oscillation circuit controlled using a digital value, the carrier frequency holding unit holding a carrier frequency value And a detection unit that detects that the carrier frequency value has changed from the value held by the carrier frequency holding unit, and the oscillation circuit that oscillates at the lowest frequency in synchronization with the change in the carrier frequency value detected by the detection unit. And a measurement unit that measures the number of output clocks of the oscillation circuit within one cycle of the reference frequency. The PLL circuit is provided.
かかる構成によれば、搬送波周波数保持部はPLL回路における搬送波周波数の値を保持し、検出部は、搬送波周波数値が、搬送波周波数保持部が保持する値から変化したことを検出する。そして、計測部は、検出部で検出した搬送波周波数値の変化に同期して、発振回路を最低周波数で発振させるための制御信号を送信し、基準周波数の1周期内の発振回路の出力クロック数を計測する。その結果、PLL回路において、搬送波周波数の設定値が変化したことに同期して、発振回路には最低周波数を発振させる制御データを送信し、基準周波数の1周期内の発振回路出力のクロック数を計測することにより、最低発振周波数値をキャリブレーション機能の1つとして検出することができる。 According to such a configuration, the carrier frequency holding unit holds the value of the carrier frequency in the PLL circuit, and the detection unit detects that the carrier frequency value has changed from the value held by the carrier frequency holding unit. The measurement unit transmits a control signal for causing the oscillation circuit to oscillate at the lowest frequency in synchronization with the change in the carrier frequency value detected by the detection unit, and the number of output clocks of the oscillation circuit within one cycle of the reference frequency Measure. As a result, in the PLL circuit, in synchronization with the change of the set value of the carrier frequency, control data for oscillating the lowest frequency is transmitted to the oscillation circuit, and the number of clocks of the oscillation circuit output within one cycle of the reference frequency is set. By measuring, the minimum oscillation frequency value can be detected as one of the calibration functions.
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、ディジタル値を用いて制御される発振回路を有するPLL回路であって、搬送波周波数値を保持する搬送波周波数保持部と、搬送波周波数値が、搬送波周波数保持部が保持する値から変化したことを検出する検出部と、検出部が検出した搬送波周波数値の変化に同期して、発振回路を最低周波数で発振させるための制御信号を送信し、基準周波数のクロック数を計測する第1の計測部と、第1の計測部で計測する基準周波数のクロック数を設定する設定部と、第1の計測部で計測したクロック数と等価な基準周波数周期内の発振回路の出力クロック数を計測する第2の計測部と、第1の計測部で計測したクロック数と等価な基準周波数周期内の第2の計測部で計測した発振回路の出力クロック数を、第1の計測部で計測したクロック数で平均化する平均部と、を含むことを特徴とする、PLL回路が提供される。 In order to solve the above problem, according to another aspect of the present invention, a PLL circuit having an oscillation circuit controlled using a digital value, the carrier frequency holding unit holding the carrier frequency value, A detection unit for detecting that the carrier frequency value has changed from the value held by the carrier frequency holding unit, and a control for causing the oscillation circuit to oscillate at the lowest frequency in synchronization with the change in the carrier frequency value detected by the detection unit. A first measurement unit that transmits a signal and measures the number of clocks of the reference frequency, a setting unit that sets the number of clocks of the reference frequency that is measured by the first measurement unit, and the number of clocks that is measured by the first measurement unit Measured by a second measurement unit that measures the number of output clocks of the oscillation circuit within the reference frequency period equivalent to the second measurement unit within the reference frequency period equivalent to the number of clocks measured by the first measurement unit Oscillator circuit The number of output clock, and averaging unit for averaging in the number of clocks measured by the first measuring unit, characterized in that it comprises a, PLL circuit is provided.
かかる構成によれば、搬送波周波数保持部はPLL回路における搬送波周波数の値を保持し、検出部は、搬送波周波数値が、搬送波周波数保持部が保持する値から変化したことを検出する。そして、第1の計測部は検出部が検出した搬送波周波数値の変化に同期して、発振回路を最低周波数で発振させるための制御信号を送信し、基準周波数のクロック数を計測し、第2の計測部は、第1の計測部で計測する基準周波数のクロック数を設定する設定部と、第1の計測部で計測したクロック数と等価な基準周波数周期内の発振回路の出力クロック数を計測し、平均部は、第2の計測部の計測値を、第1の計測部で計測した計測値で平均化する。その結果、PLL回路において、搬送波周波数の設定値が変化したことに同期して、発振回路には最低周波数を発振させる制御データを送信し、基準周波数の1周期内の発振回路出力のクロック数を計測することにより、最低発振周波数値をキャリブレーション機能の1つとして検出することができる。また、計測時間を長く取り、1周期あたりのクロック数の平均値を算出することによって、より精度良く最低発振周波数値を検出することができる。 According to such a configuration, the carrier frequency holding unit holds the value of the carrier frequency in the PLL circuit, and the detection unit detects that the carrier frequency value has changed from the value held by the carrier frequency holding unit. The first measurement unit transmits a control signal for causing the oscillation circuit to oscillate at the lowest frequency in synchronization with the change in the carrier frequency value detected by the detection unit, measures the number of clocks of the reference frequency, and second The setting unit sets the number of clocks of the reference frequency measured by the first measuring unit, and sets the number of output clocks of the oscillation circuit within the reference frequency period equivalent to the number of clocks measured by the first measuring unit. The measurement unit averages the measurement value of the second measurement unit with the measurement value measured by the first measurement unit. As a result, in the PLL circuit, in synchronization with the change of the set value of the carrier frequency, control data for oscillating the lowest frequency is transmitted to the oscillation circuit, and the number of clocks of the oscillation circuit output within one cycle of the reference frequency is set. By measuring, the minimum oscillation frequency value can be detected as one of the calibration functions. Further, by taking a long measurement time and calculating an average value of the number of clocks per cycle, the minimum oscillation frequency value can be detected with higher accuracy.
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、ディジタル値を用いて制御される発振回路を有するPLL回路であって、最低周波数値を計測または入力する最低周波数設定部と、分周比に比例した制御データから、最低周波数値を基準周波数値で除した値を減じる減算部と、基準周波数値を発振回路の変換利得で除した値に相当する係数を乗じる乗算部と、を含み、乗算部の出力を発振回路の制御信号に用いることを特徴とする、PLL回路が提供される。 In order to solve the above-described problem, according to another aspect of the present invention, a PLL circuit having an oscillation circuit controlled using a digital value, wherein a minimum frequency value is measured or input. And a subtractor for subtracting the value obtained by dividing the minimum frequency value by the reference frequency value from the control data proportional to the frequency division ratio, and a multiplier for multiplying the coefficient corresponding to the value obtained by dividing the reference frequency value by the conversion gain of the oscillation circuit. And a PLL circuit characterized in that the output of the multiplier is used as a control signal for the oscillation circuit.
その結果、PLL回路において、最低発振周波数値が0Hzとならない特性をもつ発振回路の制御データへの変換において、1次曲線へ近似することができる。 As a result, in the PLL circuit, the conversion to the control data of the oscillation circuit having the characteristic that the minimum oscillation frequency value does not become 0 Hz can be approximated to a linear curve.
上記PLL回路は、上記発振回路に直接周波数変調を施してもよい。その結果、PLL回路において直接周波数変調を施すことができる。 The PLL circuit may perform frequency modulation directly on the oscillation circuit. As a result, direct frequency modulation can be performed in the PLL circuit.
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、ディジタル値を用いて制御される発振回路を有するPLL回路であって、請求項1または2に記載のPLL回路における最低周波数値を計測する最低周波数計測部と、分周比に比例した制御データから、最低周波数値を基準周波数値で除した値を減じる減算部と、基準周波数値を発振回路の変換利得で除した値に相当する係数を乗じる乗算部と、を含み、乗算部の出力を発振回路の制御信号に用いることを特徴とする、PLL回路が提供される。
In order to solve the above problem, according to another aspect of the present invention, there is provided a PLL circuit having an oscillation circuit controlled using a digital value, wherein the minimum in the PLL circuit according to
その結果、PLL回路において、最低発振周波数値が0Hzとならない特性をもつ発振回路の制御データへの変換において、1次曲線へ近似することができる。また、PLL回路において、搬送波周波数の設定値が変化したことに同期して、発振回路には最低周波数を発振させる制御データを送信し、基準周波数の1周期内の発振回路出力のクロック数を計測することにより、最低発振周波数値をキャリブレーション機能の1つとして検出することができる。 As a result, in the PLL circuit, the conversion to the control data of the oscillation circuit having the characteristic that the minimum oscillation frequency value does not become 0 Hz can be approximated to a linear curve. In addition, in the PLL circuit, in synchronization with the change of the set value of the carrier frequency, control data for oscillating the minimum frequency is transmitted to the oscillation circuit, and the number of clocks of the oscillation circuit output within one cycle of the reference frequency is measured. By doing so, the lowest oscillation frequency value can be detected as one of the calibration functions.
上記PLL回路は、上記発振回路に直接周波数変調を施してもよい。その結果、PLL回路において直接周波数変調を施すことができる。 The PLL circuit may perform frequency modulation directly on the oscillation circuit. As a result, direct frequency modulation can be performed in the PLL circuit.
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、ディジタル値を用いて制御される発振回路を有するPLL回路であって、最低周波数値を計測または入力する最低周波数設定部と、最低周波数値および搬送波周波数値から、制御データと周波数との関係を1次曲線へ近似する際のY切片に相当する周波数値を計算する演算部と、分周比に比例した制御データから、Y切片に相当する周波数値を基準周波数値で除した値を減じる減算部と、基準周波数値を発振回路の変換利得で除した値に相当する係数を乗じる乗算部と、を含み、乗算部の出力を発振回路の制御信号に用いることを特徴とする、PLL回路が提供される。 In order to solve the above-mentioned problem, according to another aspect of the present invention, a PLL circuit having an oscillation circuit controlled using a digital value, wherein a minimum frequency value is measured or input. From the lowest frequency value and the carrier wave frequency value, a calculation unit for calculating the frequency value corresponding to the Y intercept when the relationship between the control data and the frequency is approximated to a linear curve, and the control data proportional to the frequency division ratio A subtractor for subtracting a value obtained by dividing the frequency value corresponding to the Y intercept by the reference frequency value; and a multiplier for multiplying a coefficient corresponding to a value obtained by dividing the reference frequency value by the conversion gain of the oscillation circuit. Is used as the control signal of the oscillation circuit. A PLL circuit is provided.
その結果、PLL回路において、発振回路の制御データへの変換において、1次曲線へ近似する際に、発振回路の制御データに対する発振周波数の傾きの変化が無視できない領域においても、所定の傾きを有する1次曲線に近似することができる。 As a result, the PLL circuit has a predetermined slope even in a region where the change in the slope of the oscillation frequency with respect to the control data of the oscillation circuit cannot be ignored when approximating to the linear curve in the conversion to the control data of the oscillation circuit. It can be approximated to a linear curve.
上記PLL回路は、上記発振回路に直接周波数変調を施してもよい。その結果、PLL回路において直接周波数変調を施すことができる。 The PLL circuit may perform frequency modulation directly on the oscillation circuit. As a result, direct frequency modulation can be performed in the PLL circuit.
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、ディジタル値を用いて制御される発振回路を有するPLL回路であって、請求項1または2に記載のPLL回路における最低周波数値を計測する最低周波数計測部と、最低周波数値および搬送波周波数値から、制御データと周波数との関係を1次曲線へ近似する際のY切片に相当する周波数値を計算する演算部と、分周比に比例した制御データから、Y切片に相当する周波数値を基準周波数値で除した値を減じる減算部と、基準周波数値を発振回路の変換利得で除した値に相当する係数を乗じる乗算部と、を含み、乗算部の出力を発振回路の制御信号に用いることを特徴とする、PLL回路が提供される。
In order to solve the above problem, according to another aspect of the present invention, there is provided a PLL circuit having an oscillation circuit controlled using a digital value, wherein the minimum in the PLL circuit according to
その結果、PLL回路において、発振回路の制御データへの変換において、1次曲線へ近似する際に、発振回路の制御データに対する発振周波数の傾きの変化が無視できない領域においても、所定の傾きを有する1次曲線に近似することができる。また、PLL回路において、搬送波周波数の設定値が変化したことに同期して、発振回路には最低周波数を発振させる制御データを送信し、基準周波数の1周期内の発振回路出力のクロック数を計測することにより、最低発振周波数値をキャリブレーション機能の1つとして検出することができる。 As a result, the PLL circuit has a predetermined slope even in a region where the change in the slope of the oscillation frequency with respect to the control data of the oscillation circuit cannot be ignored when approximating to the linear curve in the conversion to the control data of the oscillation circuit. It can be approximated to a linear curve. In addition, in the PLL circuit, in synchronization with the change of the set value of the carrier frequency, control data for oscillating the minimum frequency is transmitted to the oscillation circuit, and the number of clocks of the oscillation circuit output within one cycle of the reference frequency is measured. By doing so, the lowest oscillation frequency value can be detected as one of the calibration functions.
上記PLL回路は、上記発振回路に直接周波数変調を施してもよい。その結果、PLL回路において直接周波数変調を施すことができる。 The PLL circuit may perform frequency modulation directly on the oscillation circuit. As a result, direct frequency modulation can be performed in the PLL circuit.
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、上記のPLL回路を備えることを特徴とする、無線端末装置が提供される。その結果、上述のPLL回路の効果を有する無線端末装置を提供できることになる。 In order to solve the above problem, according to another aspect of the present invention, there is provided a wireless terminal device including the PLL circuit described above. As a result, it is possible to provide a wireless terminal device having the effect of the PLL circuit described above.
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、ディジタル値を用いて制御される発振回路を有するPLL回路における周波数検出方法であって、搬送波周波数値を保持する搬送波周波数保持ステップと、搬送波周波数値が、搬送波周波数保持ステップで保持した値から変化したことを検出する検出ステップと、検出ステップで検出した搬送波周波数値の変化に同期して、発振回路を最低周波数で発振させるための制御信号を送信し、基準周波数の1周期内の発振回路の出力クロック数を計測する計測ステップと、を含むことを特徴とする、周波数検出方法が提供される。 In order to solve the above problem, according to another aspect of the present invention, there is provided a frequency detection method in a PLL circuit having an oscillation circuit controlled using a digital value, the carrier frequency holding a carrier frequency value. The holding step, the detection step for detecting that the carrier frequency value has changed from the value held in the carrier frequency holding step, and the oscillation circuit oscillates at the lowest frequency in synchronization with the change in the carrier frequency value detected in the detection step. And a measurement step of measuring a number of output clocks of the oscillation circuit within one cycle of the reference frequency.
その結果、PLL回路における周波数検出方法において、搬送波周波数の設定値が変化したことに同期して、発振回路には最低周波数を発振させる制御データを送信し、基準周波数の1周期内の発振回路出力のクロック数を計測することにより、最低発振周波数値をキャリブレーション機能の1つとして検出することができる。 As a result, in the frequency detection method in the PLL circuit, in synchronization with the change of the set value of the carrier frequency, control data for oscillating the minimum frequency is transmitted to the oscillation circuit, and the oscillation circuit output within one cycle of the reference frequency By measuring the number of clocks, the minimum oscillation frequency value can be detected as one of the calibration functions.
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、ディジタル値を用いて制御される発振回路を有するPLL回路における周波数検出方法であって、搬送波周波数値を保持する搬送波周波数保持ステップと、搬送波周波数値が、搬送波周波数保持ステップで保持した値から変化したことを検出する検出ステップと、検出ステップで検出した搬送波周波数値の変化に同期して、発振回路を最低周波数で発振させるための制御信号を送信し、基準周波数のクロック数を計測する第1の計測ステップと、第1の計測ステップで計測する基準周波数のクロック数を設定する設定ステップと、第1の計測ステップで計測したクロック数と等価な基準周波数周期内の発振回路の出力クロック数を計測する第2の計測ステップと、第1の計測ステップで計測したクロック数と等価な基準周波数周期内の第2の計測ステップで計測した発振回路の出力クロック数を、第1の計測ステップで計測したクロック数で平均化する平均ステップと、を含むことを特徴とする、周波数検出方法が提供される。
In order to solve the above problem, according to another aspect of the present invention, there is provided a frequency detection method in a PLL circuit having an oscillation circuit controlled using a digital value, the carrier frequency holding a carrier frequency value. The holding step, the detection step for detecting that the carrier frequency value has changed from the value held in the carrier frequency holding step, and the oscillation circuit oscillates at the lowest frequency in synchronization with the change in the carrier frequency value detected in the detection step. A first measurement step for transmitting a control signal for measuring the number of clocks of a reference frequency, a setting step for setting the number of clocks of a reference frequency measured in the first measurement step, and a first measurement step A second measuring step for measuring the number of output clocks of the oscillation circuit within a reference frequency period equivalent to the measured number of clocks; An averaging step for averaging the number of output clocks of the oscillation circuit measured in the second measurement step within the reference frequency period equivalent to the number of clocks measured in
その結果、PLL回路における周波数検出方法において、搬送波周波数の設定値が変化したことに同期して、発振回路には最低周波数を発振させる制御データを送信し、基準周波数の1周期内の発振回路出力のクロック数を計測することにより、最低発振周波数値をキャリブレーション機能の1つとして検出することができる。また、計測時間を長く取り、1周期あたりのクロック数の平均値を算出することによって、より精度良く最低発振周波数値を検出することができる。 As a result, in the frequency detection method in the PLL circuit, in synchronization with the change of the set value of the carrier frequency, control data for oscillating the minimum frequency is transmitted to the oscillation circuit, and the oscillation circuit output within one cycle of the reference frequency By measuring the number of clocks, the minimum oscillation frequency value can be detected as one of the calibration functions. Further, by taking a long measurement time and calculating an average value of the number of clocks per cycle, the minimum oscillation frequency value can be detected with higher accuracy.
以上説明したように本発明によれば、DCOの最低発振周波数を取得し、取得した最低発振周波数を用いて分周比Nに比例した制御データから、DCOの制御データへの変換を精度良く行うことが可能となる、新規かつ改良されたPLL回路、無線端末装置、および周波数検出方法を提供することができる。 As described above, according to the present invention, the minimum oscillation frequency of the DCO is acquired, and the control data proportional to the frequency division ratio N is accurately converted to the control data of the DCO using the acquired minimum oscillation frequency. It is possible to provide a novel and improved PLL circuit, wireless terminal device, and frequency detection method that can be used.
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。 Exemplary embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. In addition, in this specification and drawing, about the component which has the substantially same function structure, duplication description is abbreviate | omitted by attaching | subjecting the same code | symbol.
(第1の実施形態)
まず、本発明の第1の実施形態にかかるPLL回路について説明する。図1は、本発明の第1の実施形態にかかるPLL回路100について説明する説明図である。以下、図1を用いて、本発明の第1の実施形態にかかるPLL回路100の構成について説明する。
(First embodiment)
First, the PLL circuit according to the first embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 is an explanatory diagram illustrating a
図1に示したように、本発明の第1の実施形態にかかるPLL回路100は、第1のフリップフロップ101と、第1の比較回路102と、発振器103と、基準周波数発振器104と、第1の累積加算器105と、第2の累積加算器106と、第2の比較回路107と、第2のフリップフロップ108と、第1のスイッチ109と、第2のスイッチ110と、を含んで構成される。
As shown in FIG. 1, the
第1のフリップフロップ101は、直前の入力値の保持が可能なD型のフリップフロップであり、基準周波数発振器104の1クロック前における分周比の設定値を保持し、出力するものである。第1のフリップフロップ101からの出力は第1の比較回路102に入力される。
The first flip-
第1の比較回路102は、第1のフリップフロップ101が出力した基準周波数発振器104の1クロック前における分周比の設定値と、現在の分周比の設定値(PLL設定データ)とを比較するものである。両者が一致していればLOWレベルの信号を出力し、両者が相違していればHIGHレベルの信号を出力する。
The
発振器103は、所定の周波数で発振するクロック信号を出力するものである。本実施形態においては、第1のスイッチ109で選択的に出力される制御データDによって発振周波数が決定される。
The
基準周波数発振器104は、基準周波数Ref_freqを有するクロック信号を出力するものである、基準周波数発振器104から出力される信号は第1のフリップフロップ101および第2のスイッチ110に入力される。
The
第1の累積加算器105は、発振器103の出力クロックの立ち上がりエッジをトリガとして、発振器103の出力クロック数を累積加算するものである。第1の累積加算器105で累積加算される値は第1の比較回路102の出力がHIGHレベルの信号である期間にリセットされ、LOWレベルの信号である期間に遷移した後に累積加算が開始される。第1の累積加算器105で累積加算した発振器103の出力クロック数は第2のフリップフロップ108に入力される。
The first
第2の累積加算器106は、基準周波数発振器104の出力クロックの立ち上がりエッジをトリガとして、基準周波数発振器104の出力クロック数を累積加算するものである。第1の累積加算器105と同様に、第2の累積加算器106で累積加算される値は第1の比較回路102の出力がHIGHレベルの信号である期間にリセットされ、LOWレベルの信号である期間に遷移した後に累積加算が開始される。第2の累積加算器106で累積加算された基準周波数発振器104の出力クロック数は第2の比較回路107に入力される。
The second
第2の比較回路107は、第2の累積加算器106の出力と、値“1”との比較結果を出力するものである。第2の累積加算器106の出力が1と等しくなった際には、第2の比較回路107はHIGHレベルの信号を出力し、等しくなければLOWレベルの信号を出力する。第2の比較回路107の出力は第2のフリップフロップ108、第1のスイッチ109および第2のスイッチ110に入力される。
The
第2のフリップフロップ108は、第1のフリップフロップ101と同様に直前の入力値の保持が可能なD型のフリップフロップであり、基準周波数発振器104の出力クロックの“1”クロック後における第1の累積加算器105の累積加算値を保持して出力するものである。第2のフリップフロップ108からの出力は、基準周波数1周期内のクロック数、すなわちfminを基準周波数Ref_freqで除した値を得ることができるが、その原理については後に詳述する。
The second flip-
第1のスイッチ109は、発振器103に供給する制御データを選択的に切り替えるものである。第1のスイッチ109の切り替えは第2の比較回路107からの出力信号によって行われ、第2の比較回路107の出力がLOWレベルの期間は、制御データDがD=0、すなわち最低発振周波数を発振される制御信号と接続され、HIGHレベルの期間はPLLのループを閉じた状態での制御信号Dと接続される。
The
第2のスイッチ110は、第2の累積加算器106に供給する信号を選択的に切り替えるものである。第2のスイッチ110の切り替えは、第1のスイッチ109と同様に、第2の比較回路107からの出力信号によって行われ、第2の比較回路107の出力がLOWレベルの期間は、基準周波数発振器104と接続され、HIGHレベルの期間は、GND等のLOWレベルにプルダウンするような電位に接続される。
The second switch 110 selectively switches the signal supplied to the second
以上、本発明の第1の実施形態にかかるPLL回路100の構成について説明した。次に、本発明の第1の実施形態にかかるPLL回路100の動作について説明する。
The configuration of the
ロックさせる搬送波周波数を変えるには、分周比の設定値を変えることになる。そこで、第1のフリップフロップ101を用いて、基準周波数発振器104の1クロック前における分周比の設定値を保持する。
To change the carrier frequency to be locked, the set value of the frequency division ratio is changed. Therefore, the first flip-
ここで分周比の設定値が変化すると、第1の比較回路102において分周比の設定値の変化が検出され、分周比に変化があったことを示すHIGHレベルの信号が第1の比較回路102から出力される。このHIGHレベルの信号が出力される期間は基準周波数発振器104が発振する基準周波数の1クロック分となる。
Here, when the set value of the division ratio changes, a change in the set value of the division ratio is detected in the
第1の比較回路102から出力されたHIGHレベルの信号が第1の累積加算器105に入力されると、第1の累積加算器105は、それまでに累積加算した値がリセットされる。そして、基準周波数の1クロック後にLOWレベルの信号が第1の累積加算器105に入力されると、第1の累積加算器105は発振器103の出力クロック数の累積加算を開始する。ここで、発振器103は、第2の比較回路107の出力がLOWレベルであり、第1のスイッチ109によって最低発振周波数を発信させる制御信号と接続されているため、最低発振周波数fminで発振している状態となっている。
When the HIGH level signal output from the
また、第1の比較回路102から出力されたHIGHレベルの信号が第2の累積加算器106に入力されると、第2の累積加算器106は、それまでに累積加算した値がリセットされる。そして、基準周波数の1クロック後にLOWレベルの信号が第2の累積加算器106に入力されると、第2の累積加算器106は基準周波数発振器104のクロック数の累積加算を開始する。
When the HIGH level signal output from the
第2の比較回路107は、2つの入力が等しい場合にHIGHレベルの信号を出力する。すなわち、第2の比較回路107は、第2の累積加算器106の出力が“1”となった場合にHIGHレベルの信号を出力する。つまり、累積加算が開始されてから基準周波数発振器104が発振する基準周波数の“1”クロック後に、第2の比較回路107はHIGHレベルの信号を出力する。
The
第2のフリップフロップ108は、第2の比較回路107の出力信号の立ち上がりエッジをトリガとする。第2のフリップフロップ108は第1の累積加算器105の出力と接続されているので、基準周波数の“1”クロック後における第1の累積加算器105の累積加算値を保持することになる。そして、第2のフリップフロップ108が出力するのは、基準周波数1周期内における第1の累積加算器105の累積加算値、すなわち最低発振周波数fminを基準周波数Ref_freqで割った値となる。
The second flip-
なお、最低発振周波数fminを基準周波数Ref_freqで割った値の計測が終了すると、第2の比較回路107の出力信号はHIGHレベルに保持される。
When the measurement of the value obtained by dividing the minimum oscillation frequency f min by the reference frequency Ref_freq is completed, the output signal of the
以上、本発明の第1の実施形態にかかるPLL回路100の動作について説明した。以上説明したように、本発明の第1の実施形態によれば、分周比の設定値の変化に同期して、発振器を最低周波数で発振させる状態に制御し、基準周波数1周期内の発振器のクロック数をカウントすることで、最低発振周波数fminの値を知ることができる。なお、図1に示した回路構成は一例であり、同じ処理を別の回路構成で構成可能なことは言うまでもない。
The operation of the
(第2の実施形態)
図2は、本発明の第2の実施形態にかかるPLL回路200について説明する説明図である。以下、図2を用いて本発明の第2の実施形態にかかるPLL回路200の構成について説明する。
(Second Embodiment)
FIG. 2 is an explanatory diagram illustrating a
図2に示したように、本発明の第2の実施形態にかかるPLL回路200は、第1のフリップフロップ201と、第1の比較回路202と、発振器203と、基準周波数発振器204と、第1の累積加算器205と、第2の累積加算器206と、第2の比較回路207と、第2のフリップフロップ208と、第1のスイッチ209と、第2のスイッチ210と、除算器211と、を含んで構成される。このうち、本発明の第1の実施形態にかかるPLL回路100と異なるのは第2の比較回路207および除算器211である。従って、ここでは第2の比較回路207および除算器211について説明する。
As shown in FIG. 2, the
第2の比較回路207は、2つの入力が等しい場合にHIGHレベルの信号を出力する。本発明の第1の実施形態では、第2の比較回路107は第2の累積加算器106の出力が“1”と等しい場合にHIGHレベルの信号を出力したが、本実施形態では、第2の累積加算器206の出力が所定のカウント値Nと等しい場合にHIGHレベルの信号を出力する。所定のカウント値は自然数であり、任意の値をカウント値Nとして設定することができる。また、Nの値は2以上であることが望ましい。
The
除算器211は、第2のフリップフロップ208の出力を所定のカウント値Nで除算して出力するものである。なお、カウント値Nを2m(mは自然数)と設定することにより、除算器211はm回ビットシフトに簡略化することもできる。
The
すなわち、本発明の第1の実施形態では、基準周波数1周期内における、最低発振周波数fminで発振する発振器103のクロック数を、第1の累積加算器105でカウントすることで、最低発振周波数fminを得ていたが、本発明の第2の実施形態では、基準周波数N周期内における、最低発振周波数fminで発振する発振器203のクロック数を、第1の累積加算器205でカウントする。そして、第1の累積加算器205から出力される累積加算値を、除算器211において所定のカウント値Nで除算することで、最低発振周波数fminを基準周波数Ref_freqで割った値を得る。
That is, in the first embodiment of the present invention, the first
以上、本発明の第2の実施形態にかかるPLL回路200の構成について説明した。以上説明したように本発明の第2の実施形態では、第1の実施形態と比べて長い期間をかけて、最低発振周波数fminで発振する発振器203のクロック数をカウントし、カウントした値を所定のカウント値Nで除算するので、より精度の高い最低発振周波数fminを得ることができる。なお、図2に示した回路構成は一例であり、同じ処理を別の回路構成で構成可能なことは言うまでもない。
The configuration of the
(第3の実施形態)
図3は、本発明の第3の実施形態にかかるPLL回路300の構成について説明する説明図である。以下、図3を用いて本発明の第3の実施形態にかかるPLL回路300の構成について説明する。
(Third embodiment)
FIG. 3 is an explanatory diagram illustrating the configuration of a
図3に示したように、本発明の第3の実施形態にかかるPLL回路300は、位相比較器301と、可変利得増幅回路302と、減算器304と、乗算器306と、発振器307と、を含んで構成される。
As shown in FIG. 3, a
位相比較器301は、基準周波数発振器(図示せず)が出力する基準周波数Ref_freqの信号と、発振器307が出力する発振周波数RF OUTの信号とを入力し、両者の位相を比較して出力するものである。位相比較器301における位相比較処理は、基準周波数の信号の各周期において、ディジタル値に変換された分周比と、発振周波数の小数点表示されたクロック数の各累積加算値のディジタル値との減算処理として行われる。
The
可変利得増幅回路302は、PLL回路300のループ利得を制御するものであり、位相比較器301の出力を入力して増幅することで、分周比Nに比例した制御データを生成するものである。
The variable
減算器304は、分周比Nに比例した制御データから、発振器307の最低発振周波数fminを基準周波数Ref_freqで割った値を減じて出力するものである。
The
乗算器306は、減算器304の出力に、変換係数α’(α’=D/N’=Ref_freq/kdco)を乗じて出力するものである。減算器304の出力に変換係数α’を乗じることで、発振器307の制御データDとして用いることができる。
The
発振器307は、所定の発振周波数で発振する信号RF OUTを出力するものである。図3に示したPLL回路300では、乗算器306での演算によって出力される制御データDによって、所定の発振周波数で発振する信号RF OUTを出力する。
The
以上、本発明の第3の実施形態にかかるPLL回路300の構成について説明した。次に、本発明の第3の実施形態にかかるPLL回路300の動作について説明する。
The configuration of the
位相比較器301に、基準周波数発振器が出力する基準周波数Ref_freqの信号と、発振器307が出力する発振周波数の信号RF OUTとが入力されると、位相比較器301は両者の位相を比較し、位相差成分を位相差信号として出力する。上述したように、位相比較器301における位相比較処理は、基準周波数の信号の各周期において、ディジタル値に変換された分周比と、発振周波数の小数点表示されたクロック数の各累積加算値のディジタル値との減算処理として行われる。
When the signal of the reference frequency Ref_freq output from the reference frequency oscillator and the signal RF OUT of the oscillation frequency output from the
位相比較器301が出力した位相差信号は可変利得増幅回路302に送られる。可変利得増幅回路302では、位相差信号の増幅によって、分周比Nに比例した制御データが生成される。そして、可変利得増幅回路302で生成された制御データは減算器304に送られる。
The phase difference signal output from the
減算器304では、可変利得増幅回路302で生成された制御データから、発振器307の最低発振周波数fminを基準周波数Ref_freqで割った値fmin/Ref_freqを減算する処理が行われる。ここで、発振器307の最低発振周波数fminを知る必要があるが、これには図1または図2に示した構成によって最低発振周波数fminを検出する手段を利用してもよく、予め最低発振周波数fminを測定しておき、測定して得られた値をROM(Read Only Memory、図示せず)等に格納し、減算器304における減算処理の際に格納した値を読み出すことで、最低発振周波数fminの値を得てもよい。
In the
減算器304によって減算処理が行われると、次に乗算器306で、減算器304で減算された後の制御データにおける分周比N’に係数α’(α’=D/N’=Ref_freq/kdco)を乗算する。そして、乗算器306の出力を発振器307の制御データDとして用いる。ここで、発振器307の制御データDに対する発振周波数を1次曲線に近似すると、下記の数式2の通りとなる。
変換係数α’より、Dは数式3の通りとなる。
従って、数式3を数式2に代入して、
図3のグラフ(1)に分周比N’と周波数fとの関係を示し、グラフ(2)に制御データDと周波数fとの関係を示す。分周比N’と周波数fとの関係は、上記数式4に示した通りの関係を有しており、制御データDと周波数fとの関係は、上記数式2の示したとおりの関係を有している。従って、図3に示したようなPLL回路300の構成が、データ変換の手順として正しいことが分かる。
The graph (1) in FIG. 3 shows the relationship between the frequency division ratio N ′ and the frequency f, and the graph (2) shows the relationship between the control data D and the frequency f. The relationship between the frequency division ratio N ′ and the frequency f has the relationship as shown in the above equation 4, and the relationship between the control data D and the frequency f has the relationship as shown in the
以上、本発明の第3の実施形態にかかるPLL回路300の動作について説明した。以上説明したように、本発明の第3の実施形態によれば、PLL回路において、最低発振周波数値が0Hzとならない特性を持つ発振回路の制御データへの変換において、1次曲線への近似が可能となる。また、搬送波周波数の設定値の変化に同期して、発振回路には最低発振周波数を発振させる制御データを送信し、基準周波数の1周期あたりの発振回路出力のクロック数を計測することにより、キャリブレーション機能の1つとして最低発振周波数値を検出することが可能となる。
The operation of the
(第4の実施形態)
図4は、本発明の第4の実施形態にかかるPLL回路400の構成について説明する説明図である。以下、図4を用いて本発明の第4の実施形態にかかるPLL回路400の構成について説明する。
(Fourth embodiment)
FIG. 4 is an explanatory diagram illustrating the configuration of a
図4に示したように、本発明の第4の実施形態にかかるPLL回路400は、位相比較器401と、可変利得増幅回路402と、減算器404と、乗算器406と、発振器407と、を含んで構成される。
As shown in FIG. 4, a
位相比較器401は、図3に示した位相比較器301と同様に、基準周波数発振器(図示せず)が出力する基準周波数Ref_freqの信号と、発振器407が出力する発振周波数RF OUTの信号とを入力し、両者の位相を比較して出力するものである。位相比較器401における位相比較処理は、図3に示した位相比較器301と同様に、基準周波数の信号の各周期において、ディジタル値に変換された分周比と、発振周波数の小数点表示されたクロック数の各累積加算値のディジタル値との減算処理として行われる。
Similarly to the
可変利得増幅回路402は、図3に示した可変利得増幅回路302と同様に、PLL回路400のループ利得を制御するものであり、位相比較器401の出力を入力して増幅することで、分周比Nに比例した制御データを生成するものである。
Similar to the variable
減算器404は、分周比Nに比例した制御データから、発振器407の最低発振周波数fminを、制御すべき目標周波数ftargetを用いて補正したfmin’を基準周波数Ref_freqで割った値を減じて出力するものである。fmin’の値の算出方法は後述するが、fmin’の値は下記の数式6に示した値である。ここで、発振器407の最低発振周波数fminを知る必要があるが、これには図1または図2に示した構成によって最低発振周波数fminを検出する手段を利用してもよく、予め最低発振周波数fminを測定しておき、測定して得られた値をROM(Read Only Memory、図示せず)等に格納し、減算器404における減算処理の際に格納した値を読み出すことで、最低発振周波数fminの値を得てもよい。
乗算器406は、図3に示した乗算器306と同様に、減算器404の出力に、変換係数α’(α’=D/N’=Ref_freq/kdco)を乗じて出力するものである。減算器404の出力に変換係数α’を乗じることで、発振器407の制御データDとして用いることができる。
Similar to the
発振器407は、所定の発振周波数で発振する信号RF OUTを出力するものである。発振器407の発振周波数fは、制御データをD、最小可変容量値をΔC、全てのスイッチがオンした際の容量値をCmax、インダクタンス値をLとすると、下記の数式7のように表される。
以上、本発明の第4の実施形態にかかるPLL回路400の構成について説明した。次に、本発明の第4の実施形態にかかるPLL回路400の動作について説明する。
The configuration of the
上述したように、発振器407の発振周波数fは数式7のように表すことができる。この数式7において、D・ΔCの値がCmaxに比べて十分小さくなるような制御データDに対しては、図3のグラフ(2)に示したように、最低発振周波数fminをY切片とする1次曲線に近似することができる。しかし、Dの値が大きくなるに連れて誤差が大きくなり、最低発振周波数fminをY切片とする1次曲線に近似することができなくなる。そこで、減算器404において、fminを基準周波数Ref_freqで割った値の代わりに、最低発振周波数fminを制御すべき目標周波数ftargetを用いてfmin’に補正し、このfmin’を基準周波数Ref_freqで割った値を減じて出力する。
As described above, the oscillation frequency f of the
上記の数式7において、ftargetにおけるDに対する微係数を求めると、下記の数式8の通りとなる。
この数式8で表される傾きを有する1次曲線で近似する際のY切片をfmin’とすると、ftargetは次の数式9の関係を満たす必要がある。
この数式9を変形してfmin’を求めると、
以上、本発明の第4の実施形態にかかるPLL回路400の動作について説明した。以上説明したように、本発明の第4の実施形態によれば、発振回路の発振周波数に対するkDCOの変化が無視できない領域においても、接線成分となるkDCOを傾きに持つ1次曲線に近似することができる。そして、搬送波周波数の設定値の変化に同期して、発振回路には最低発振周波数を発振させる制御データを送信し、基準周波数の1周期あたりの発振回路出力のクロック数を計測することにより、キャリブレーション機能の1つとして最低発振周波数値を検出することが可能となる。
The operation of the
(第5の実施形態)
図5は、本発明の第5の実施形態にかかるPLL回路500の構成について説明する説明図である。以下、図5を用いて本発明の第5の実施形態にかかるPLL回路500の構成について説明する。
(Fifth embodiment)
FIG. 5 is an explanatory diagram illustrating the configuration of a
図5に示したように、本発明の第5の実施形態にかかるPLL回路500は、位相比較器501と、可変利得増幅回路502と、減算器504と、乗算器506と、発振器507と、加算器508と、を含んで構成される。この構成において、位相比較器501、可変利得増幅回路502、減算器504、乗算器506および発振器507は、図3に示した本発明の第3の実施形態にかかるPLL回路300における位相比較器301、可変利得増幅回路302、減算器304、乗算器306および発振器307、並びに、図4に示した本発明の第4の実施形態にかかるPLL回路400における位相比較器401、可変利得増幅回路402、減算器404、乗算器406および発振器407と同様の機能を有するので、詳細な説明は省略し、図3および図4に示した構成から新たに追加された加算器508について説明する。
As shown in FIG. 5, a
加算器508は、可変利得増幅回路502の出力に対して、周波数変調成分を加算して出力するものである。加算器508において周波数変調成分を加算して出力することで、PLL回路500において直接周波数変調を施すことができる。
The
以上、本発明の第5の実施形態にかかるPLL回路500の構成について説明した。このように、本発明の第5の実施形態によれば、加算器508において周波数変調成分を加算して出力することで、PLL回路500において直接周波数変調を施すことができる。
The configuration of the
(第6の実施形態)
図6は、本発明の第6の実施形態にかかる無線端末装置600の構成について説明する説明図である。以下、図6を用いて本発明の第6の実施形態にかかる無線端末装置600の構成について説明する。
(Sixth embodiment)
FIG. 6 is an explanatory diagram illustrating the configuration of a
図6に示したように、本発明の第6の実施形態にかかる無線端末装置600は、ベースバンド信号を扱うベースバンド回路(Base−band BLOCK)601と、ベースバンド回路601との間で信号の授受を行って信号処理を行う送受信モジュール602と、送受信モジュール602との間で信号をやりとりするアンテナ共用器603と、電波を送受信するアンテナ604と、を含んで構成される。また、送受信モジュール602は、送信系と受信系に分けられ、送信系はディジタルPLL611と、発振器612と、増幅器613と、を含んで構成され、受信系は、ディジタルPLL621と、発振器622と、増幅器623と、ダウンコンバータ624と、ローパスフィルタ625と、可変利得変換器626と、を含んで構成される。
As illustrated in FIG. 6, the
ここで、図6に示したディジタルPLL611、621に、例えば図3〜図5のいずれかに示した、本発明の第3〜第5の実施形態にかかるPLL回路300、400、500のいずれかを適用することができる。PLL回路300、400、500のいずれかを無線端末装置600に適用することで、無線端末装置600は、上述した各実施形態の効果を有することができる。つまり、本発明の第6の実施形態にかかる無線端末装置600は、DCOの最低発振周波数を取得し、取得した最低発振周波数を用いて分周比Nに比例した制御データから、DCOの制御データへの変換を精度良く行うことが可能となる。
Here, any of the
なお、図6に示した無線端末装置600の構成は、あくまで一例であり、かかる例に限定されないことは言うまでもない。ディジタルPLLを用いる装置であれば本発明のPLL回路を適用することが可能であり、そのようなPLL回路として、例えば上述した本発明の第1〜第5の実施形態にかかるPLL回路を適用することができる。
Note that the configuration of the
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。 As mentioned above, although preferred embodiment of this invention was described referring an accompanying drawing, it cannot be overemphasized that this invention is not limited to the example which concerns. It will be apparent to those skilled in the art that various changes and modifications can be made within the scope of the claims, and these are naturally within the technical scope of the present invention. Understood.
100、200、300、400、500 PLL回路
101、201 第1のフリップフロップ
102、202 第1の比較回路
103、203 発振器
104、204 基準周波数発振器
105、205 第1の累積加算器
106、206 第2の累積加算器
107、207 第2の比較回路
108、208 第2のフリップフロップ
109、209 第1のスイッチ
110、210 第2のスイッチ
211 除算器
301、401、501 位相比較器
302、402、502 可変利得増幅回路
304、404、504 減算器
306、406、506 乗算器
307、407、507 発振器
508 加算器
600 無線端末装置
100, 200, 300, 400, 500
Claims (13)
搬送波周波数値を保持する搬送波周波数保持部と、
搬送波周波数値が、前記搬送波周波数保持部が保持する値から変化したことを検出する検出部と、
前記検出部で検出した前記搬送波周波数値の変化に同期して、前記発振回路を最低周波数で発振させるための制御信号を送信し、基準周波数の1周期内の前記発振回路の出力クロック数を計測する計測部と、
を含むことを特徴とする、PLL回路。 A PLL (Phase Locked Loop) circuit having an oscillation circuit controlled using a digital value,
A carrier frequency holding unit for holding a carrier frequency value;
A detection unit for detecting that a carrier frequency value has changed from a value held by the carrier frequency holding unit;
In synchronization with the change in the carrier frequency value detected by the detection unit, a control signal for causing the oscillation circuit to oscillate at the lowest frequency is transmitted, and the number of output clocks of the oscillation circuit within one cycle of the reference frequency is measured. A measuring unit to perform,
A PLL circuit comprising:
搬送波周波数値を保持する搬送波周波数保持部と、
搬送波周波数値が、前記搬送波周波数保持部が保持する値から変化したことを検出する検出部と、
前記検出部が検出した前記搬送波周波数値の変化に同期して、前記発振回路を最低周波数で発振させるための制御信号を送信し、基準周波数のクロック数を計測する第1の計測部と、
前記第1の計測部で計測する前記基準周波数のクロック数を設定する設定部と、
前記第1の計測部で計測したクロック数と等価な基準周波数周期内の前記発振回路の出力クロック数を計測する第2の計測部と、
前記第1の計測部で計測したクロック数と等価な基準周波数周期内の前記第2の計測部で計測した前記発振回路の出力クロック数を、前記第1の計測部で計測したクロック数で平均化する平均部と、
を含むことを特徴とする、PLL回路。 A PLL circuit having an oscillation circuit controlled using a digital value,
A carrier frequency holding unit for holding a carrier frequency value;
A detection unit for detecting that a carrier frequency value has changed from a value held by the carrier frequency holding unit;
A first measurement unit that transmits a control signal for causing the oscillation circuit to oscillate at a minimum frequency in synchronization with a change in the carrier frequency value detected by the detection unit, and measures the number of clocks of a reference frequency;
A setting unit for setting the number of clocks of the reference frequency measured by the first measuring unit;
A second measuring unit for measuring the number of output clocks of the oscillation circuit within a reference frequency period equivalent to the number of clocks measured by the first measuring unit;
The number of output clocks of the oscillation circuit measured by the second measurement unit within a reference frequency period equivalent to the number of clocks measured by the first measurement unit is averaged by the number of clocks measured by the first measurement unit. The average part
A PLL circuit comprising:
最低周波数値を計測または入力する最低周波数設定部と、
分周比に比例した制御データから、前記最低周波数値を基準周波数値で除した値を減じる減算部と、
前記基準周波数値を前記発振回路の変換利得で除した値に相当する係数を乗じる乗算部と、
を含み、前記乗算部の出力を前記発振回路の制御信号に用いることを特徴とする、PLL回路。 A PLL circuit having an oscillation circuit controlled using a digital value,
A minimum frequency setting section for measuring or inputting a minimum frequency value;
A subtracting unit for subtracting a value obtained by dividing the minimum frequency value by a reference frequency value from control data proportional to the frequency division ratio;
A multiplier for multiplying a coefficient corresponding to a value obtained by dividing the reference frequency value by the conversion gain of the oscillation circuit;
A PLL circuit using the output of the multiplication unit as a control signal for the oscillation circuit.
請求項1または2に記載のPLL回路における最低周波数値を計測する最低周波数計測部と、
分周比に比例した制御データから、前記最低周波数値を基準周波数値で除した値を減じる減算部と、
前記基準周波数値を前記発振回路の変換利得で除した値に相当する係数を乗じる乗算部と、
を含み、前記乗算部の出力を前記発振回路の制御信号に用いることを特徴とする、PLL回路。 A PLL circuit having an oscillation circuit controlled using a digital value,
A minimum frequency measuring unit for measuring a minimum frequency value in the PLL circuit according to claim 1;
A subtracting unit for subtracting a value obtained by dividing the minimum frequency value by a reference frequency value from control data proportional to the frequency division ratio;
A multiplier for multiplying a coefficient corresponding to a value obtained by dividing the reference frequency value by the conversion gain of the oscillation circuit;
A PLL circuit using the output of the multiplication unit as a control signal for the oscillation circuit.
最低周波数値を計測または入力する最低周波数設定部と、
前記最低周波数値および搬送波周波数値から、制御データと周波数との関係を1次曲線へ近似する際のY切片に相当する周波数値を計算する演算部と、
分周比に比例した制御データから、前記Y切片に相当する周波数値を基準周波数値で除した値を減じる減算部と、
前記基準周波数値を前記発振回路の変換利得で除した値に相当する係数を乗じる乗算部と、
を含み、前記乗算部の出力を前記発振回路の制御信号に用いることを特徴とする、PLL回路。 A PLL circuit having an oscillation circuit controlled using a digital value,
A minimum frequency setting section for measuring or inputting a minimum frequency value;
An arithmetic unit for calculating a frequency value corresponding to a Y intercept when approximating the relationship between control data and frequency to a linear curve from the lowest frequency value and the carrier frequency value;
A subtracting unit for subtracting a value obtained by dividing a frequency value corresponding to the Y-intercept by a reference frequency value from control data proportional to the frequency division ratio;
A multiplier for multiplying a coefficient corresponding to a value obtained by dividing the reference frequency value by the conversion gain of the oscillation circuit;
A PLL circuit using the output of the multiplication unit as a control signal for the oscillation circuit.
請求項1または2に記載のPLL回路における最低周波数値を計測する最低周波数計測部と、
前記最低周波数値および搬送波周波数値から、制御データと周波数との関係を1次曲線へ近似する際のY切片に相当する周波数値を計算する演算部と、
分周比に比例した制御データから、前記Y切片に相当する周波数値を基準周波数値で除した値を減じる減算部と、
前記基準周波数値を前記発振回路の変換利得で除した値に相当する係数を乗じる乗算部と、
を含み、前記乗算部の出力を前記発振回路の制御信号に用いることを特徴とする、PLL回路。 A PLL circuit having an oscillation circuit controlled using a digital value,
A minimum frequency measuring unit for measuring a minimum frequency value in the PLL circuit according to claim 1;
An arithmetic unit for calculating a frequency value corresponding to a Y intercept when approximating the relationship between control data and frequency to a linear curve from the lowest frequency value and the carrier frequency value;
A subtracting unit for subtracting a value obtained by dividing a frequency value corresponding to the Y-intercept by a reference frequency value from control data proportional to the frequency division ratio;
A multiplier for multiplying a coefficient corresponding to a value obtained by dividing the reference frequency value by the conversion gain of the oscillation circuit;
A PLL circuit using the output of the multiplication unit as a control signal for the oscillation circuit.
搬送波周波数値を保持する搬送波周波数保持ステップと、
搬送波周波数値が、前記搬送波周波数保持ステップで保持した値から変化したことを検出する検出ステップと、
前記検出ステップで検出した前記搬送波周波数値の変化に同期して、前記発振回路を最低周波数で発振させるための制御信号を送信し、基準周波数の1周期内の前記発振回路の出力クロック数を計測する計測ステップと、
を含むことを特徴とする、周波数検出方法。 A frequency detection method in a PLL circuit having an oscillation circuit controlled using a digital value,
A carrier frequency holding step for holding a carrier frequency value;
A detecting step for detecting that the carrier frequency value has changed from the value held in the carrier frequency holding step;
In synchronization with the change in the carrier frequency detected in the detection step, a control signal for causing the oscillation circuit to oscillate at the lowest frequency is transmitted, and the number of output clocks of the oscillation circuit within one cycle of the reference frequency is measured. Measuring steps to
The frequency detection method characterized by including.
搬送波周波数値を保持する搬送波周波数保持ステップと、
搬送波周波数値が、前記搬送波周波数保持ステップで保持した値から変化したことを検出する検出ステップと、
前記検出ステップで検出した前記搬送波周波数値の変化に同期して、前記発振回路を最低周波数で発振させるための制御信号を送信し、基準周波数のクロック数を計測する第1の計測ステップと、
前記第1の計測ステップで計測する前記基準周波数のクロック数を設定する設定ステップと、
前記第1の計測ステップで計測したクロック数と等価な基準周波数周期内の前記発振回路の出力クロック数を計測する第2の計測ステップと、
前記第1の計測ステップで計測したクロック数と等価な基準周波数周期内の前記第2の計測ステップで計測した前記発振回路の出力クロック数を、前記第1の計測ステップで計測したクロック数で平均化する平均ステップと、
を含むことを特徴とする、周波数検出方法。 A frequency detection method in a PLL circuit having an oscillation circuit controlled using a digital value,
A carrier frequency holding step for holding a carrier frequency value;
A detecting step for detecting that the carrier frequency value has changed from the value held in the carrier frequency holding step;
A first measurement step of transmitting a control signal for causing the oscillation circuit to oscillate at a minimum frequency in synchronization with a change in the carrier frequency value detected in the detection step, and measuring the number of clocks of a reference frequency;
A setting step for setting the number of clocks of the reference frequency measured in the first measurement step;
A second measuring step of measuring the number of output clocks of the oscillation circuit within a reference frequency period equivalent to the number of clocks measured in the first measuring step;
The number of output clocks of the oscillation circuit measured in the second measurement step within a reference frequency period equivalent to the number of clocks measured in the first measurement step is averaged with the number of clocks measured in the first measurement step. The average step to
The frequency detection method characterized by including.
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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