JP2011014961A - Pll device and method of evading unneeded frequency - Google Patents

Pll device and method of evading unneeded frequency Download PDF

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

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To evade the influence of an unneeded frequency without affecting a radio performance in a PLL device.SOLUTION: The PLL device includes voltage controlled oscillators 3 and 4, a phase comparator 1 for comparing both phases of first signals based on reference signals and second signals based on the output signals of the voltage controlled oscillators and for outputting phase difference signals indicating a phase difference, and a loop filter 2 for applying a control voltage for synchronizing both phases to the voltage controlled oscillators on the basis of the phase difference signals, wherein the PLL device obtains a prescribed target frequency. The PLL device is provided with: a reference frequency change means 5 for changing the frequency of the reference signals in order to turn the unneeded frequency to the one out of a prescribed frequency range centering on the target frequency when the unneeded frequency is present within the frequency range; and a frequency dividing ratio change means 5 for changing a frequency dividing ratio when generating the first signals or the second signals so as to maintain the output of the target frequency regardless of the change of the frequency of the reference signals.

Description

本発明は、位相同期により所定の周波数の信号を得るPLL装置、及び該PLL装置における不要周波数回避方法に関する。   The present invention relates to a PLL device that obtains a signal of a predetermined frequency by phase synchronization, and an unnecessary frequency avoidance method in the PLL device.

一般に、PLL(位相同期回路)シンセサイザ回路において、位相同期の基準となる基準信号を得るために、温度補償型水晶発振器(以下、「TCXO」という。)が用いられる。しかしながら、TCXOの出力には高調波等に起因して意図しない周波数で発振することにより生じる不要周波数成分(ビート周波数)が含まれる。したがって、PLL装置から出力される周波数に基づいて送受信周波数を決定し、送受信を行う場合、上記不要周波数成分に対応するスプリアス周波数が送信周波数又は受信周波数の近傍に出現し、送受信信号の品質に悪影響を及ぼすおそれがある。そこで、スプリアス周波数が送受信周波数に近い場合には、従来、TCXOの発振周波数をずらすこと(クロックシフト)により、スプリアス周波数を送受信周波数から遠ざけて、スプリアス周波数による悪影響を防止するようにしている。   In general, in a PLL (phase synchronization circuit) synthesizer circuit, a temperature compensated crystal oscillator (hereinafter referred to as “TCXO”) is used to obtain a reference signal that is a reference for phase synchronization. However, the output of the TCXO includes an unnecessary frequency component (beat frequency) generated by oscillating at an unintended frequency due to harmonics or the like. Therefore, when the transmission / reception frequency is determined based on the frequency output from the PLL device and transmission / reception is performed, the spurious frequency corresponding to the unnecessary frequency component appears in the vicinity of the transmission frequency or the reception frequency, which adversely affects the quality of the transmission / reception signal. May cause effects. Therefore, when the spurious frequency is close to the transmission / reception frequency, conventionally, the spurious frequency is kept away from the transmission / reception frequency by shifting the oscillation frequency of the TCXO (clock shift), thereby preventing the adverse effect of the spurious frequency.

このように基準周波数をシフトしてスプリアス周波数の影響を回避する技術としては、たとえば、特許文献1に記載されたものが知られている。この技術においては、基準信号発生回路における補正容量としてバリキャップダイオードを使用し、バリキャップダイオードに印加するVT電圧を変更することによって、基準周波数をシフトするようにしている。   As a technique for shifting the reference frequency and avoiding the influence of the spurious frequency in this way, for example, one described in Patent Document 1 is known. In this technique, a varicap diode is used as a correction capacitor in the reference signal generation circuit, and the reference frequency is shifted by changing the VT voltage applied to the varicap diode.

一方、スプリアス周波数の影響を回避する別の技術として、基準信号に含まれる不要交流信号成分と振幅が同一で位相が逆相のレプリカ信号を生成し、該レプリカ信号によって不要交流信号成分を相殺し、除去するようにしたものも知られている(たとえば、特許文献2参照)。   On the other hand, as another technique for avoiding the effect of spurious frequencies, a replica signal having the same amplitude and opposite phase as the unnecessary AC signal component included in the reference signal is generated, and the unnecessary AC signal component is canceled by the replica signal. Also known are those which are removed (see, for example, Patent Document 2).

また、不要周波数成分を作り出す発振素子やPLL−IC等をシールドカバーで囲んで遮蔽し、外部回路とのカップリングを行うようにした技術も知られている。   In addition, a technique is also known in which an oscillating element that generates an unnecessary frequency component, a PLL-IC, or the like is surrounded by a shield cover to be coupled with an external circuit.

特開2006−042054号公報JP 2006-040554 A 特開2007−228444号公報JP 2007-228444 A

しかしながら、上述の基準信号発生回路におけるバリキャップのVT電圧を変更して基準周波数をシフトする技術によれば、基準周波数のシフトによって送信周波数や受信系のヘテロダイン周波数も大きくずれてしまうので、周波数安定度を要求される無線機に適用した場合には、無視することのできない悪影響を無線性能に与える。   However, according to the technique of shifting the reference frequency by changing the VT voltage of the varicap in the above-described reference signal generation circuit, the transmission frequency and the heterodyne frequency of the reception system are also greatly shifted due to the shift of the reference frequency. When applied to a wireless device that requires a high degree of performance, the wireless performance is adversely affected that cannot be ignored.

また、上述の逆相レプリカ信号により不要交流信号成分を相殺し、除去する技術によれば、その技術を実現するための回路構成が複雑となる。   Further, according to the technique for canceling and removing the unnecessary AC signal component by the above-described antiphase replica signal, the circuit configuration for realizing the technique becomes complicated.

また、上述のシールドカバーで遮蔽する技術によれば、シールドカバーを設けるための構造上の制約を受けるので、外部回路との十分なデカップリングを行うことができない場合があり、無線機への適用に際しては、無線機の小型軽量化やコスト面などにおいて、得策ではない。   In addition, according to the above-described technology for shielding with a shield cover, there are cases where it is not possible to perform sufficient decoupling with an external circuit due to structural restrictions for providing the shield cover, and application to a radio device At this time, it is not a good idea to reduce the size and weight of the radio and to reduce the cost.

本発明の目的は、かかる従来技術の問題点に鑑み、PLL装置が適用される無線機における不要周波数の影響を、無線性能に影響を与えることなく回避することができる簡便な技術を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a simple technique capable of avoiding the influence of an unnecessary frequency in a radio apparatus to which a PLL device is applied without affecting the radio performance in view of the problems of the related art. It is in.

この目的を達成するため、第1の発明に係るPLL装置は、電圧制御発振器と、基準信号に基づく第1信号及び前記電圧制御発振器の出力信号に基づく第2信号の両位相を比較し、位相差を示す位相差信号を出力する位相比較器と、前記位相比較器からの位相差信号に基づき、両位相を同期させる制御電圧を前記電圧制御発振器に印加するループフィルタとを備え、目的とする周波数を出力するPLL装置であって、前記目的周波数を中心とする所定の周波数範囲内に不要周波数が存在する場合に、不要周波数を該周波数範囲内から排除するために前記基準信号の周波数を変更する基準周波数変更手段と、前記基準信号の周波数の変更にも拘わらず前記目的周波数の出力が維持されるように、前記第1信号又は第2信号を生成する際の分周比を変更する分周比変更手段とを具備することを特徴とする。   To achieve this object, a PLL device according to a first aspect of the present invention compares both phases of a voltage controlled oscillator, a first signal based on a reference signal, and a second signal based on an output signal of the voltage controlled oscillator. A phase comparator that outputs a phase difference signal indicating a phase difference; and a loop filter that applies a control voltage for synchronizing both phases to the voltage controlled oscillator based on the phase difference signal from the phase comparator. A PLL device that outputs a frequency, and when an unnecessary frequency exists within a predetermined frequency range centered on the target frequency, the frequency of the reference signal is changed to exclude the unnecessary frequency from the frequency range. And a frequency dividing ratio when generating the first signal or the second signal so that the output of the target frequency is maintained despite the change of the frequency of the reference signal. Characterized by comprising a frequency dividing ratio changing means for changing.

第2の発明に係るPLL装置は、第1発明において、前記目的周波数によって受信周波数が決定される受信装置における受信中の周波数についてその公称値からのずれを検出する検出手段と、前記検出手段により検出された公称値からのずれが解消されるように前記第1信号又は第2信号を生成する際の分周比を補正する分周比補正手段とを有することを特徴とする。   According to a second aspect of the present invention, there is provided a PLL device according to the first aspect, wherein a detection unit that detects a deviation from a nominal value of a frequency being received in a reception device whose reception frequency is determined by the target frequency, and the detection unit Frequency division ratio correcting means for correcting the frequency division ratio when generating the first signal or the second signal so that the deviation from the detected nominal value is eliminated.

第3の発明に係るPLL装置は、第2発明において、前記PLL装置はデルタΣ型のPLL装置であり、前記分周比補正手段は、前記第1信号を生成する際の分周比を決定するリファレンスデバイダ又はこれに加えてリファレンスカウンタの分周比を変更することにより分周比の補正を行うものであることを特徴とする。   A PLL device according to a third invention is the PLL device according to the second invention, wherein the PLL device is a delta Σ type PLL device, and the frequency division ratio correction means determines a frequency division ratio when generating the first signal. The frequency divider ratio is corrected by changing the frequency divider ratio of the reference divider or the reference counter.

第4の発明に係る不要周波数回避方法は、電圧制御発振器と、基準信号に基づく第1信号及び前記電圧制御発振器の出力信号に基づく第2信号の両位相を比較し、位相差を示す位相差信号を出力する位相比較器と、前記位相比較器からの位相差信号に基づき、両位相を同期させる制御電圧を前記電圧制御発振器に印加するループフィルタとを備え、目的とする周波数を出力するPLL装置における不要周波数回避方法であって、前記目的周波数を中心とする所定の周波数範囲内に不要周波数が存在する場合に、不要周波数を該周波数範囲内から排除するために前記基準信号の周波数を変更する基準周波数変更工程と、前記基準信号の周波数の変更にも拘わらず前記目的周波数の出力が維持されるように、前記第1信号又は第2信号を生成する際の分周比を変更する分周比変更工程とを具備することを特徴とする。   According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a method for avoiding an unnecessary frequency, comprising: comparing a phase of a voltage controlled oscillator with a first signal based on a reference signal and a second signal based on an output signal of the voltage controlled oscillator; A phase comparator that outputs a signal, and a loop filter that applies a control voltage that synchronizes both phases to the voltage controlled oscillator based on the phase difference signal from the phase comparator, and outputs a target frequency. An unnecessary frequency avoiding method in the apparatus, wherein when the unnecessary frequency exists within a predetermined frequency range centered on the target frequency, the frequency of the reference signal is changed to exclude the unnecessary frequency from the frequency range. And generating the first signal or the second signal so that the output of the target frequency is maintained despite the change of the frequency of the reference signal. Characterized by comprising a frequency dividing ratio and the frequency dividing ratio changing step of changing the.

本発明によれば、PLL装置が適用される無線機における不要周波数の影響を、無線性能に影響を与えることなく簡便に回避することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the influence of the unnecessary frequency in the radio apparatus with which a PLL apparatus is applied can be easily avoided, without affecting radio performance.

本発明の一実施形態に係るPLL装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the PLL apparatus which concerns on one Embodiment of this invention. 400[MHz]〜470[MHz]帯の無線機における不要周波数の一例を示す表である。It is a table | surface which shows an example of the unnecessary frequency in the radio | wireless machine of 400 [MHz]-470 [MHz] band. 図1の装置のCPUによる自動周波数制御に係る構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure which concerns on the automatic frequency control by CPU of the apparatus of FIG.

図1は本発明の一実施形態に係るPLL装置の構成を示すブロック図である。このPLL装置は、無線機において、送信周波数及び受信系におけるヘテロダイン周波数を決定するために用いられる。このPLL装置は同図に示すように、位相比較器として機能するPLL−IC1、PLL−IC1に接続されたループフィルタ2、及びループフィルタ2の出力側に接続された受信用及び送信用のVCO(電圧制御発振器)3及び4を備える。PLL−IC1は、所定の基準信号に基づく信号の位相と、VCO3又は4の出力信号に基づく信号の位相とを比較し、位相差に応じた信号を出力する。この信号はループフィルタ2により直流化され、電圧制御信号としてVCO3又は4に供給される。これにより基準信号に位相が同期した周波数の信号がVCO3又は4から出力される。   FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a PLL device according to an embodiment of the present invention. This PLL device is used in a radio device to determine a transmission frequency and a heterodyne frequency in a reception system. As shown in the figure, the PLL device includes a PLL-IC 1 functioning as a phase comparator, a loop filter 2 connected to the PLL-IC 1, and a reception and transmission VCO connected to the output side of the loop filter 2. (Voltage controlled oscillator) 3 and 4 are provided. The PLL-IC 1 compares the phase of the signal based on the predetermined reference signal with the phase of the signal based on the output signal of the VCO 3 or 4 and outputs a signal corresponding to the phase difference. This signal is converted into a direct current by the loop filter 2 and supplied to the VCO 3 or 4 as a voltage control signal. As a result, a signal having a frequency whose phase is synchronized with the reference signal is output from the VCO 3 or 4.

図1中の5はPLL−IC1を制御するCPU、6はPLL−IC1に対して基準信号を供給するTCXO(温度補償型水晶発振器)、7はTCXO6及びPLL−IC1間に介在し、基準信号から不要な高周波成分を除去するLPF(ローパスフィルタ)、8はVCO3及び4の出力側に接続されたVCOバッファ、9はバッファ8の出力側に接続されたバッファ、10はVCOバッファ8の出力側に接続されたアンプ、11はアンプ10及びPLL−IC1間に介在するLPF(ローパスフィルタ)である。   In FIG. 1, 5 is a CPU for controlling the PLL-IC1, 6 is a TCXO (temperature compensated crystal oscillator) for supplying a reference signal to the PLL-IC1, 7 is interposed between the TCXO6 and the PLL-IC1, and the reference signal LPF (low-pass filter) for removing unnecessary high frequency components from 8, VCO buffer 8 connected to the output side of VCO 3 and 4, 9 buffer connected to the output side of buffer 8, 10 output side of VCO buffer 8 An amplifier 11 is connected to the amplifier 10 and an LPF (low-pass filter) interposed between the amplifier 10 and the PLL-IC 1.

図1中の12は、CPU5がTCXO6及びVCO4に信号を付与するためのDAコンバータである。DAコンバータ12のVout1端子及びVout2端子はそれぞれ、TCXO6のCV端子及びVCO4の変調用端子に接続される。DAコンバータ12からTCXO6のCV端子に印加するCV電圧によって、TCXO6の発振周波数を変更することができるようになっている。また、DAコンバータ12からVCO4の変調用端子に印加する変調信号によって、VCO4の発振周波数を変調することができるようになっている。   Reference numeral 12 in FIG. 1 denotes a DA converter for the CPU 5 to give signals to the TCXO 6 and the VCO 4. The Vout1 terminal and the Vout2 terminal of the DA converter 12 are connected to the CV terminal of the TCXO6 and the modulation terminal of the VCO4, respectively. The oscillation frequency of the TCXO 6 can be changed by the CV voltage applied from the DA converter 12 to the CV terminal of the TCXO 6. Further, the oscillation frequency of the VCO 4 can be modulated by a modulation signal applied from the DA converter 12 to the modulation terminal of the VCO 4.

PLL−IC1はTCXO6からLPF7を介して基準信号が入力されるOSC端子、CPU5からPLLデータが入力されるCS/DATA/CLOCK端子、VCOバッファ8の出力がアンプ10及びLPF11を介して入力されるFin端子、上述の位相差に応じた正又は負のパルス信号を出力するC/P(チャージポンプ)端子、及び位相がロック又はアンアンロック状態にあるかを示すロック検出信号をCPU5に出力するLD端子を備える。   The PLL-IC 1 has an OSC terminal to which a reference signal is input from the TCXO 6 through the LPF 7, a CS / DATA / CLOCK terminal to which the PLL data is input from the CPU 5, and an output of the VCO buffer 8 is input through the amplifier 10 and the LPF 11. Fin terminal, C / P (charge pump) terminal that outputs a positive or negative pulse signal corresponding to the above-described phase difference, and LD that outputs a lock detection signal indicating whether the phase is locked or unlocked to the CPU 5 Provide terminals.

この構成において、PLL−IC1は、CPU5から与えられる送信用又は受信用のPLLデータに基づいて、OSC端子からの基準信号をリファレンスドライバにより分周比Rで分周して基準比較周波数frcを生成し、またFin端子から入力される帰還信号を分周比Nで分周して帰還比較周波数fpcを生成する。そして、基準比較周波数frcの位相と帰還比較周波数fpcの位相とを比較し、位相差に応じた正又は負のチャージパルスをC/P端子から出力する。ループフィルタ2はこのチャージパルスを積分し、チューニング電圧を生成して、受信時にはVCO3に供給し、送信時にはVCO4に供給する。これによって、位相差が一定(ロック状態)となるように、VCO3又は4の発振周波数が制御される。ロック状態にあるときのVCO3又は4の出力信号の周波数、すなわち目的周波数foは、基準周波数frefをN/R倍した周波数となる。PLL−IC1は、ロック状態にあるかどうかを示すロック検出信号を、ロック検出出力端子LDを介してCPU5に出力する。   In this configuration, the PLL-IC 1 generates the reference comparison frequency frc by dividing the reference signal from the OSC terminal by the division ratio R by the reference driver based on the PLL data for transmission or reception given from the CPU 5. Further, the feedback signal input from the Fin terminal is divided by the frequency division ratio N to generate the feedback comparison frequency fpc. Then, the phase of the reference comparison frequency frc and the phase of the feedback comparison frequency fpc are compared, and a positive or negative charge pulse corresponding to the phase difference is output from the C / P terminal. The loop filter 2 integrates this charge pulse to generate a tuning voltage, which is supplied to the VCO 3 during reception and supplied to the VCO 4 during transmission. Thus, the oscillation frequency of the VCO 3 or 4 is controlled so that the phase difference is constant (locked state). The frequency of the output signal of the VCO 3 or 4 in the locked state, that is, the target frequency fo is a frequency obtained by multiplying the reference frequency fref by N / R. The PLL-IC 1 outputs a lock detection signal indicating whether or not it is in a locked state to the CPU 5 via the lock detection output terminal LD.

PLL装置が適用された無線機の送信時には、上述のように、CPU5からPLL−IC1に供給される送信用のPLLデータに従った送信周波数でVCO4が発振し、ロック状態になると、CPU5はVCO4の変調信号用端子に対して、DAC12のVout2から変調信号を供給する。これにより変調された送信周波数の信号が、バッファ9から出力され、無線機により送信される。受信時にはCPU5からPLL−IC1に供給される受信用のPLLデータに従った周波数でVCO3が発振し、ロック状態になると、バッファ9から、ヘテロダイン周波数が出力される。この出力に基づいて、無線機は、アンテナからの受信波を中間周波数に変換し、受信を行う。   At the time of transmission of a radio device to which the PLL device is applied, as described above, when the VCO 4 oscillates at a transmission frequency according to the PLL data for transmission supplied from the CPU 5 to the PLL-IC 1 and becomes locked, the CPU 5 The modulation signal is supplied from Vout2 of the DAC 12 to the modulation signal terminal. A signal having a modulated transmission frequency is output from the buffer 9 and transmitted by the wireless device. At the time of reception, the VCO 3 oscillates at a frequency according to the reception PLL data supplied from the CPU 5 to the PLL-IC 1, and when in a locked state, the heterodyne frequency is output from the buffer 9. Based on this output, the wireless device converts the received wave from the antenna into an intermediate frequency and performs reception.

しかしながら、TCXO6からの基準信号の高調波に起因する不要な周波数成分であるビート周波数が、送信周波数又は受信周波数の数キロヘルツ離れた近傍においてスプリアス周波数として現れ、SN比や、ACR(隣接チャンネルの妨害波に対する耐性)、ACPR(隣接チャンネル電力比)などを悪化させるおそれがある。そこで、本実施形態においては、目的とするVCO3又はVCO4の発振周波数(以下、「目的周波数」という。)が不要周波数の近傍に設定された場合、次のようにして、目的周波数を変更することなく、不要周波数のみを目的周波数から遠ざけることにより、SNや、ACR、ACPRの悪化を防止するようにしている。   However, the beat frequency, which is an unnecessary frequency component caused by the harmonics of the reference signal from the TCXO 6, appears as a spurious frequency in the vicinity of several kilohertz away from the transmission frequency or the reception frequency, and the SNR or ACR (adjacent channel interference) There is a risk that the resistance to waves), ACPR (adjacent channel power ratio), and the like may be deteriorated. Therefore, in the present embodiment, when the target VCO 3 or VCO 4 oscillation frequency (hereinafter referred to as “target frequency”) is set in the vicinity of the unnecessary frequency, the target frequency is changed as follows. In addition, the SN, ACR, and ACPR are prevented from deteriorating by keeping only the unnecessary frequency away from the target frequency.

すなわち、不要周波数成分であるビート周波数fbは、TCXO6が出力する基準周波数fref、及びリファレンスドライバの分周比Rを用い、次式により求めることができる。
[数1]
fb=fref÷R×n
ただし、nは整数
That is, the beat frequency fb, which is an unnecessary frequency component, can be obtained by the following equation using the reference frequency fref output by the TCXO 6 and the frequency division ratio R of the reference driver.
[Equation 1]
fb = fref ÷ R × n
Where n is an integer

したがって、たとえば基準周波数frefが19.2[MHz]、分周比Rが18、整数nが396の場合には、ビート周波数fbは422.4[MHz](=19.2[MHz]÷18×396)となる。この場合、目的周波数を422.41[MHz]に設定したとすると、目的周波とビート周波数fbとの差は10[kHz]となる。かかる計算により求められる不要周波数(ビート周波数)は、400[MHz]〜470[MHz]帯の無線機では、図2の表に示すように、66波存在する。   Therefore, for example, when the reference frequency fref is 19.2 [MHz], the frequency division ratio R is 18, and the integer n is 396, the beat frequency fb is 422.4 [MHz] (= 19.2 [MHz] ÷ 18. × 396). In this case, if the target frequency is set to 422.41 [MHz], the difference between the target frequency and the beat frequency fb is 10 [kHz]. As shown in the table of FIG. 2, there are 66 unnecessary frequencies (beat frequencies) obtained by such calculation, as shown in the table of FIG.

CPU5は、いずれかのビート周波数が目的周波数を中心とする所定の周波数範囲内に存在する場合には、ビート周波数を該所定の周波数範囲内から排除するために、TCXO6のCV電圧を変更してTCXO6の発振周波数をシフトさせ、目的周波数からビート周波数を遠ざける。たとえば上述の目的周波数が422.41[MHz]の例の場合には、基準周波数frefが、19.2[MHz]から19.0[MHz]となるように、CV電圧を変更する。このとき、n=396の場合のビート周波数fbは、418.0[MHz](=19.0[MHz]÷18×396)である。これにより、目的周波数(422.41[MHz])の近傍にあったn=396の場合のビート周波数fb(422.4[MHz])は約4[MHz]だけ下方にシフトすることになる。   When any beat frequency exists within a predetermined frequency range centered on the target frequency, the CPU 5 changes the CV voltage of the TCXO 6 to exclude the beat frequency from the predetermined frequency range. The oscillation frequency of the TCXO 6 is shifted to keep the beat frequency away from the target frequency. For example, in the example in which the target frequency is 422.41 [MHz], the CV voltage is changed so that the reference frequency fref is changed from 19.2 [MHz] to 19.0 [MHz]. At this time, the beat frequency fb in the case of n = 396 is 418.0 [MHz] (= 19.0 [MHz] ÷ 18 × 396). As a result, the beat frequency fb (422.4 [MHz]) in the case of n = 396 in the vicinity of the target frequency (422.41 [MHz]) is shifted downward by about 4 [MHz].

このとき、目的周波数(422.41[MHz])に最も近いビート周波数は422.222[MHz](=19.0[MHz]÷18×400)となる。したがって、TCXO6の発振周波数を19.2[MHz]から19.0[MHz]に変えることにより、目的周波数から10[kHz]離れたところに存在していたビート周波数は、190[kHz]程度離れたところに存在することになるので、SN、ACR、ACPRなどの悪化の原因とはならない。   At this time, the beat frequency closest to the target frequency (422.41 [MHz]) is 422.222 [MHz] (= 19.0 [MHz] ÷ 18 × 400). Therefore, by changing the oscillation frequency of the TCXO 6 from 19.2 [MHz] to 19.0 [MHz], the beat frequency existing at 10 [kHz] away from the target frequency is about 190 [kHz] away. Therefore, it does not cause deterioration of SN, ACR, ACPR, and the like.

CPU5は、TCXO6の発振周波数(基準周波数)が19.2[MHz]となるTCXO6のCV電圧及び該発振周波数が19.0[MHz]になるTCXO6のCV電圧を予めに記憶しており、目的周波数を422.41[MHz]とする場合には、DAC12を経由し、TCXO6の発振周波数が19.0[MHz]となるようにTCXO6のCV電圧を変更する。ただし、CPU5は予め、TCXO6の発振周波数を19.0[MHz]に変更する場合に目的周波数を422.41[MHz]に維持するためのPLLデータを記憶しており、発振周波数を19.0[MHz]に変更するときには、目的周波数(422.41[MHz])が変化しないように、該PLLデータをPLL−IC1へ送出して、上述の分周比R又はNを調整する。   The CPU 5 stores in advance the TCXO6 CV voltage at which the TCXO6 oscillation frequency (reference frequency) is 19.2 [MHz] and the TCXO6 CV voltage at which the oscillation frequency is 19.0 [MHz]. When the frequency is set to 422.41 [MHz], the CV voltage of the TCXO 6 is changed through the DAC 12 so that the oscillation frequency of the TCXO 6 becomes 19.0 [MHz]. However, the CPU 5 previously stores PLL data for maintaining the target frequency at 422.41 [MHz] when the oscillation frequency of the TCXO 6 is changed to 19.0 [MHz], and the oscillation frequency is 19.0. When changing to [MHz], the PLL data is sent to the PLL-IC 1 so that the target frequency (422.41 [MHz]) does not change, and the above-described frequency division ratio R or N is adjusted.

このとき、TCXO6の発振周波数が変更後の19.0[MHz]からずれた場合、その分だけ受信周波数もずれることになるので、ASIC(特定用途向けIC)及びDSP(デジタルシグナルプロセッサ)により構成された無線機の検波段に入力される第2中間周波数が、目的とする受信周波数の場合の公称値からずれることになる。そこで、図3に示すように、第2中間周波数をBB(ベースバンド)フィルタを通してから検波した信号を、AFC−LPF(自動周波数制御LPF)31により、公称値からの周波数ずれEに比例するDC成分に変換し、これに基づいてCPU5のAFC周波数ずれ判定部32により周波数ずれEの量を判定する。そして、この判定結果に基づいてCPU5が周波数ずれEを補正するための「Modulation Data Control」(変調データコントロール)というPLLデータをPLL−IC1に供給することにより、VCO3の発振周波数を補正し、周波数ずれEを解消する。   At this time, if the oscillation frequency of the TCXO 6 deviates from 19.0 [MHz] after the change, the reception frequency also deviates by that amount, so it is configured by an ASIC (specific application IC) and a DSP (digital signal processor). Therefore, the second intermediate frequency input to the detection stage of the radio device is shifted from the nominal value in the case of the target reception frequency. Therefore, as shown in FIG. 3, a signal obtained by detecting the second intermediate frequency after passing through the BB (baseband) filter is converted into a DC proportional to the frequency deviation E from the nominal value by the AFC-LPF (automatic frequency control LPF) 31. Based on this, the AFC frequency shift determination unit 32 of the CPU 5 determines the amount of the frequency shift E. Based on the determination result, the CPU 5 corrects the oscillation frequency of the VCO 3 by supplying the PLL-IC 1 with “Modulation Data Control” (modulation data control) for correcting the frequency deviation E. Displacement E is eliminated.

その際、PLL−IC1としてデルタΣ型のものを使用することにより、VCO3の発振周波数foは、数ヘルツ単位の周波数ステップfsで変更することができる。たとえば周波数ステップfsは、TCXO6の発振周波数fref、並びにPLL−IC1におけるリファレンスデバイダ分周比Rd及びリファレンスカウンタの分周比Rcを用い、次式で表される。
[数2]
fs=fref÷Rd÷Rc
この場合、たとえば、発振周波数frefが19.2[MHz]、リファレンスデバイダ分周比Rdが2^18、リファレンスカウンタの分周比Rcが18であれば、周波数ステップfsは約4[Hz](≒4.096[Hz]=19.2[MHz]÷2^18÷18)となる。したがって、「Modulation Data Control」データによる制御によって、リファレンスデバイダ又はこれに加えてリファレンスカウンタの分周比を変更することにより、約4[Hz]ステップでVCO3の発振周波数を補正することができる。
At that time, by using a delta sigma type PLL-IC1, the oscillation frequency fo of the VCO 3 can be changed by a frequency step fs in units of several hertz. For example, the frequency step fs is expressed by the following equation using the oscillation frequency fref of the TCXO 6, the reference divider frequency division ratio Rd in the PLL-IC 1 and the frequency division ratio Rc of the reference counter.
[Equation 2]
fs = fref ÷ Rd ÷ Rc
In this case, for example, if the oscillation frequency fref is 19.2 [MHz], the reference divider frequency division ratio Rd is 2 ^ 18, and the frequency division ratio Rc of the reference counter is 18, the frequency step fs is about 4 [Hz] ( ≈4.096 [Hz] = 19.2 [MHz] ÷ 2 ^ 18 ÷ 18). Therefore, by controlling the “Modulation Data Control” data, the oscillation frequency of the VCO 3 can be corrected in about 4 [Hz] steps by changing the frequency division ratio of the reference divider or the reference counter in addition to this.

本実施形態によれば、無線性能に影響を与えることなく、不要周波数の影響を回避することができる。すなわち、従来の基準周波数を変更することのみにより不要周波数を回避する技術によれば、基準周波数の変更によりVCOの発振周波数(ロック周波数)がずれることに起因して、送信周波数及び受信系のヘテロダイン周波数を大きく変位させてしまい、良好な周波数安定度が要求される無線機の性能に悪影響を与えるおそれがあるのに対し、本実施形態によれば、基準周波数を変更して不要周波数を回避する場合には、基準周波数の変更よってもVCOの発振周波数が変位しないように、PLL−ICを制御するようにしたため、無線機の性能に悪影響を与えることなく、送信周波数やヘテロダイン周波数の近傍における不要周波数を排除して、SN、ACR、ACPR等についての無線性能の劣化を防止することができる。また、PLL−ICの制御は電気的信号によるものであるため、ハードウェア上の構造的な制約を受けることなく、無線機に対し、本願発明を適用することができる。   According to this embodiment, the influence of unnecessary frequencies can be avoided without affecting the wireless performance. That is, according to the conventional technique for avoiding unnecessary frequencies only by changing the reference frequency, the transmission frequency and the heterodyne of the reception system are caused by the shift of the oscillation frequency (lock frequency) of the VCO due to the change of the reference frequency. According to the present embodiment, the reference frequency is changed to avoid unnecessary frequencies, while the frequency may be greatly displaced, which may adversely affect the performance of a radio device that requires good frequency stability. In this case, since the PLL-IC is controlled so that the oscillation frequency of the VCO does not change even if the reference frequency is changed, it is unnecessary in the vicinity of the transmission frequency and the heterodyne frequency without adversely affecting the performance of the radio. By eliminating the frequency, it is possible to prevent deterioration of the radio performance of SN, ACR, ACPR and the like. Further, since the control of the PLL-IC is based on an electrical signal, the present invention can be applied to the radio without being restricted by hardware.

また、受信中の周波数についてその公称値からのずれを検出し、そのずれが解消されるように基準比較周波数frcを生成する際の分周比Rを補正するようにしたため、受信周波数の安定度を確保し、無線性能の劣化をより確実に防止することができる。   Further, since the deviation from the nominal value is detected for the frequency being received, and the division ratio R is corrected when the reference comparison frequency frc is generated so that the deviation is eliminated, the stability of the reception frequency Can be ensured, and deterioration of wireless performance can be prevented more reliably.

なお、本発明は上述実施形態に限定されることなく、適宜変形して実施することができる。たとえば、上述においては、受信中の周波数についての公称値からのずれを解消するために基準比較周波数frcを生成する際の分周比Rを補正するようにしているが、この代わりに、又はこれに加えて、帰還比較周波数fpcを生成する際の分周比Nを補正するようにしてもよい。   Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be implemented with appropriate modifications. For example, in the above description, the frequency division ratio R in generating the reference comparison frequency frc is corrected in order to eliminate the deviation from the nominal value of the frequency being received. In addition, the frequency division ratio N when generating the feedback comparison frequency fpc may be corrected.

1:PLL−IC、2:LPF(ローパスフィルタ)、3:受信用VCO(電圧制御発振器)、4:送信用VCO、5:CPU、6:TCXO(温度補償型水晶発振器)、7:LPF(ローパスフィルタ)、8:VCOバッファ、9:バッファ、10:アンプ、11:LPF(ローパスフィルタ)、12:DAコンバータ、31:AFC−LPF(自動周波数制御LPF)、32:周波数ずれ判定部。   1: PLL-IC, 2: LPF (low pass filter), 3: reception VCO (voltage controlled oscillator), 4: transmission VCO, 5: CPU, 6: TCXO (temperature compensated crystal oscillator), 7: LPF ( Low-pass filter), 8: VCO buffer, 9: buffer, 10: amplifier, 11: LPF (low-pass filter), 12: DA converter, 31: AFC-LPF (automatic frequency control LPF), 32: frequency deviation determination unit.

Claims (4)

電圧制御発振器と、
基準信号に基づく第1信号及び前記電圧制御発振器の出力信号に基づく第2信号の両位相を比較し、位相差を示す位相差信号を出力する位相比較器と、
前記位相比較器からの位相差信号に基づき、両位相を同期させる制御電圧を前記電圧制御発振器に印加するループフィルタとを備え、
目的とする周波数を出力するPLL装置であって、
前記目的周波数を中心とする所定の周波数範囲内に不要周波数が存在する場合に、不要周波数を該周波数範囲内から排除するために前記基準信号の周波数を変更する基準周波数変更手段と、
前記基準信号の周波数の変更にも拘わらず前記目的周波数の出力が維持されるように、前記第1信号又は第2信号を生成する際の分周比を変更する分周比変更手段とを具備することを特徴とするPLL装置。
A voltage controlled oscillator;
A phase comparator that compares both phases of a first signal based on a reference signal and a second signal based on an output signal of the voltage controlled oscillator and outputs a phase difference signal indicating a phase difference;
A loop filter that applies a control voltage for synchronizing both phases to the voltage controlled oscillator based on the phase difference signal from the phase comparator;
A PLL device that outputs a target frequency,
Reference frequency changing means for changing the frequency of the reference signal in order to exclude the unnecessary frequency from the frequency range when the unnecessary frequency exists within a predetermined frequency range centered on the target frequency;
Frequency division ratio changing means for changing a frequency division ratio when generating the first signal or the second signal so that the output of the target frequency is maintained despite the change of the frequency of the reference signal. A PLL device characterized in that:
前記目的周波数によって受信周波数が決定される受信装置における受信中の周波数についてその公称値からのずれを検出する検出手段と、
前記検出手段により検出された公称値からのずれが解消されるように前記第1信号又は第2信号を生成する際の分周比を補正する分周比補正手段とを有することを特徴とする請求項1に記載のPLL装置。
Detecting means for detecting a deviation from a nominal value of a frequency being received in a receiving apparatus in which a reception frequency is determined by the target frequency;
Frequency division ratio correction means for correcting a frequency division ratio when generating the first signal or the second signal so that a deviation from the nominal value detected by the detection means is eliminated. The PLL device according to claim 1.
デルタΣ型のPLL装置であり、
前記分周比補正手段は、前記第1信号を生成する際の分周比を決定するリファレンスデバイダ又はこれに加えてリファレンスカウンタの分周比を変更することにより分周比の補正を行うものであることを特徴とする請求項2に記載のPLL装置。
Delta Σ type PLL device,
The frequency division ratio correcting means corrects the frequency division ratio by changing the frequency division ratio of a reference divider or a reference counter that determines the frequency division ratio when generating the first signal. The PLL device according to claim 2, wherein the PLL device is provided.
電圧制御発振器と、
基準信号に基づく第1信号及び前記電圧制御発振器の出力信号に基づく第2信号の両位相を比較し、位相差を示す位相差信号を出力する位相比較器と、
前記位相比較器からの位相差信号に基づき、両位相を同期させる制御電圧を前記電圧制御発振器に印加するループフィルタとを備え、
目的とする周波数を出力するPLL装置における不要周波数回避方法であって、
前記目的周波数を中心とする所定の周波数範囲内に不要周波数が存在する場合に、不要周波数を該周波数範囲内から排除するために前記基準信号の周波数を変更する基準周波数変更工程と、
前記基準信号の周波数の変更にも拘わらず前記目的周波数の出力が維持されるように、前記第1信号又は第2信号を生成する際の分周比を変更する分周比変更工程とを具備することを特徴とする不要周波数回避方法。
A voltage controlled oscillator;
A phase comparator that compares both phases of a first signal based on a reference signal and a second signal based on an output signal of the voltage controlled oscillator and outputs a phase difference signal indicating a phase difference;
A loop filter that applies a control voltage for synchronizing both phases to the voltage controlled oscillator based on the phase difference signal from the phase comparator;
An unnecessary frequency avoidance method in a PLL device that outputs a target frequency,
A reference frequency changing step of changing the frequency of the reference signal in order to exclude the unnecessary frequency from the frequency range when the unnecessary frequency exists within a predetermined frequency range centered on the target frequency;
A frequency division ratio changing step of changing a frequency division ratio when generating the first signal or the second signal so that the output of the target frequency is maintained despite the change of the frequency of the reference signal. An unnecessary frequency avoidance method characterized by:
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