JP2010166605A - Frequency synthesizer - Google Patents

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  • Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a frequency synthesizer capable of preventing the generation of a frequency shift on the occurrence of changes in the level of an input to an A-D converter by preventing phase-locked loop (PLL) control from not properly being operated. <P>SOLUTION: The frequency synthesizer includes a carrier remove 16, an inverse rotational vector multiplier 17, a phase time difference detector 18, an adder 19, a phase difference accumulator 20, a loop filter 21, a parameter output part 25, an amplitude information detector 26, a filter 27, and a multiplier 28 configured of a field programmable gate array (FPGA). An unlock detection means monitors a value of amplitude information detected by the amplitude information detector 26. When the value lies within a proper range, a lock (synthesization) processing is performed under PLL control and when the value is off the proper range, an unlock state in PLL control is detected, thereby performing alarm detection in accordance with the unlock detection. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、所望の周波数の発振出力が得られる周波数シンセサイザに係り、特に、AD(アナログ・デジタル)変換器への入力レベルが変化したときに、PLL(Phase Locked Loop)制御が正常に動作しない状況を防止して周波数ずれの発生を防止できる周波数シンセサイザに関する。   The present invention relates to a frequency synthesizer that can obtain an oscillation output of a desired frequency, and in particular, when an input level to an AD (analog / digital) converter changes, PLL (Phase Locked Loop) control does not operate normally. The present invention relates to a frequency synthesizer that can prevent the occurrence of frequency deviation by preventing the situation.

従来の周波数シンセサイザについて図4を参照しながら説明する。図4は、従来の周波数シンセサイザの構成ブロック図である。
従来の周波数シンセサイザは、図4に示すように、VCO(Voltage Controlled Oscillator:電圧制御発振器)1と、分周器2と、基準発振回路3と、A/D(Analogue/Digital)変換器4と、位相比較器5と、デジタルフィルタ6と、D/A(Digital/Analogue)変換器7と、アナログフィルタ8とを備えている。
A conventional frequency synthesizer will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a configuration block diagram of a conventional frequency synthesizer.
As shown in FIG. 4, a conventional frequency synthesizer includes a VCO (Voltage Controlled Oscillator) 1, a frequency divider 2, a reference oscillation circuit 3, an A / D (Analogue / Digital) converter 4, , A phase comparator 5, a digital filter 6, a D / A (Digital / Analogue) converter 7, and an analog filter 8.

VCO1は、アナログフィルタ8からの入力を制御電圧として、所望の周波数Fout を発振する電圧制御発振器である。
分周器2は、VCO1で生成される発振周波数Fout を1/Nに分周し、A/D変換器3に出力する。
基準発振回路3は、基準信号(基準クロック)Fref を発振する。
The VCO 1 is a voltage controlled oscillator that oscillates at a desired frequency Fout using the input from the analog filter 8 as a control voltage.
The frequency divider 2 divides the oscillation frequency Fout generated by the VCO 1 by 1 / N and outputs it to the A / D converter 3.
The reference oscillation circuit 3 oscillates a reference signal (reference clock) Fref.

A/D変換器4は、基準発振回路3から提供される基準クロックに従い、分周器2からのアナログ信号をデジタル信号に変換する。
位相比較器5は、A/D変換器4でデジタル変換された周波数と基準発振回路3からの基準信号の位相を比較し、位相差信号を出力する。
デジタルフィルタ6は、位相比較器5からの位相差信号をフィルタリングする。
The A / D converter 4 converts the analog signal from the frequency divider 2 into a digital signal according to the reference clock provided from the reference oscillation circuit 3.
The phase comparator 5 compares the frequency digitally converted by the A / D converter 4 with the phase of the reference signal from the reference oscillation circuit 3, and outputs a phase difference signal.
The digital filter 6 filters the phase difference signal from the phase comparator 5.

D/A変換器7は、基準発振回路3から提供される基準クロックに従い、デジタルフィルタ6からのデジタル信号をアナログ信号に変換する。
アナログフィルタ8は、D/A変換器7からのアナログ信号を平滑化してノイズ成分を除去し、VCO1に制御電圧として出力するループフィルタである。
The D / A converter 7 converts the digital signal from the digital filter 6 into an analog signal according to the reference clock provided from the reference oscillation circuit 3.
The analog filter 8 is a loop filter that smoothes the analog signal from the D / A converter 7 to remove a noise component and outputs the smoothed signal to the VCO 1 as a control voltage.

尚、特開平5−22131号公報には、PLL周波数シンセサイザにおいて、PLLの第1の値と第2の値を監視し、Lock状態を検出するPLL回路のロック検出回路が記載されている(特許文献1参照)。   Japanese Patent Laid-Open No. 5-22131 describes a lock detection circuit of a PLL circuit that monitors a first value and a second value of a PLL and detects a lock state in a PLL frequency synthesizer (patent) Reference 1).

また、特開平7−201137号公報には、PLL位相同期ループにおいて、VCOのAD値のカウントを監視し、ロック状態又はノンロック状態を検出する位相同期ループのロック検出方法及びロック検出装置が記載されている(特許文献2参照)。   Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-2011137 describes a lock detection method and a lock detection device for a phase locked loop that monitors the AD value count of a VCO and detects a locked state or a non-locked state in a PLL phase locked loop. (See Patent Document 2).

特開平5−22131号公報JP-A-5-22131 特開平7−201137号公報Japanese Patent Laid-Open No. 7-2011137

しかしながら、上記従来の周波数シンセサイザでは、A/D変換器への入力レベルが大きく変化したときに、位相比較器におけるPLL制御が正常に動作しないことがあり、結果として、周波数ずれが発生するという問題点があった。   However, in the above conventional frequency synthesizer, when the input level to the A / D converter changes greatly, the PLL control in the phase comparator may not operate normally, and as a result, a frequency shift occurs. There was a point.

具体的には、図3に示すように、ADC(A/D変換器)への入力レベルが信号の振幅を0からP(Peak)までを、基準で4134ステップとしたときに、周波数誤差は0Hzであり、入力レベルが90%、80%で周波数誤差がマイナスに大きくなり、また、入力レベルが110%、120%で周波数誤差がプラスに大きくなっている。   Specifically, as shown in FIG. 3, when the input level to the ADC (A / D converter) is a signal amplitude ranging from 0 to P (Peak) with 4134 steps as a reference, the frequency error is When the input level is 90% and 80%, the frequency error is negatively increased, and when the input level is 110% and 120%, the frequency error is positively increased.

このように、ADCへの入力レベルが基準値に対して大きく変動してしまうと、周波数誤差が大きくなる問題が発生してしまう。   Thus, if the input level to the ADC fluctuates greatly with respect to the reference value, there arises a problem that the frequency error becomes large.

また、上記特許文献1では、PLL回路が実際にロックが外れる前からロックが外れたという情報を出力するものであるが、デジタルの位相比較器においてA/D変換器への入力レベルの変化に対して周波数ずれの発生を防止するものではない。   In Patent Document 1, information indicating that the PLL circuit has been unlocked before the lock is actually released is output. However, in the digital phase comparator, the input level to the A / D converter is changed. On the other hand, it does not prevent the occurrence of frequency deviation.

また、上記特許文献2では、位相同期ループで再生されるクロックに基づいたサンプリングクロックに同期して再生信号をデジタル信号に変換し、クロックパターンに対応したサンプリング値のうちのクロックパターンのエッジ近傍の少なくとも2つのサンプル値を比較し、同じ比較結果の回数をカウントし、回数が所定のしきい値以上であるときにロック状態を検出し、ロック状態で比較結果が反転した後に、同じ比較結果の回数が所定のしきい値以上のときノンロック状態と検出するものであるが、比較対対象が遅延させた入力信号であり、この先行技術も、A/D変換器への入力レベルの変化に対する周波数ずれを防止するものとはなっていない。   In Patent Document 2, a reproduction signal is converted into a digital signal in synchronization with a sampling clock based on a clock reproduced in a phase-locked loop, and the vicinity of the edge of the clock pattern in the sampling value corresponding to the clock pattern is converted. Compare at least two sample values, count the number of the same comparison results, detect the lock state when the number is equal to or greater than a predetermined threshold, and after the comparison result is inverted in the lock state, A non-lock state is detected when the number of times is equal to or greater than a predetermined threshold, but the comparison target is a delayed input signal. This prior art is also used for a change in the input level to the A / D converter. It does not prevent frequency shift.

本発明は上記実状に鑑みて為されたもので、A/D変換器への入力レベルが変化したときに、PLL制御が正常に動作しない状況を防止して周波数ずれの発生を防止できる周波数シンセサイザを提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and when the input level to the A / D converter changes, a frequency synthesizer capable of preventing the occurrence of frequency deviation by preventing the situation where the PLL control does not operate normally. The purpose is to provide.

上記従来例の問題点を解決するための本発明は、周波数シンセサイザにおいて、入力される制御電圧に応じて周波数信号を発振する電圧制御発振器と、該周波数信号を分周する分周器と、該分周された信号をアナログ/デジタル変換するAD変換器と、該アナログ/デジタル変換された信号と正弦波信号との位相を比較して位相差を検出し、当該位相差に応じた位相差信号を出力する位相比較部と、位相差信号における高周波成分のノイズを除去するループフィルタと、該ノイズが除去された位相差信号をデジタル/アナログ変換するDA変換器とを備え、位相比較部は、自動利得制御回路として、AD変換器の後段に乗算器と、該乗算器のゲインを制御するための振幅情報を検出する振幅情報検出部とを備え、振幅情報の値を監視し、当該値が特定の範囲となった場合に、アンロックを検出するアンロック検出手段と、アンロック検出によりアラーム検出を行う手段とを有することを特徴とする。 The present invention for solving the problems of the above conventional example is a frequency synthesizer, a voltage controlled oscillator that oscillates a frequency signal according to an input control voltage, a frequency divider that divides the frequency signal, An AD converter for analog / digital conversion of the frequency-divided signal, a phase difference signal corresponding to the phase difference detected by comparing the phase of the analog / digital converted signal and the sine wave signal A phase comparison unit that outputs high-frequency component noise in the phase difference signal, and a DA converter that performs digital / analog conversion on the phase difference signal from which the noise has been removed. as an automatic gain control circuit comprises a multiplier in the subsequent stage of the AD converter, and the amplitude information detector that detects amplitude information for controlling the gain of the multiplier, to monitor the values of the amplitude information, the There when it becomes a specific range and the unlock detection means for detecting the unlocked, characterized in that it has a means for performing the alarm detected by an unlock detection.

本発明は、上記周波数シンセサイザにおいて、アラーム検出として、アラーム音を出力することを特徴とする。 The present invention is characterized in that the frequency synthesizer outputs an alarm sound as an alarm detection .

本発明は、上記周波数シンセサイザにおいて、アラーム検出として、アラーム表示を出力することを特徴とする。 The present invention is characterized in that the frequency synthesizer outputs an alarm display as an alarm detection .

本発明によれば、入力される制御電圧に応じて周波数信号を発振する電圧制御発振器と、該周波数信号を分周する分周器と、該分周された信号をアナログ/デジタル変換するAD変換器と、該アナログ/デジタル変換された信号と正弦波信号との位相を比較して位相差を検出し、当該位相差に応じた位相差信号を出力する位相比較部と、位相差信号における高周波成分のノイズを除去するループフィルタと、該ノイズが除去された位相差信号をデジタル/アナログ変換するDA変換器とを備え、位相比較部は、自動利得制御回路として、AD変換器の後段に乗算器と、該乗算器のゲインを制御するための振幅情報を検出する振幅情報検出部とを備え、振幅情報の値を監視し、当該値が特定の範囲となった場合に、アンロックを検出するアンロック検出手段と、アンロック検出によりアラーム検出を行う手段とを有する周波数シンセサイザとしているので、自動利得制御を働かせて周波数精度を上げると共に、自動利得制御が正常に働かない範囲となった場合はアンロック検出を行ってアラーム検出するので、周波数ずれの発生を防止できる効果がある。 According to the present invention, a voltage-controlled oscillator that oscillates a frequency signal according to an input control voltage, a frequency divider that divides the frequency signal, and AD conversion that performs analog / digital conversion on the frequency-divided signal A phase comparator for comparing the phase of the analog / digital converted signal and the sine wave signal to detect a phase difference and outputting a phase difference signal corresponding to the phase difference, and a high frequency in the phase difference signal A loop filter for removing component noise and a DA converter for digital / analog conversion of the phase difference signal from which the noise has been removed are provided, and the phase comparison unit multiplies the subsequent stage of the AD converter as an automatic gain control circuit. and vessels, and a amplitude information detector that detects amplitude information for controlling the gain of the multiplier, when monitoring the value of the amplitude information, the value becomes a specific range, the unlock Anro to detect A click detecting unit, since the frequency synthesizer and means for performing an alarm detected by an unlock detection, together with increasing the frequency accuracy exercising automatic gain control, Ann if automatic gain control becomes a range not operate properly Since an alarm is detected by performing lock detection, there is an effect of preventing occurrence of a frequency shift.

本発明の実施の形態に係る周波数シンセサイザの構成ブロック図である。1 is a configuration block diagram of a frequency synthesizer according to an embodiment of the present invention. 従来の周波数シンセサイザの構成ブロック図である。It is a block diagram of a conventional frequency synthesizer. ADCの入力レベルと周波数誤差を示す図である。It is a figure which shows the input level and frequency error of ADC.

[発明の概要]
本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
本発明の実施の形態に係る周波数シンセサイザは、AD変換器からの出力が一定となるよう自動利得制御回路(AGC回路)を設け、AD変換器への入力レベルをAGC回路への補正値で判定し、当該補正値が適正範囲内であれば、AGC回路によってAD変換器の出力段での利得(ゲイン)を制御しつつ、PLL制御におけるロック(同期)処理を行い、当該値が適正範囲外であれば、PLL制御におけるアンロックを検出するようにしたものであり、周波数ずれを防止できるものである。
[Summary of Invention]
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
The frequency synthesizer according to the embodiment of the present invention is provided with an automatic gain control circuit (AGC circuit) so that the output from the AD converter becomes constant, and the input level to the AD converter is determined by the correction value to the AGC circuit. If the correction value is within the proper range, the AGC circuit controls the gain (gain) at the output stage of the AD converter while performing the lock (synchronization) processing in the PLL control, and the value is out of the proper range. If so, an unlock in the PLL control is detected, and a frequency shift can be prevented.

[実施の形態の構成:図1]
本発明の実施の形態に係る周波数シンセサイザについて図1を参照しながら説明する。図1は、本発明の実施の形態に係る周波数シンセサイザの構成ブロック図である。
本発明の実施の形態に係る周波数シンセサイザ(本周波数シンセサイザ)は、図1に示すように、VCO11と、分周器(NN)12と、LPF(Low Pass Filter)13と、AD変換器(A/D)14と、基準クロック発生部15と、DA変換器(D/A)22と、電圧出力部23と、加算器24と、FPGA(Field Programmable Gate Array)で構成される部分として、キャリアリムーブ16と、逆回転ベクトル乗算部17と、位相の時間差検出部18と、加算器19と、位相差の累積加算部20と、ループフィルタ21と、パラメータ出力部25と、振幅情報検出部26と、フィルタ27と、乗算器28とを備えている。
ここで、振幅情報検出部26、フィルタ27、乗算器28で自動利得制御回路(AGC回路)を構成している。
[Configuration of Embodiment: FIG. 1]
A frequency synthesizer according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a configuration block diagram of a frequency synthesizer according to an embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 1, a frequency synthesizer according to an embodiment of the present invention includes a VCO 11, a frequency divider (NN) 12, an LPF (Low Pass Filter) 13, an AD converter (A / D) 14, a reference clock generator 15, a DA converter (D / A) 22, a voltage output unit 23, an adder 24, and a field programmable gate array (FPGA). Remove 16, reverse rotation vector multiplication unit 17, phase time difference detection unit 18, adder 19, phase difference cumulative addition unit 20, loop filter 21, parameter output unit 25, and amplitude information detection unit 26 A filter 27 and a multiplier 28.
Here, the amplitude information detection unit 26, the filter 27, and the multiplier 28 constitute an automatic gain control circuit (AGC circuit).

VCO11は、加算器24からの入力を制御電圧として、所望の周波数(450MHz〜1000MHz)を発振する電圧制御発振器である。
分周器(NN)12は、VCO11の出力を外部から入力される分周値(NN)に基づき、1/NNに分周してLPF13に出力する。
The VCO 11 is a voltage controlled oscillator that oscillates at a desired frequency (450 MHz to 1000 MHz) using the input from the adder 24 as a control voltage.
The frequency divider (NN) 12 divides the output of the VCO 11 into 1 / NN based on the frequency division value (NN) input from the outside, and outputs it to the LPF 13.

LPF13は、分周器12で分周された信号について低域の周波数を通過させるフィルタである。
AD変換器14は、LPF13からの信号を、基準クロック発生部15からの40MHz(fs )のクロックでサンプリングすることによりアナログからデジタルに変換し、FPGAのキャリアリムーブ16に出力する。
The LPF 13 is a filter that allows a low frequency to pass through the signal divided by the frequency divider 12.
The AD converter 14 samples the signal from the LPF 13 with a 40 MHz (fs) clock from the reference clock generator 15 to convert the signal from analog to digital, and outputs it to the carrier remove 16 of the FPGA.

DA変換器22は、FPGAで調整制御された制御信号をデジタルからアナログに変換するものである。DA変換器22からの信号電圧は、0〜0.85Vとなる。   The DA converter 22 converts the control signal adjusted and controlled by the FPGA from digital to analog. The signal voltage from the DA converter 22 is 0 to 0.85V.

電圧出力部23は、パラメータ出力部25からの電圧値に基づいて電圧を出力するものであり、出力電圧が例えば時間の経過と共に直線的に所定の電圧まで上昇するよう構成されている。
加算器24は、電圧出力部23から出力される電圧を、DA変換器22から出力される制御信号で補正して、VCO11への制御電圧として出力するものである。
The voltage output unit 23 outputs a voltage based on the voltage value from the parameter output unit 25, and is configured such that the output voltage rises linearly to a predetermined voltage over time, for example.
The adder 24 corrects the voltage output from the voltage output unit 23 with the control signal output from the DA converter 22 and outputs the corrected voltage as a control voltage to the VCO 11.

FPGAの基本的機能は、所望の出力周波数(設定周波数)での回転ベクトルと、AD変換器14からの信号の回転ベクトルとを比較して位相差を検出し、当該位相差に基づいてVCO11の発振周波数を制御する制御信号を生成するものである。   The basic function of the FPGA is to detect a phase difference by comparing a rotation vector at a desired output frequency (set frequency) with a rotation vector of a signal from the AD converter 14, and based on the phase difference, the VCO 11 A control signal for controlling the oscillation frequency is generated.

キャリアリムーブ16は、AD変換器14からのデジタル信号により特定される正弦波信号に対して4MHzの正弦波信号を用いて直交検波を行い、AD変換器14のデジタル信号により特定される周波数信号の周波数と、検波に用いる正弦波信号の周波数との差の周波数で回転する回転ベクトルVを取り出す手段である。   The carrier remove 16 performs quadrature detection using a 4 MHz sine wave signal on the sine wave signal specified by the digital signal from the AD converter 14, and generates a frequency signal specified by the digital signal of the AD converter 14. This is means for extracting a rotation vector V that rotates at a frequency that is the difference between the frequency and the frequency of the sine wave signal used for detection.

逆回転ベクトル乗算部17は、回転ベクトルVに対して、パラメータ出力部25から出力された逆回転ベクトルV′を乗算するものである。
位相の時間差検出部18は、逆回転ベクトル乗算部17において減速された回転ベクトルVに基づいて、サンプリング時間毎の位相差を検出する。この位相差は、減速された回転ベクトルVの周波数に対応する値となる。また、位相の時間差検出部18は、当該位相差がゼロになると、PLLにおけるロックを検出し、ロック検出信号を外部に出力する。
The reverse rotation vector multiplication unit 17 multiplies the rotation vector V by the reverse rotation vector V ′ output from the parameter output unit 25.
The phase time difference detector 18 detects a phase difference for each sampling time based on the rotation vector V decelerated in the reverse rotation vector multiplier 17. This phase difference becomes a value corresponding to the frequency of the decelerated rotation vector V. Further, when the phase difference becomes zero, the phase time difference detection unit 18 detects a lock in the PLL and outputs a lock detection signal to the outside.

加算器19は、位相の時間差検出部18の出力から、予め計算で求めた所望の発振周波数に近づけるための微調整周波数の値を差し引いて位相差を出力する。
位相差の累積加算部20は、加算器19からの出力を一定時間累積加算して出力するものである。位相差の累積加算部20は、フィルタによって構成され、ダンピングを最適値に設定している。
尚、キャリアリムーブ16、逆回転ベクトル乗算部17、位相の時間差検出部18、加算器19、位相差の累積加算部20及びパラメータ出力部25は、請求項に記載した位相比較部に相当している。
The adder 19 subtracts the value of the fine adjustment frequency for approaching the desired oscillation frequency obtained in advance from the output of the phase time difference detector 18 and outputs the phase difference.
The phase difference accumulator 20 accumulates and outputs the output from the adder 19 for a predetermined time. The phase difference accumulating unit 20 includes a filter, and sets damping to an optimum value.
The carrier remove 16, the reverse rotation vector multiplication unit 17, the phase time difference detection unit 18, the adder 19, the phase difference cumulative addition unit 20, and the parameter output unit 25 correspond to the phase comparison unit described in the claims. Yes.

ループフィルタ21は、位相差の累積加算部20からの累積加算値に基づいて、VCO11を制御するデータを生成して制御信号として出力するものである。ループフィルタ21の制御を累積加算値に基づいて行うのは、ループフィルタ21の出力を安定させるためである。   The loop filter 21 generates data for controlling the VCO 11 based on the cumulative addition value from the phase difference cumulative addition unit 20 and outputs the data as a control signal. The reason why the loop filter 21 is controlled based on the cumulative addition value is to stabilize the output of the loop filter 21.

パラメータ出力部25は、入力された周波数設定情報(所望の発振周波数の情報)に基づいて、当該周波数がVCO11の出力として得られるよう、周波数パラメータとして、分周値(NN)、逆回転ベクトル乗算部17への逆回転ベクトルV′、加算器19への微調整周波数、及び電圧出力部23への電圧値を計算し、更に計算されたタイミングで上記パラメータ等を出力する。逆回転ベクトルV′は、回転ベクトルV及び周波数設定情報に基づいて算出される。パラメータ出力部25は、各種パラメータを予めテーブル等に記憶しておいて読み出してもよい。   The parameter output unit 25 multiplies a frequency division value (NN) and a reverse rotation vector as frequency parameters so that the frequency is obtained as an output of the VCO 11 based on the input frequency setting information (information on a desired oscillation frequency). The reverse rotation vector V ′ to the unit 17, the fine adjustment frequency to the adder 19, and the voltage value to the voltage output unit 23 are calculated, and the above parameters and the like are output at the calculated timing. The reverse rotation vector V ′ is calculated based on the rotation vector V and the frequency setting information. The parameter output unit 25 may read various parameters in advance in a table or the like.

振幅情報検出部26は、逆回転ベクトル乗算部17からの出力を入力し、回転ベクトルの実部Iと虚部Qを、I2 +Q2 の演算を行い、その演算結果(振幅情報)から求められるAGCの補正値をフィルタ27に出力する。振幅情報に基づいて、AGC回路における補正値が得られるものである。 The amplitude information detection unit 26 receives the output from the reverse rotation vector multiplication unit 17, calculates the real part I and the imaginary part Q of the rotation vector by calculating I 2 + Q 2 , and obtains the result from the calculation result (amplitude information). The corrected AGC value is output to the filter 27. Based on the amplitude information, a correction value in the AGC circuit is obtained.

更に、振幅情報検出部26は、制御できる入力振幅範囲が決まっており、内部にアンロック検出手段を設け、更に閾値(PLL制御が正常に動作しなくなる振幅情報の値)が設定されていて、アンロック検出手段が、入力振幅の値が当該閾値を超えたか否かを判定し、超えた場合に、アンロック検出信号を検出出力し、同期させないアンロック処理を行うものである。
尚、振幅情報の値でアンロック検出を行うようにしたが、振幅情報を元に得られるAGCの補正値でアンロック検出を行うようにしてもよい。
Further, the amplitude information detecting unit 26 has a controllable input amplitude range, an unlock detecting means is provided inside, and a threshold value (a value of amplitude information at which PLL control does not operate normally) is set. The unlock detection means determines whether or not the value of the input amplitude exceeds the threshold value, and when it exceeds, detects and outputs an unlock detection signal, and performs an unlock process that does not synchronize.
Although the unlock detection is performed using the amplitude information value, the unlock detection may be performed using an AGC correction value obtained based on the amplitude information.

フィルタ27は、振幅情報検出部26で求めた振幅情報に対して適正な自動利得制御となるような特性で利得を乗算器28に出力する。
乗算器28は、AD変換器14からの出力にフィルタ27からの出力(利得)を乗算してキャリアリムーブ16に出力する。この乗算器28における利得の乗算は、振幅情報が常に一定となるよう調整されるものである。
The filter 27 outputs the gain to the multiplier 28 with a characteristic that allows appropriate automatic gain control with respect to the amplitude information obtained by the amplitude information detector 26.
The multiplier 28 multiplies the output (gain) from the filter 27 by the output from the AD converter 14 and outputs the result to the carrier remove 16. The multiplication of the gain in the multiplier 28 is adjusted so that the amplitude information is always constant.

次に、本周波数シンセサイザにおける特徴部分を具体的に説明する。
本周波数シンセサイザでは、図示していないが、振幅情報検出部26内のアンロック検出手段が、振幅情報の値を監視し、それらの値が特定の範囲の値(予め設定した範囲の値=PLL制御が正常に動作しない範囲の値)となるか否かを判定し、特定の範囲の値となると、アンロックとして検出する。
当該アンロック検出手段は、振幅情報検出部26内に設けてもよいが、FPGA内に独立して設けてもよく、また、FPGA内の他の制御回路内に設けるようにしてもよい。
Next, the characteristic part in this frequency synthesizer is demonstrated concretely.
In this frequency synthesizer, although not shown, the unlock detection means in the amplitude information detection unit 26 monitors the value of the amplitude information, and these values are values in a specific range (preset range value = PLL). It is determined whether or not the value is within a range in which control does not operate normally. When the value is within a specific range, it is detected as unlocked.
The unlock detection means may be provided in the amplitude information detection unit 26, but may be provided independently in the FPGA, or may be provided in another control circuit in the FPGA.

このように、本周波数シンセサイザでは、AD変換器14への入力レベルが変動した場合、アンロック検出手段が、AD変換器14への入力レベルについてPLL制御が正常に動作しない範囲のものであるか否かを、振幅情報検出部26で得られた振幅情報の値によって判定し、PLL制御が正常に動作しない範囲のものであるときには、アンロック検出する。   Thus, in this frequency synthesizer, if the input level to the AD converter 14 fluctuates, is the unlock detection means within the range where the PLL control does not operate normally for the input level to the AD converter 14? Is determined based on the value of the amplitude information obtained by the amplitude information detection unit 26, and unlock detection is performed when the PLL control is within a range where the PLL control does not operate normally.

本周波数シンセサイザにおいて、例えば、振幅情報検出部26で得られた振幅情報の値からフィルタ27に入力される値の最大値又は最小値を監視し、その最大値がPLL制御を正常に動作させない第1の特定値以上となった場合、また、その最小値がPLL制御を正常に動作させない第2の特定値以下となった場合には、アンロックを検出するものである。   In this frequency synthesizer, for example, the maximum value or the minimum value of the value input to the filter 27 is monitored from the value of the amplitude information obtained by the amplitude information detection unit 26, and the maximum value does not cause the PLL control to operate normally. When the value is equal to or greater than a specific value of 1, or when the minimum value is equal to or less than a second specific value that does not cause the PLL control to operate normally, unlock is detected.

つまり、AD変換器14の出力信号レベルについて、予め設定した範囲(PLL制御を正常に動作させない範囲)のレベルであるときに、本周波数シンセサイザにおいては、アンロックとして検出し、アラーム検出(アラーム音、アラーム表示を出力)してもよい。   That is, when the output signal level of the AD converter 14 is in a preset range (a range in which the PLL control is not normally operated), the frequency synthesizer detects that the signal is unlocked and detects an alarm (alarm sound). An alarm display may be output).

本周波数シンセサイザによれば、AD変換器14への入力レベルがPLL制御の正常動作の範囲を超えた場合に、アンロック検出を行い、周波数ずれの発生を防止できる効果がある。   According to this frequency synthesizer, when the input level to the AD converter 14 exceeds the normal operation range of the PLL control, unlock detection is performed, and the occurrence of frequency deviation can be prevented.

本発明は、A/D変換器への入力レベルが変化したときに、PLL制御が正常に動作しない状況を防止して周波数ずれの発生を防止できる周波数シンセサイザに好適である。   The present invention is suitable for a frequency synthesizer that can prevent occurrence of frequency deviation by preventing a situation in which PLL control does not operate normally when the input level to the A / D converter changes.

1…VCO、 2…分周器、 3…基準発振回路、 4…A/D変換器、 5…位相比較器、 6…デジタルフィルタ、 7…D/A変換器、 8…アナログフィルタ、 11…VCO、 12…分周器、 13…LPF、 14…AD変換器、 15…基準クロック発生部、 16…キャリアリムーブ、 17…逆回転ベクトル乗算部、 18…位相の時間差検出部、 19…加算器、 20…位相差の累積加算部、 21…ループフィルタ、 22…DA変換器、 23…電圧出力部、 24…加算器、 25…パラメータ出力部、 26…振幅情報検出部、 27…フィルタ、 28…乗算器   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... VCO, 2 ... Frequency divider, 3 ... Reference oscillation circuit, 4 ... A / D converter, 5 ... Phase comparator, 6 ... Digital filter, 7 ... D / A converter, 8 ... Analog filter, 11 ... VCO, 12 ... frequency divider, 13 ... LPF, 14 ... AD converter, 15 ... reference clock generator, 16 ... carrier remover, 17 ... reverse rotation vector multiplier, 18 ... phase time difference detector, 19 ... adder 20 ... Phase difference cumulative addition unit, 21 ... Loop filter, 22 ... DA converter, 23 ... Voltage output unit, 24 ... Adder, 25 ... Parameter output unit, 26 ... Amplitude information detection unit, 27 ... Filter, 28 ... multiplier

Claims (3)

入力される制御電圧に応じて周波数信号を発振する電圧制御発振器と、
該周波数信号を分周する分周器と、
該分周された信号をアナログ/デジタル変換するAD変換器と、
該アナログ/デジタル変換された信号と正弦波信号との位相を比較して位相差を検出し、当該位相差に応じた位相差信号を出力する位相比較部と、
前記位相差信号における高周波成分のノイズを除去するループフィルタと、
該ノイズが除去された位相差信号をデジタル/アナログ変換するDA変換器とを備え、
前記位相比較部は、自動利得制御回路として、前記AD変換器の後段に乗算器と、該乗算器のゲインを制御するための振幅情報を検出する振幅情報検出部とを備え、前記振幅情報の値を監視し、当該値が特定の範囲となった場合に、アンロックを検出するアンロック検出手段と、前記アンロック検出によりアラーム検出を行う手段とを有することを特徴とする周波数シンセサイザ。
A voltage controlled oscillator that oscillates a frequency signal according to the input control voltage; and
A frequency divider for dividing the frequency signal;
An AD converter for analog / digital conversion of the divided signal;
A phase comparator that detects a phase difference by comparing phases of the analog / digital converted signal and the sine wave signal and outputs a phase difference signal corresponding to the phase difference;
A loop filter for removing high-frequency noise in the phase difference signal;
A DA converter for digital / analog conversion of the phase difference signal from which the noise has been removed,
The phase comparator includes, as an automatic gain control circuit comprises a multiplier in the subsequent stage of the AD converter, and the amplitude information detector that detects amplitude information for controlling the gain of the multiplier, the amplitude information A frequency synthesizer comprising: an unlock detection means for monitoring an unlock value when the value falls within a specific range; and a means for detecting an alarm by detecting the unlock .
アラーム検出として、アラーム音を出力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。  The frequency synthesizer according to claim 1, wherein an alarm sound is output as the alarm detection. アラーム検出として、アラーム表示を出力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. The frequency synthesizer according to claim 1, wherein an alarm display is output as alarm detection.
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