JP2016019269A - Oscillator - Google Patents

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隆一 氏家
Ryuichi Ujiie
隆一 氏家
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  • Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To simultaneously and appropriately control a control range and a resolution even in the case where a range of an oscillation frequency is wide, in an oscillator which performs digital control of range control and precise control.SOLUTION: The oscillation frequency of an oscillator is controlled by a control value, and the oscillation frequency is specified by a primary function of the control value. For the primary function, a slice and an inclination are specified by digital values and the slice and the inclination can be set. The slices and the inclinations to be set in a plurality of frequency ranges are set to be the same ratio as each other, such that a change amount of the oscillation frequency by 1LSB of precise control can be made geometrical to the frequency in the range. Therefore, it is not necessary for a DAC for control to have bits more than needed.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、発振器に関し、特に広い周波数範囲で発振周波数を制御することができる発振器に好適に利用できるものである。   The present invention relates to an oscillator, and can be suitably used for an oscillator that can control an oscillation frequency in a wide frequency range.

発振周波数可変の発振器は、クロックデータリカバリ(CDR:Clock Data Recovery)回路や周波数シンセサイザに搭載されるPLL(Phase Locked Loop)等を構成するために使用され、近年の半導体プロセスの微細化に伴って、ディジタルで制御されることが多くなっている。また、多様な伝送レートや通信周波数に対応するために、発振周波数の制御範囲を広くする要求もある。例えば、機器内部の高速インターフェース規格であるeDP(embedded Display Port)のVer. 1.4では、1.62Gbpsから5.4Gbpsまでの7通りの動作モードがサポートされている。   Oscillators with variable oscillation frequency are used to construct clock data recovery (CDR) circuits, PLLs (Phase Locked Loops) mounted on frequency synthesizers, and the like with recent miniaturization of semiconductor processes. More and more, digital control is increasing. In addition, in order to cope with various transmission rates and communication frequencies, there is a demand to widen the control range of the oscillation frequency. For example, eDP (embedded Display Port) Ver. 1.4, which is an internal high-speed interface standard, supports seven operation modes from 1.62 Gbps to 5.4 Gbps.

特許文献1及び2には、発振周波数の粗調と微調が可能な発振回路が開示されている。特許文献1には、粗調用DAC(Digital to Analog Converter)と微調用DACによって制御されるVCO(Voltage Controlled Oscillator)が開示されている。特許文献2には、ディジタル制御されるLC発振回路が開示されている。発振周波数を制御するために、粗調用の金属/絶縁層/金属からなるキャパシタアレイと、微調用のMOS(Metal Oxide Semiconductor)キャパシタアレイとを備え、ディジタル信号によってそれぞれがスイッチ制御されている。   Patent Documents 1 and 2 disclose an oscillation circuit capable of coarse and fine adjustment of the oscillation frequency. Patent Document 1 discloses a coarse-controlled DAC (Digital to Analog Converter) and a VCO (Voltage Controlled Oscillator) controlled by a fine-adjusting DAC. Patent Document 2 discloses a digitally controlled LC oscillation circuit. In order to control the oscillation frequency, a capacitor array made of coarse adjustment metal / insulating layer / metal and a fine adjustment MOS (Metal Oxide Semiconductor) capacitor array are provided, and each is switch-controlled by a digital signal.

特開2007−267375号公報JP 2007-267375 A 国際公開第WO2012/030501号International Publication No. WO2012 / 030501

特許文献1及び2について本発明者が検討した結果、以下のような新たな課題があることがわかった。   As a result of examination of Patent Documents 1 and 2 by the present inventors, it has been found that there are the following new problems.

ディジタル制御される発振器において、制御範囲を広くするときには、上述のように粗調と微調を組合せる制御手段が採用される。発振器の発振周波数がディジタルの制御コードで制御され、例えば制御コードの上位ビットが粗調に下位ビットが微調に割り当てられる。このとき、発振周波数を変更する最小の刻み幅は、制御コードの微調側の1LSBに対応し、粗調によって決まる大まかな発振周波数の高低には依存しない。そのため、発振周波数が低いときに必要とされる最小の刻み幅を設定すると、発振周波数が高いときには必要以上に細かい刻み幅となる。例えば、ある発振器で最小の刻み幅を1LSB当たり1MHzとすると、発振周波数が500MHzでこれを400MHzに変更するときには100code必要となり、発振周波数が1000MHzでこれを800MHzに変更するときには200code必要となる。どちらも発振周波数を20%変更しているにもかかわらず、制御コードの変更量は2倍となっている。これは、500MHz帯において1MHz(0.2%)が適切な最小の刻み幅であるとすると、1000MHz帯での1MHzは0.1%刻みとなり、必要以上に細かい刻み幅となっていることがわかる。この結果、発振周波数が高い領域では、粗調のレンジが必要以上に細かく分割されることとなる。   In a digitally controlled oscillator, when the control range is widened, as described above, control means that combines coarse adjustment and fine adjustment is employed. The oscillation frequency of the oscillator is controlled by a digital control code. For example, the upper bits of the control code are assigned coarsely and the lower bits are assigned finely. At this time, the minimum step size for changing the oscillation frequency corresponds to 1 LSB on the fine adjustment side of the control code and does not depend on the level of the rough oscillation frequency determined by the coarse adjustment. Therefore, if the minimum step size required when the oscillation frequency is low is set, the step size is smaller than necessary when the oscillation frequency is high. For example, if the minimum step size of an oscillator is 1 MHz per 1 LSB, 100 code is required when the oscillation frequency is 500 MHz and this is changed to 400 MHz, and 200 code is required when the oscillation frequency is 1000 MHz and this is changed to 800 MHz. In both cases, although the oscillation frequency is changed by 20%, the change amount of the control code is doubled. Assuming that 1 MHz (0.2%) is an appropriate minimum step size in the 500 MHz band, 1 MHz in the 1000 MHz band is a 0.1% step, and the step size is finer than necessary. Recognize. As a result, in the region where the oscillation frequency is high, the coarse adjustment range is divided more finely than necessary.

特許文献1に記載されるように、粗調と微調をそれぞれDACで制御する場合には、制御範囲と分解能を同時に最適化することは困難であり、周波数の高いレンジで必要以上に高い分解能となっていることがわかった。特許文献2に記載されるように、DACを搭載しない場合でも同様に、周波数の低いレンジで最適化された分解能は、周波数の高いレンジでは必要以上に高い分解能となっていることがわかった。   As described in Patent Document 1, when coarse adjustment and fine adjustment are controlled by a DAC, it is difficult to optimize the control range and resolution at the same time. I found out that As described in Patent Document 2, it was found that the resolution optimized in the low frequency range was higher than necessary in the high frequency range even when no DAC was installed.

本発明の目的は、粗調と微調のディジタル制御を行う発振器において、発振周波数のレンジが広い場合にも、制御範囲と分解能を同時に適切に制御することである。   An object of the present invention is to appropriately control the control range and resolution simultaneously in an oscillator that performs coarse and fine digital control even when the oscillation frequency range is wide.

このような課題を解決するための手段を以下に説明するが、その他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面から明らかになるであろう。   Means for solving such problems will be described below, but other problems and novel features will become apparent from the description of the present specification and the accompanying drawings.

一実施の形態によれば、下記の通りである。   According to one embodiment, it is as follows.

すなわち、発振周波数が制御値によって制御される発振器であって、発振周波数は制御値の1次関数で規定される。その1次関数は切片と傾きがディジタル値で規定され、切片と傾きとが設定可能とされる。   In other words, the oscillation frequency is controlled by a control value, and the oscillation frequency is defined by a linear function of the control value. In the linear function, the intercept and the slope are defined by digital values, and the intercept and the slope can be set.

前記一実施の形態によって得られる効果を簡単に説明すれば下記のとおりである。   The effect obtained by the one embodiment will be briefly described as follows.

すなわち、粗調と微調のディジタル制御を行う発振器において、発振周波数のレンジが広い場合にも、制御範囲と分解能を同時に適切に制御することができる。   That is, in an oscillator that performs digital control of coarse adjustment and fine adjustment, the control range and resolution can be appropriately controlled simultaneously even when the oscillation frequency range is wide.

図1は、本発明に係る発振器の制御カーブを表すグラフである。FIG. 1 is a graph showing a control curve of an oscillator according to the present invention. 図2は、本発明に係る発振器の構成例を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing a configuration example of an oscillator according to the present invention. 図3は、本発明に係る発振器の校正(トリミング)方法を示す説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram showing a method for calibrating (trimming) an oscillator according to the present invention. 図4は、図3の校正(トリミング)を実現する方法の一例を示すフローチャートである。FIG. 4 is a flowchart showing an example of a method for realizing the calibration (trimming) of FIG. 図5は、図3の校正(トリミング)を実現する方法の別の例を示す説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram showing another example of a method for realizing the calibration (trimming) of FIG. 図6は、本発明に係る発振器のレンジ設定部を含む構成例を示すブロック図である。FIG. 6 is a block diagram illustrating a configuration example including a range setting unit of an oscillator according to the present invention. 図7は、レンジ設定部の第1の構成例を示すブロック図である。FIG. 7 is a block diagram illustrating a first configuration example of the range setting unit. 図8は、レンジ設定部の第2の構成例を示すブロック図である。FIG. 8 is a block diagram illustrating a second configuration example of the range setting unit. 図9は、レンジ設定部の第3の構成例を示すブロック図である。FIG. 9 is a block diagram illustrating a third configuration example of the range setting unit. 図10は、電流制御発振部を備える発振器の構成例を示すブロック図である。FIG. 10 is a block diagram illustrating a configuration example of an oscillator including a current control oscillation unit. 図11は、図10の電流制御発振部の構成例を示す回路図である。FIG. 11 is a circuit diagram illustrating a configuration example of the current control oscillation unit of FIG. 図12は、図10の発振器におけるレンジ設定部の変形例を示すブロック図である。FIG. 12 is a block diagram showing a modification of the range setting unit in the oscillator of FIG. 図13は、LC発振部による構成例を示すブロック図である。FIG. 13 is a block diagram illustrating a configuration example of the LC oscillation unit. 図14は、図13のLC発振部におけるタンク回路の一構成例を示す回路図である。FIG. 14 is a circuit diagram showing a configuration example of a tank circuit in the LC oscillation unit of FIG. 図15は、図14のタンク回路における粗調容量バンクの構成例を示す回路図である。FIG. 15 is a circuit diagram showing a configuration example of the coarse adjustment capacity bank in the tank circuit of FIG. 図16は、図14のタンク回路における微調容量バンクの構成例を示す回路図である。FIG. 16 is a circuit diagram showing a configuration example of a fine adjustment capacity bank in the tank circuit of FIG. 図17は、図13のLC発振部における発振周波数調整用の可変容量部分の構成例を示す回路図である。FIG. 17 is a circuit diagram showing a configuration example of a variable capacitance portion for adjusting the oscillation frequency in the LC oscillation unit of FIG. 図18は、図17における粗調容量バンクの構成例を示す回路図である。FIG. 18 is a circuit diagram showing a configuration example of the coarse adjustment capacitor bank in FIG. 図19は、図17における微調容量バンクの構成例を示す回路図である。FIG. 19 is a circuit diagram showing a configuration example of the fine adjustment capacitor bank in FIG. 図20は、LC発振部を備える発振器の別の構成例を示すブロック図である。FIG. 20 is a block diagram illustrating another configuration example of an oscillator including an LC oscillation unit. 図21は、可変容量素子(バラクタ)の非線形特性に対する補正演算についての説明図(C−V特性)である。FIG. 21 is an explanatory diagram (CV characteristics) of the correction calculation for the nonlinear characteristics of the variable capacitance element (varactor). 図22は、可変容量素子(バラクタ)の非線形特性に対する補正演算についての説明図(パラメータaと電圧Vの関係)である。FIG. 22 is an explanatory diagram (relationship between the parameter a and the voltage V) of the correction calculation for the nonlinear characteristic of the variable capacitance element (varactor). 図23は、LC発振部によるさらに別の構成例を示すブロック図である。FIG. 23 is a block diagram illustrating still another configuration example of the LC oscillation unit. 図24は、電圧制御発振部を備える発振器の構成例を示すブロック図である。FIG. 24 is a block diagram illustrating a configuration example of an oscillator including a voltage controlled oscillation unit. 図25は、電流制御発振部を備えアナログの制御信号がフィードバックされる発振器の構成例を示すブロック図である。FIG. 25 is a block diagram illustrating a configuration example of an oscillator that includes a current control oscillation unit and that feeds back an analog control signal. 図26は、LC発振部を備えアナログの制御信号がフィードバックされる発振器の構成例を示すブロック図である。FIG. 26 is a block diagram illustrating a configuration example of an oscillator including an LC oscillation unit to which an analog control signal is fed back. 図27は、図2の発振器において、各DA変換器の出力部にゲイン調整部を追加した発振器の構成例を示すブロック図である。FIG. 27 is a block diagram illustrating a configuration example of an oscillator in which a gain adjusting unit is added to the output unit of each DA converter in the oscillator of FIG. 図28は、図2の発振器において、各DA変換器の参照値入力部にゲイン調整部を追加した発振器の構成例を示すブロック図である。FIG. 28 is a block diagram illustrating a configuration example of an oscillator in which a gain adjustment unit is added to the reference value input unit of each DA converter in the oscillator of FIG.

1.実施の形態の概要
先ず、本願において開示される代表的な実施の形態について概要を説明する。代表的な実施の形態についての概要説明で括弧を付して参照する図面中の参照符号はそれが付された構成要素の概念に含まれるものを例示するに過ぎない。なお、電流制御発振部61、LC発振部62、電圧制御発振部(VCO)63については、「発振部」ではなく「発振器」或いは「発振回路」の用語が一般的に使用されるが、本明細書では、周波数制御部10を含めた全体を発振器1として記載しているので、これと区別するために、「発振部」の語を用いることとする。
1. First, an outline of a typical embodiment disclosed in the present application will be described. Reference numerals in the drawings referred to in parentheses in the outline description of the representative embodiments merely exemplify what are included in the concept of the components to which the reference numerals are attached. Note that the term “oscillator” or “oscillation circuit” is generally used instead of “oscillation unit” for the current control oscillation unit 61, the LC oscillation unit 62, and the voltage control oscillation unit (VCO) 63. In the specification, since the whole including the frequency control unit 10 is described as the oscillator 1, the term “oscillation unit” is used to distinguish it from this.

〔1〕<発振周波数=傾き×制御値+切片>
本願において開示される代表的な実施の形態は、発振周波数(y)が制御値(x)によって制御される発振器(1)であって、前記発振周波数は、前記制御値の1次関数で規定され、前記1次関数は、切片(b)と傾き(a)がディジタル値で規定され、前記切片と前記傾きとが設定可能とされる。
[1] <Oscillation frequency = slope × control value + intercept>
A typical embodiment disclosed in the present application is an oscillator (1) in which an oscillation frequency (y) is controlled by a control value (x), and the oscillation frequency is defined by a linear function of the control value. In the linear function, the intercept (b) and the slope (a) are defined by digital values, and the intercept and the slope can be set.

これにより、粗調と微調のディジタル制御を行う発振器において、発振周波数のレンジが広い場合にも、制御範囲と分解能を同時に適切に制御することができる。「制御値」はディジタルの制御コードであっても良いし、アナログの制御電圧または制御電流であってもよい。   As a result, in an oscillator that performs digital control of coarse adjustment and fine adjustment, the control range and resolution can be appropriately controlled simultaneously even when the oscillation frequency range is wide. The “control value” may be a digital control code or an analog control voltage or control current.

〔2〕<傾きは切片(発振周波数レンジ)に比例>
項1において、前記傾きの設定値(a1,a2,a3,a4,…)が、前記切片の設定値(b1,b2,b3,b4,…)と比例的な正の相関(a1:b1≒a2:b2≒a3:b3≒a4:b4≒…)を持つ値に規定される。
[2] <Slope is proportional to intercept (oscillation frequency range)>
In the term 1, the set value (a1, a2, a3, a4,...) Of the slope is positively proportional to the set value (b1, b2, b3, b4,...) Of the intercept (a1: b1≈). a2: b2≈a3: b3≈a4: b4≈ ...).

これにより、発振周波数のレンジが広い場合にも、微調のためのビット数を少なく抑えることができ、制御範囲と分解能を同時に適切に制御することができる。発振周波数の制御範囲が広い場合に、切片が大きいとき、即ち、制御対象の発振周波数の周波数レンジが高いときには、それに比例して傾きを大きくすることにより、発振周波数に対する制御値の変化に伴う発振周波数の変化量の割合を、周波数レンジに関わらず一定(等比)とすることができる。さらに発振器(1)のアナログ制御量に対する発振周波数(y)と制御値(x)の関係に非線形性が有っても単調増加であれば、制御区間を狭めることで線形近似でき、周波数レンジを適切に分け、傾き(a)をレンジごとに設定することで1次関数での制御が適用できるため、制御範囲と分解能を同時に適切に制御することができる。   Thereby, even when the range of the oscillation frequency is wide, the number of bits for fine adjustment can be reduced, and the control range and resolution can be controlled appropriately at the same time. When the control range of the oscillation frequency is wide and the intercept is large, that is, when the frequency range of the oscillation frequency to be controlled is high, by increasing the slope proportionally, the oscillation accompanying the change in the control value with respect to the oscillation frequency The rate of change in frequency can be made constant (equal ratio) regardless of the frequency range. Furthermore, even if there is nonlinearity in the relationship between the oscillation frequency (y) and the control value (x) with respect to the analog control amount of the oscillator (1), if it is monotonically increasing, it can be linearly approximated by narrowing the control interval, and the frequency range Since the control by the linear function can be applied by appropriately dividing and setting the inclination (a) for each range, the control range and the resolution can be controlled appropriately at the same time.

〔3〕<レンジ設定部>
項1または項2において、前記発振器(1)は、複数の周波数レンジを有し、前記複数の周波数レンジごとに前記切片と前記傾きとを設定する、レンジ設定部(20、30)を備える。
[3] <Range setting section>
In Item 1 or 2, the oscillator (1) includes a range setting unit (20, 30) that has a plurality of frequency ranges and sets the intercept and the slope for each of the plurality of frequency ranges.

これにより、切片と傾きからなる制御パラメータを設定する回路の構成を簡略化することができる。   As a result, the configuration of the circuit for setting the control parameter including the intercept and the inclination can be simplified.

〔4〕<切片と傾きの全ての組合せを保持>
項3において、前記レンジ設定部は、前記複数の周波数レンジのそれぞれについて切片と傾きの設定値が保持され(31a、31b)、指定される周波数レンジに応じて選択された切片(b)と傾き(a)を設定する。
[4] <Keep all combinations of intercept and slope>
In Section 3, the range setting unit holds intercept and slope setting values for each of the plurality of frequency ranges (31a, 31b), and the intercept (b) and slope selected according to the designated frequency range. Set (a).

これにより、切片と傾きからなる制御パラメータを予め測定や設計などによって求めておき、選択するだけで設定るため、設定する度に最適値を求める必要がない。   As a result, the control parameter composed of the intercept and the inclination is obtained in advance by measurement, design, etc., and is set only by selection. Therefore, it is not necessary to obtain the optimum value every time it is set.

〔5〕<切片と傾きの一部の組合せを保持、他は補間によって算出>
項3において、前記レンジ設定部は、前記複数の周波数レンジのうち一部について切片と傾きの設定値が保持され(32a、32b)、指定される前記周波数レンジが前記一部の周波数レンジの場合には対応する切片と傾きが選択されて設定され、前記一部の周波数レンジ以外の場合には、前記一部の周波数レンジのうち当該周波数レンジに近い2個の周波数レンジに対応する切片と傾きの値から補間(23a、23b)によって求めた値を、当該周波数レンジに対応する切片(b)と傾き(a)として設定する。
[5] <Retaining some combinations of intercept and slope, others calculated by interpolation>
In item 3, the range setting unit holds intercept and slope setting values for a part of the plurality of frequency ranges (32a, 32b), and the designated frequency range is the partial frequency range. Are selected and set for the corresponding intercept and slope, and in cases other than the part of the frequency ranges, the intercept and slope corresponding to two frequency ranges close to the frequency range of the part of the frequency ranges. The values obtained by interpolation (23a, 23b) from these values are set as the intercept (b) and slope (a) corresponding to the frequency range.

これにより、切片と傾きからなる制御パラメータを予め測定や設計などによって求めておき、選択するだけで設定るため、設定する度に最適値を求める必要がない。   As a result, the control parameter composed of the intercept and the inclination is obtained in advance by measurement, design, etc., and is set only by selection. Therefore, it is not necessary to obtain the optimum value every time it is set.

〔6〕<校正(トリミング)>
項4または項5において、切片と傾きの前記設定値は、前記発振器を動作させて測定した前記制御値と発振周波数の関係に基づいて算出され、前記レンジ設定部(30)に書き込まれる。
[6] <Proofreading (trimming)>
In item 4 or item 5, the set values of the intercept and the inclination are calculated based on the relationship between the control value measured by operating the oscillator and the oscillation frequency, and are written in the range setting unit (30).

これにより、製造ばらつきが吸収される。   Thereby, manufacturing variation is absorbed.

〔7〕<切片と傾きを算出する関数>
項3において、前記レンジ設定部は、前記複数の周波数レンジのそれぞれに対応する切片と傾きを算出する関数(26a、26b)を備え、指定される周波数レンジに応じて前記関数によって算出された切片(b)と傾き(a)を、当該周波数レンジに対応する切片と傾きとして設定する。
[7] <Function for calculating intercept and slope>
In item 3, the range setting unit includes a function (26a, 26b) for calculating an intercept and a slope corresponding to each of the plurality of frequency ranges, and an intercept calculated by the function according to a specified frequency range. (B) and slope (a) are set as the intercept and slope corresponding to the frequency range.

これにより、切片と傾きからなる制御パラメータを予め測定や設計などによって求めておき、選択するだけで設定されるため、設定する度に最適値を求める必要がない。   As a result, the control parameter composed of the intercept and the inclination is obtained in advance by measurement, design, etc., and is set only by selection. Therefore, it is not necessary to obtain the optimum value every time it is set.

〔8〕<3個のDAC+OSC>
項1から項7のうちのいずれか1項において、前記発振器(1)は、それぞれディジタル値と参照値が入力され前記ディジタル値と前記参照値の積に基づいてアナログ値を出力する第1DA変換器(11)と第2DA変換器(12)と第3DA変換器(13)とを備える。
[8] <3 DAC + OSC>
Item 8. The first DA conversion according to any one of Items 1 to 7, wherein the oscillator (1) receives a digital value and a reference value and outputs an analog value based on a product of the digital value and the reference value. A device (11), a second DA converter (12), and a third DA converter (13).

前記切片は基準値(Iref)と第1パラメータ(b)との積(b×Iref)で規定され、前記傾きは前記基準値と前記第2パラメータ(a)との積(a×Iref)で規定される。   The intercept is defined by a product (b × Iref) of a reference value (Iref) and a first parameter (b), and the slope is a product (a × Iref) of the reference value and the second parameter (a). It is prescribed.

前記第3DA変換器は、前記ディジタル値として前記第2パラメータ(a)が入力され、前記参照値として前記基準値(Iref)が入力されて、前記第2パラメータと前記基準値との積(a×Iref)が出力される。   The third DA converter receives the second parameter (a) as the digital value, receives the reference value (Iref) as the reference value, and calculates the product (a of the second parameter and the reference value) * Iref) is output.

前記第2DA変換器は、前記ディジタル値として前記第1パラメータ(b)が入力され、前記参照値として前記基準値(Iref)が入力されて、前記第1パラメータと前記基準値との積(b×Iref)が出力される。   The second DA converter receives the first parameter (b) as the digital value, the reference value (Iref) as the reference value, and the product (b of the first parameter and the reference value). * Iref) is output.

前記第1DA変換器は、前記ディジタル値として前記制御値(x)が入力され、前記参照値として前記第3DA変換器から出力される前記第2パラメータと前記基準値との積(a×Iref)が入力されて、前記制御値と前記第2パラメータと前記基準値との積(a×x×Iref)が出力される。   The first DA converter receives the control value (x) as the digital value, and the product of the second parameter and the reference value (a × Iref) output from the third DA converter as the reference value. Is input, and the product (a × x × Iref) of the control value, the second parameter, and the reference value is output.

前記発振周波数は、前記制御値と前記第2パラメータと前記基準値との積と、前記第1パラメータと前記基準値との積との和(a×x×Iref+b×Iref)に基づいて制御される。   The oscillation frequency is controlled based on a sum (a × x × Iref + b × Iref) of a product of the control value, the second parameter, and the reference value and a product of the first parameter and the reference value. The

これにより、制御範囲と分解能を調整する回路を3個のDA変換器で構成し、そのビット精度を必要以上に高くする必要がない。   As a result, the circuit for adjusting the control range and resolution is constituted by three DA converters, and it is not necessary to increase the bit accuracy more than necessary.

〔9〕<電流出力型DAC+電流制御発振部>
項8において、前記第1、第2、及び第3DA変換器はそれぞれ、それぞれに入力されるディジタル値と参照値との積に対応する電流値を出力とする、電流出力型DA変換器である。
[9] <Current output type DAC + current controlled oscillator>
8. The current output type DA converter according to item 8, wherein each of the first, second, and third DA converters outputs a current value corresponding to a product of a digital value and a reference value input to each of the first, second, and third DA converters. .

前記発振周波数は、前記制御値と前記第2パラメータと前記基準値との積の電流値と、前記第1パラメータと前記基準値との積の電流値との和(a×x×Iref+b×Iref)に基づいて制御される。   The oscillation frequency is a sum (a × x × Iref + b × Iref) of the current value of the product of the control value, the second parameter, and the reference value, and the current value of the product of the first parameter and the reference value. ).

これにより、電流値の乗算や加算を行うアナログ回路は、電圧値の乗算や加算に比べて簡略な回路で構成され、全体として回路規模を抑えることができる。   As a result, the analog circuit that performs multiplication and addition of current values is configured with a simpler circuit than the multiplication and addition of voltage values, and the overall circuit scale can be reduced.

〔10〕<容量型DAC×2+電圧型DAC+LC発振部>
請求項1において、前記発振器(1)は、粗調容量バンク(71)と微調容量バンク(72)と、DA変換器(13)とを備える。
[10] <Capacitive DAC × 2 + Voltage DAC + LC oscillation unit>
In Claim 1, the oscillator (1) includes a coarse adjustment capacitor bank (71), a fine adjustment capacitor bank (72), and a DA converter (13).

前記粗調容量バンクは、複数の容量素子(77)と複数の粗調スイッチ(79)を備え、前記切片(b)の値に基づいて、前記複数の粗調スイッチを制御して接続される容量素子の数を増減することにより前記粗調容量バンク全体の容量値が制御される。   The coarse adjustment capacitor bank includes a plurality of capacitive elements (77) and a plurality of coarse adjustment switches (79), and is connected by controlling the plurality of coarse adjustment switches based on the value of the intercept (b). By increasing or decreasing the number of capacitor elements, the capacitance value of the entire coarsely adjusted capacitor bank is controlled.

前記微調容量バンクは、印加される電圧によって容量値が調整される複数の可変容量素子(78)と複数の微調スイッチ(79)を備え、前記制御値に基づいて前記複数の微調スイッチを制御して接続される可変容量素子の数を増減することにより前記微調容量バンク全体の容量値が制御される。   The fine adjustment bank includes a plurality of variable capacitance elements (78) whose capacitance values are adjusted by an applied voltage and a plurality of fine adjustment switches (79), and controls the plurality of fine adjustment switches based on the control value. By increasing or decreasing the number of variable capacitance elements connected to each other, the capacitance value of the entire fine adjustment capacitor bank is controlled.

前記DA変換器は、前記傾き(a)の値をアナログ電圧に変換して、前記複数の可変容量素子に印加する。   The DA converter converts the value of the slope (a) into an analog voltage and applies it to the plurality of variable capacitance elements.

これにより、LC型の発振回路を備えた発振器において、発振周波数が制御値に関する1次関数によって制御されるように構成することができる。   Thereby, in an oscillator provided with an LC oscillation circuit, the oscillation frequency can be controlled by a linear function related to the control value.

〔11〕<可変容量素子の非線形性を補正するテーブル>
項10において、前記発振器(1)は、前記可変容量素子の印加電圧に対する容量値特性に基づいて、前記傾きの値を補正して前記DA変換器に入力する、補正テーブル(27)をさらに有する。
[11] <Table for correcting nonlinearity of variable capacitance element>
In item 10, the oscillator (1) further includes a correction table (27) that corrects the value of the slope and inputs the value to the DA converter based on a capacitance value characteristic with respect to an applied voltage of the variable capacitance element. .

これにより、可変容量素子が非線形特性を有する場合にも、傾きの値によって線形に、発振周波数の微調を行うことができる。追加する補正テーブル(27)を、可変容量素子の印加電圧対容量特性の逆関数とし、発振周波数が傾きの値に比例するように補正することができる。   Thereby, even when the variable capacitance element has a non-linear characteristic, the oscillation frequency can be finely adjusted linearly by the slope value. The correction table (27) to be added is an inverse function of the applied voltage versus capacitance characteristic of the variable capacitance element, and the oscillation frequency can be corrected so as to be proportional to the slope value.

〔12〕<可変容量素子の非線形性を補正するR−DAC>
項10において、前記DA変換器は、入力されるディジタル値と出力電圧との間に、前記可変容量素子の印加電圧に対する容量の特性を補償する特性を備える。
[12] <R-DAC for correcting nonlinearity of variable capacitance element>
In Item 10, the DA converter has a characteristic that compensates a characteristic of a capacitance with respect to an applied voltage of the variable capacitance element between an input digital value and an output voltage.

これにより、可変容量素子が非線形特性を有する場合にも、傾きの値によって線形に、発振周波数の微調を行うことができる。可変容量素子の印加電圧に対する容量の特性(VC特性)を補償する特性とは、例えば、前記VC特性の逆関数に相当する特性である。   Thereby, even when the variable capacitance element has a non-linear characteristic, the oscillation frequency can be finely adjusted linearly by the slope value. The characteristic for compensating the capacitance characteristic (VC characteristic) with respect to the applied voltage of the variable capacitance element is, for example, a characteristic corresponding to an inverse function of the VC characteristic.

〔13〕<DAC+VCO>
項8において、前記第1、第2、及び第3DA変換器はそれぞれ、それぞれに入力されるディジタル値と参照値との積に対応するアナログ値を出力とする、DA変換器であり、前記発振周波数は、前記制御値と前記第2パラメータと前記基準値との積と、前記第1パラメータと前記基準値との積との和に対応する電圧値に基づいて制御される。
[13] <DAC + VCO>
Item 8 is the DA converter, wherein each of the first, second, and third DA converters outputs an analog value corresponding to a product of a digital value and a reference value input to each, and the oscillation The frequency is controlled based on a voltage value corresponding to a sum of a product of the control value, the second parameter, and the reference value, and a product of the first parameter and the reference value.

これにより、電圧制御型の発振回路(VCO)を備えた発振器において、発振周波数が制御値に関する1次関数によって制御されるように構成することができる。   As a result, an oscillator having a voltage-controlled oscillation circuit (VCO) can be configured such that the oscillation frequency is controlled by a linear function related to the control value.

〔14〕<アナログフィードバック>
項1から項7のうちのいずれか1項において、前記制御値としてアナログ値が入力される。前記切片は第1パラメータ(b)に基づいて規定され、前記傾きは前記第2パラメータ(a)に基づいて規定され、前記発振周波数は、前記制御値と前記第2パラメータの積と、前記第1パラメータとの和に基づいて制御される。
[14] <Analog feedback>
In any one of Items 1 to 7, an analog value is input as the control value. The intercept is defined based on the first parameter (b), the slope is defined based on the second parameter (a), and the oscillation frequency is calculated by multiplying the product of the control value and the second parameter, Control is based on the sum of one parameter.

これにより、制御値としてアナログ電圧が入力される発振器において、発振周波数が制御値に関する1次関数によって制御されるように構成することができる。例えばアナログPLLにおいて、周波数レンジごととのループゲインをディジタルパラメータによって等比的に制御することができる。   Thus, in an oscillator that receives an analog voltage as a control value, the oscillation frequency can be controlled by a linear function related to the control value. For example, in an analog PLL, the loop gain for each frequency range can be controlled by digital parameters in an equal ratio.

〔15〕<DA変換器の出力にゲイン調整部>
項8において、前記発振器(1)は、前記第1、第2、及び第3DA変換器のうちの少なくとも1個の出力を調整するゲイン調整部(81〜83)をさらに有する。
[15] <Gain adjuster at output of DA converter>
In item 8, the oscillator (1) further includes a gain adjustment unit (81-83) that adjusts an output of at least one of the first, second, and third DA converters.

これにより、発振部61に入力される制御量を適切な範囲の値に調整することができる。   Thereby, the control amount input to the oscillating unit 61 can be adjusted to a value in an appropriate range.

〔16〕<DA変換器の参照値入力にゲイン調整部>
項8において、前記発振器(1)は、前記第1、第2、及び第3DA変換器のうちの少なくとも1個のDA変換器に入力される前記参照値を調整するゲイン調整部(81〜83)をさらに有する。
[16] <Gain adjustment unit for reference value input of DA converter>
In item 8, the oscillator (1) includes a gain adjustment unit (81-83) that adjusts the reference value input to at least one DA converter among the first, second, and third DA converters. ).

これにより、発振部61に入力される制御量を適切な範囲の値に調整することができる。   Thereby, the control amount input to the oscillating unit 61 can be adjusted to a value in an appropriate range.

2.実施の形態の詳細
実施の形態について更に詳述する。
2. Details of Embodiments Embodiments will be further described in detail.

〔実施形態1〕<切片(粗調)と傾き(微調)が設定可能な発振器>
本発明に係る発振器1は、発振周波数yが制御値xの切片bと傾きaの1次関数で規定され(y=ax+b)、切片bと傾きaとが設定可能とされる。発振器1は、複数の発振周波数レンジを有し、発振周波数レンジごとに切片bと傾きaの値を設定することができる。
[Embodiment 1] <Oscillator capable of setting intercept (coarse adjustment) and inclination (fine adjustment)>
In the oscillator 1 according to the present invention, the oscillation frequency y is defined by a linear function of the intercept b and the slope a of the control value x (y = ax + b), and the intercept b and the slope a can be set. The oscillator 1 has a plurality of oscillation frequency ranges, and the values of the intercept b and the slope a can be set for each oscillation frequency range.

図1は、本発明に係る発振器の制御カーブを表すグラフである。横軸は制御値である制御コードxであり、縦軸は発振周波数yである。4個の発振周波数レンジ、b1からb2まで、b2からb3まで、b3からb4まで、b4からb5までが示され、それぞれの周波数レンジにおいて、傾きの設定値a1,a2,a3,a4と、切片の設定値b1,b2,b3,b4とを設定することができる。   FIG. 1 is a graph showing a control curve of an oscillator according to the present invention. The horizontal axis is the control code x that is the control value, and the vertical axis is the oscillation frequency y. Four oscillation frequency ranges, b1 to b2, b2 to b3, b3 to b4, and b4 to b5 are shown. In each frequency range, slope set values a1, a2, a3, a4, and intercept Set values b1, b2, b3, and b4 can be set.

図2は、本発明に係る発振器1の構成例を示すブロック図である。   FIG. 2 is a block diagram showing a configuration example of the oscillator 1 according to the present invention.

発振器1は、第1〜第3の3個のDA変換器11〜13と加算器14を備える周波数制御部10と発振部61によって構成される。DA変換器11〜13はそれぞれ、参照電流Irefに基づいて、入力されるディジタル値をアナログの電流値に変換する電流型DA変換器であり、加算器14は電流加算回路であり、発振部61は電流制御発振部である。第2DA変換器(DAC2)12にはディジタル値である切片bが入力され、アナログ電流b×Irefが出力される。第3DA変換器(DAC3)13にはディジタル値である傾きaが入力され、アナログ電流a×Irefが出力され、第1DA変換器(DAC1)11の参照電流に入力される。第1DA変換器(DAC1)11には、制御値であるディジタルの制御コードxが入力され、参照電流であるa×Irefとの積、x×a×Irefが出力される。加算器14は、第1DA変換器(DAC1)11からの出力電流x×a×Irefと、第2DA変換器(DAC2)12からの出力電流b×Irefとを加算してIy=(x×a+b)×Irefを求め、発振部61に制御電流Iyとして供給する。   The oscillator 1 includes a frequency control unit 10 and an oscillating unit 61 including first to third three DA converters 11 to 13 and an adder 14. Each of the DA converters 11 to 13 is a current type DA converter that converts an input digital value into an analog current value based on the reference current Iref, and the adder 14 is a current addition circuit. Is a current controlled oscillator. The second DA converter (DAC2) 12 receives the intercept b, which is a digital value, and outputs an analog current b × Iref. The third DA converter (DAC3) 13 receives a slope a which is a digital value, outputs an analog current a × Iref, and inputs it to the reference current of the first DA converter (DAC1) 11. The first DA converter (DAC1) 11 receives a digital control code x as a control value, and outputs a product of x × a × Iref with a reference current a × Iref. The adder 14 adds the output current x × a × Iref from the first DA converter (DAC1) 11 and the output current b × Iref from the second DA converter (DAC2) 12 to add Iy = (xx × a + b ) × Iref is obtained and supplied to the oscillating unit 61 as the control current Iy.

これにより、粗調と微調のディジタル制御を行う発振器1において、発振周波数のレンジが広い場合にも、制御範囲と分解能を同時に適切に制御することができる。「切片」のみが設定可能な、従来の単純な粗調と微調との組合せでは、制御値(制御コード)を変更したときの発振周波数の変化量が等差的であるため、発振周波数の制御範囲が広い場合には、微調のためのビット数を増やす必要がある。これに対して、本発明では「傾き」も設定可能とすることにより、発振周波数が高い制御範囲では、制御値を変更したときの発振周波数の変化量を大きくすることができるので、微調のためのビット数を増やすことなく、広い制御範囲に対応することができる。   Thus, in the oscillator 1 that performs coarse and fine digital control, the control range and the resolution can be appropriately controlled simultaneously even when the oscillation frequency range is wide. In the conventional combination of simple coarse adjustment and fine adjustment, in which only the “intercept” can be set, the amount of change in oscillation frequency when the control value (control code) is changed is equal. When the range is wide, it is necessary to increase the number of bits for fine adjustment. On the other hand, in the present invention, since the “slope” can also be set, the amount of change in the oscillation frequency when the control value is changed can be increased in the control range where the oscillation frequency is high. It is possible to deal with a wide control range without increasing the number of bits.

図2には、電流型DA変換器と電流制御発振部による構成例を示したが、これに制限されるものではなく、本発明の発振器は、後述の実施形態を含めて、種々の実施形態によって構成することができる。例えば、DA変換器は電圧出力として、出力電圧の間で上記1次関数の演算を行い、電圧制御発振部(VCO)に制御電圧として供給しても良い。また、ディジタルのままの積和演算により上記1次関数の演算を行い、ディジタル値として得られた結果を、アナログの電圧または電流量、或いは容量値に変換して、そのアナログ量によって発振周波数が制御される発振回路に供給しても良い。   FIG. 2 shows a configuration example of a current type DA converter and a current control oscillation unit, but the present invention is not limited to this, and the oscillator of the present invention includes various embodiments including those described later. Can be configured. For example, the DA converter may calculate the linear function between the output voltages as a voltage output and supply it as a control voltage to the voltage controlled oscillator (VCO). In addition, the above linear function is calculated by a product-sum operation as it is, and the result obtained as a digital value is converted into an analog voltage or current amount or capacitance value. You may supply to the controlled oscillation circuit.

<傾きは切片(発振周波数レンジ)に比例>
発振周波数レンジごとに設定される、傾きの設定値a1,a2,a3,a4,…と、切片の設定値b1,b2,b3,b4,…とは、比例的な正の相関a1:b1≒a2:b2≒a3:b3≒a4:b4≒…を持つ値に規定されるとより好適である。これにより、発振周波数レンジに比例した傾きとなるので、発振周波数に対する制御値の変化に伴う発振周波数の変化量の割合を、周波数レンジに関わらず一定(等比)とすることができる。
<Slope is proportional to intercept (oscillation frequency range)>
The slope set values a1, a2, a3, a4,... And the intercept set values b1, b2, b3, b4,... Set for each oscillation frequency range are proportional positive correlations a1: b1≈. It is more preferable that the value is defined as having a2: b2≈a3: b3≈a4: b4≈. Accordingly, since the slope is proportional to the oscillation frequency range, the ratio of the change amount of the oscillation frequency accompanying the change of the control value with respect to the oscillation frequency can be made constant (equal ratio) regardless of the frequency range.

例えば、発振周波数=500MHzで傾きa1、切片b1とし、制御コードを1UI(Unit Interval)変化させたときに発振周波数が1MHz変化するとき、制御コードの1UIに対する発振周波数の変化の割合は0.2%である。ここで、発振周波数=1000MHzのレンジにおいて傾きaの設定値をa2=a1×2とすることにより、制御コードを1UI変化させたときに発振周波数が2MHz変化することになる。そのとき、制御コードの1UIに対する発振周波数の変化の割合は、0.2%である。このように、発振周波数レンジが500MHzでも1000MHzでも、制御コードの1UIに対する発振周波数の変化の割合を、一定の0.2%とすることができる。   For example, when the oscillation frequency is 500 MHz and the slope is a1 and the intercept b1, and the control code is changed by 1 UI (Unit Interval), the oscillation frequency changes by 1 MHz. %. Here, by setting the setting value of the slope a to a2 = a1 × 2 in the range of the oscillation frequency = 1000 MHz, the oscillation frequency changes by 2 MHz when the control code is changed by 1 UI. At that time, the rate of change of the oscillation frequency with respect to 1 UI of the control code is 0.2%. Thus, regardless of whether the oscillation frequency range is 500 MHz or 1000 MHz, the rate of change of the oscillation frequency with respect to 1 UI of the control code can be set to a constant 0.2%.

上記の比は互いに等しいことが理想的であるが、正確に等しいことを要しない。比が不正確の場合には、発振周波数レンジごとの制御コードの1UIに対する発振周波数の変化の割合が、それに伴って一定値から外れるに過ぎないからである。   Ideally, the above ratios should be equal to each other, but need not be exactly equal. This is because when the ratio is inaccurate, the rate of change of the oscillation frequency with respect to 1 UI of the control code for each oscillation frequency range is only deviated from a certain value accordingly.

〔実施形態2〕<校正(トリミング)>
発振器1は、切片bと傾きaとをそれぞれ適切に設定することができるので、これによって発振回路の製造ばらつきを補償する、校正(トリミング)を行なうことができる。
[Embodiment 2] <Calibration (Trimming)>
Since the oscillator 1 can appropriately set the intercept b and the slope a, calibration (trimming) can be performed to compensate for manufacturing variations of the oscillation circuit.

図3は、発振器1の校正(トリミング)方法を示す説明図である。横軸は制御値である制御コードXであり、縦軸は発振周波数Yである。制御コードXは便宜上0からXmaxの範囲の正の値を取るものとして説明するが、例えば−Xminから+Xmaxまでの正と負の値を取るとしても同様である。 FIG. 3 is an explanatory diagram showing a calibration (trimming) method of the oscillator 1. The horizontal axis is the control code X that is a control value, and the vertical axis is the oscillation frequency Y. The control code X is described as a positive value in the range from 0 to X max for convenience, but the same applies even if it takes positive and negative values from -X min to + X max , for example.

校正前の発振周波数カーブをY=A×ainit×X+B×binit
校正後の発振周波数カーブをY=A×a×X+B×b
所望の発振周波数カーブをY=A×ainit×X+B×binitとする。
The oscillation frequency curve before calibration is expressed as Y a = A a × a init × X + B a × b init ,
The oscillation frequency curve after calibration Y c = A a × a t × X + B a × b t,
The desired oscillation frequency curve and Y t = A t × a init × X + B t × b init.

ここで、
とBはそれぞれ校正前の発振周波数カーブの傾きと切片の係数[Hz]、
とBはそれぞれ所望の発振周波数カーブの傾きと切片の係数[Hz]、
initとbinitはそれぞれ設定値aと設定値bの初期値、
とbはそれぞれ設定値aと設定値bの校正後の最適値である。
here,
A a and B a are the slope and intercept coefficient [Hz] of the oscillation frequency curve before calibration,
A t and B t is the coefficient of each slope and intercept of the desired oscillation frequency curves [Hz],
a init and b init are initial values of the setting value a and the setting value b, respectively.
a t and b t is the optimum value after calibration settings b respectively the set value a.

なお、[Hz]は、単位がHzであることを表す。   [Hz] represents that the unit is Hz.

校正(トリミング)方法について説明する。   A calibration (trimming) method will be described.

(1)切片bの校正
X=0で発振周波数Ya_0を測定する。
(1) Calibration X = 0 intercept b to measure the oscillation frequency Y a_0.

a_0=B×binitであるので、所望の特性であるYt_0と、X=0での校正後の発振周波数Yc_0=B×bとを等しくするために、b=binit×Yt_0/Ya_0によって校正後の設定値bが求められる。図2に示されるように、校正前の発振周波数カーブは、切片がYa_0からYt_0となるように、「切片b校正後」として示される特性に平行移動する。 Since in Y a_0 = B a × b init , and Y t_0 the desired properties, in order to equalize the oscillation frequency Y c_0 = B a × b t after calibration at X = 0, b t = b A set value b t after calibration is obtained by init × Y t — 0 / Y a — 0 . As shown in FIG. 2, the oscillation frequency curve before calibration, so that the intercept is Y t_0 from Y a_0, translates characteristics shown as "after intercept b Calibration".

(2)傾きaの校正
X=Xmaxで発振周波数Ya_maxを測定する。
(2) measuring the oscillation frequency Y a_max calibration X = X max of the slope a.

a_max=A×ainit×Xmax+Yt_0であるので、所望の特性であるYt_maxと、X=Xmaxでの校正後の発振周波数Yc_max=A×a×Xmax+Yt_0とを等しくするために、a=ainit×(Yt_max−Yt_0)/Ya_max−Yt_0)によって校正後の設定値aが求められる。図2に示されるように、切片b校正後の発振周波数カーブから、切片Yt_0としたまま傾きを校正後の設定値aとすることにより、校正後の発振周波数カーブYを、所望の発振周波数カーブYに一致させることができる。 Since Y a — max = A a × a init × X max + Y t0 , the desired characteristic Y tmax and the oscillation frequency after calibration at X = X max Y cmax = A a × a t × X max + Y t — 0 In order to make them equal to each other, a set value at after calibration is obtained by a t = a init × (Y tmax −Y t0 ) / Y a — max −Y t0 ). As shown in FIG. 2, from the oscillation frequency curve after calibration of the intercept b, by setting the slope as the set value at after calibration with the intercept Y t — 0 , the oscillation frequency curve Y c after calibration is obtained as a desired value. it can be matched to the oscillation frequency curve Y t.

発振周波数カーブが制御コードに対して線形(直線)の場合には、上述の通り、発振周波数カーブYを、所望の発振周波数カーブYに一致させることができるが、実際には発振周波数Yは制御コードXに対して非線形性を持ち、これが大きい場合には校正に誤差を生じる。 When the oscillation frequency curve control codes linear (straight line), as described above, the oscillation frequency curve Y c, but can be matched to the desired oscillation frequency curve Y t, actually oscillating frequency Y Has nonlinearity with respect to the control code X, and if this is large, an error occurs in calibration.

図4は、図3の校正(トリミング)を実現する方法の一例を示すフローチャートである。切片bの校正を行うとき、発振周波数の測定とそれによる切片bの値の更新を、切片bの校正値が変化しなくなるまで繰り返すことにより、発振周波数カーブに非線形性がある場合にも精度よく最適な校正値を得ることができる。   FIG. 4 is a flowchart showing an example of a method for realizing the calibration (trimming) of FIG. When calibrating the intercept b, the measurement of the oscillation frequency and the update of the value of the intercept b are repeated until the calibration value of the intercept b does not change, so that even when the oscillation frequency curve has non-linearity, it is accurate. An optimum calibration value can be obtained.

まず、制御コードX=0、ループインデックスi=0に初期化し(S1)、他の初期値設定を行う(S2)。次に校正値bt_i+1計算処理(S3)の繰り返しに移る。まず、切片bの設定値b=bt_iを代入する(S4)。1回目のループではi=0であるので、b=bt_0が代入される。次に発振周波数Yを測定する(S5)。測定された周波数Yと所望の発振周波数Yとを比較して、上述の「切片bの校正」を行い、更新された切片bt_i+1を算出する(S6)。更新前の切片bt_iと更新後の切片bt_i+1とを比較し(S7)、差が1(1LSB)より大きいとき、即ち、更新前後で切片bの値が異なるときには、ループインデックスiを1増やし(S8)、校正値bt_i+1計算処理(S3)に戻る。更新前の切片bt_iと更新後の切片bt_i+1とが一致するまでこれを繰り返し、一致したときには、切片bの校正値b=bt_i+1として確定する(S9)。傾きaの校正についても、同様に行う。図4に示されるフローチャートにおいて、X=Xmaxとし、校正値bt_i+1計算処理に代えて校正値at_i+1計算処理を実行する。 First, the control code X = 0 and loop index i = 0 are initialized (S1), and other initial values are set (S2). Next, the calibration value b t — i + 1 calculation process (S3) is repeated. First, the set value b = bt_i of the intercept b is substituted (S4). Since i = 0 in the first loop, b = b t0 is substituted. Next, the oscillation frequency Yc is measured (S5). Compared to the measured frequency Y c a desired oscillation frequency Y t, it performs a "calibration intercept b" described above, calculates the updated sections b t_i + 1 (S6). The intercept b t_i before the update and the intercept b t_i + 1 after the update are compared (S7). When the difference is larger than 1 (1LSB), that is, when the value of the intercept b before and after the update is different, the loop index i is increased by 1. (S8), the process returns to the calibration value b t — i + 1 calculation process (S3). Repeat this until the pre-update intercept b t_i and intercept b t_i + 1 of the updated match, when there is a match, it is determined as the calibration value b t = b t_i + 1 intercept b (S9). The same applies to the calibration of the inclination a. In the flowchart shown in FIG. 4, and X = Xmax, executes the calibration value a t_i + 1 calculation processing in place of the calibration value b t_i + 1 calculation processing.

探索アルゴリズムとして上記の測定回数1回の1次関数(y=m×x)だけでなく、測定回数2回の切片あり1次関数(y=m×x+n)や3点測定して2次関数を使用する等、他の関数フィッティングも使用できる。また関数フィッティングのみならず2分探索等他のさまざまなアルゴリズムを用いることも可能である。   As a search algorithm, not only the above-described linear function (y = m × x) with a single measurement, but also a linear function with an intercept with two measurements (y = m × x + n) or a three-point measurement and a quadratic function Other function fittings can be used, such as In addition to function fitting, various other algorithms such as binary search can be used.

図5は、図3の校正(トリミング)を実現する方法の別の例を示す説明図である。   FIG. 5 is an explanatory diagram showing another example of a method for realizing the calibration (trimming) of FIG.

制御する周波数レンジが複数ある場合、傾きaと切片bの探索アルゴリズムとして関数フィッティングを使用することができる。フィッティングに使用する関数a=f(Y)とb=g(Y)の係数は、発振周波数Yを必要回数測定し、計算から求めることができる。また、所望の周波数を求めた関数に代入し、補間することで測定点数を減らすことができる。図では、例として2次関数で3点測定(図中星印)し、間を補間(図中黒丸)している。   When there are a plurality of frequency ranges to be controlled, function fitting can be used as a search algorithm for the slope a and the intercept b. The coefficients of the functions a = f (Y) and b = g (Y) used for fitting can be obtained by calculating the oscillation frequency Y a required number of times. Further, the number of measurement points can be reduced by substituting the desired frequency into the obtained function and performing interpolation. In the figure, as an example, three points are measured with a quadratic function (stars in the figure) and interpolated (black circles in the figure).

〔実施形態3〕<レンジ設定部>
複数の発振周波数レンジを有する場合には、発振器1は、それぞれのレンジに適する傾きaと切片bの設定値が使用されるように構成される。
[Embodiment 3] <Range setting unit>
In the case of having a plurality of oscillation frequency ranges, the oscillator 1 is configured so that the set values of the slope a and the intercept b suitable for each range are used.

図6は、発振器1のレンジ設定部20を含む構成例を示すブロック図である。発振器1は図2と同様に周波数制御部10と発振部61とを備え、さらに、PLLロジック40とレンジ設定部20とを備える。周波数制御部10と発振部61については、図2を引用して説明した通りであるので、説明を省略する。制御コードXはPLLロジック40から供給され、傾きaと切片bの設定値はレンジ設定部20から供給される。PLLロジック40は、発振器1を使ってPLLを構成する場合のフィードバック回路である。PLLを構成する例を採用したが、これに制限されるものではなく、制御コードXを供給する如何なる回路にも変更することができる。   FIG. 6 is a block diagram illustrating a configuration example including the range setting unit 20 of the oscillator 1. As in FIG. 2, the oscillator 1 includes a frequency control unit 10 and an oscillation unit 61, and further includes a PLL logic 40 and a range setting unit 20. The frequency control unit 10 and the oscillation unit 61 are as described with reference to FIG. The control code X is supplied from the PLL logic 40, and the set values of the slope a and the intercept b are supplied from the range setting unit 20. The PLL logic 40 is a feedback circuit when a PLL is configured using the oscillator 1. Although an example of configuring the PLL has been adopted, the present invention is not limited to this, and any circuit that supplies the control code X can be changed.

レンジ設定部20は種々の形態で構成することができる。   The range setting unit 20 can be configured in various forms.

図7は、レンジ設定部20の第1の構成例を示すブロック図である。   FIG. 7 is a block diagram illustrating a first configuration example of the range setting unit 20.

レンジ設定部20は、パラメータ保持部(レンジ設定a)31aとパラメータ保持部(レンジ設定b)31bとセレクタ21aと21bとを備える。パラメータ保持部(レンジ設定a)31aは、各発振周波数レンジに対応する傾きaの設定値a1,a2,a3,a4,…を記憶し、パラメータ保持部(レンジ設定b)31bは、対応する切片bの設定値b1,b2,b3,b4,…を記憶する。セレクタ21aと21bは、使用される発振周波数レンジに応じて対応する設定値を選択し、周波数制御部10に供給する。   The range setting unit 20 includes a parameter holding unit (range setting a) 31a, a parameter holding unit (range setting b) 31b, and selectors 21a and 21b. The parameter holding unit (range setting a) 31a stores set values a1, a2, a3, a4,... Of the slope a corresponding to each oscillation frequency range, and the parameter holding unit (range setting b) 31b stores the corresponding intercept. The set values b1, b2, b3, b4,. The selectors 21 a and 21 b select a corresponding set value according to the oscillation frequency range to be used, and supply it to the frequency control unit 10.

傾きaと切片bの設定値の組合せを全ての発振周波数レンジについて独立に保持するので、後述の他の構成例と比較して、最も多くの記憶容量を必要とする一方、記憶する設定値についての自由度は最も高い。   Since the combination of the set values of the slope a and the intercept b is independently maintained for all the oscillation frequency ranges, the most storage capacity is required as compared with other configuration examples described later, while the set values to be stored are stored. Has the highest degree of freedom.

図8は、レンジ設定部20の第2の構成例を示すブロック図である。   FIG. 8 is a block diagram illustrating a second configuration example of the range setting unit 20.

レンジ設定部20は、パラメータ保持部(レンジ設定a)32aとパラメータ保持部(レンジ設定b)32bとセレクタ22aと22bと補間演算部23aと23bと最終段セレクタ24aと24bとを備える。パラメータ保持部(レンジ設定a)32aは、各発振周波数レンジに対応する傾きaの設定値a1,a2,a3,a4,…のうちの一部を記憶し、パラメータ保持部(レンジ設定b)32bは、対応する切片bの設定値b1,b2,b3,b4,…のうちの一部を記憶する。セレクタ22aは、使用される発振周波数レンジに応じて対応する傾きaの設定値2個を選択して、補間演算部23aに供給し、補間演算部23aは、供給された2個の設定値からその間の傾きaの設定値を補間演算によって算出して出力する。1個の設定値に所定の係数を乗じて算出しても良い。最終段セレクタ24aは、使用される発振周波数レンジに応じて、パラメータ保持部(レンジ設定a)32aに記憶されている設定値か、補間演算部23aによって算出された設定値かを選択して、周波数制御部10に供給する。切片b側も同様である。セレクタ22bは、使用される発振周波数レンジに応じて対応する切片bの設定値2個を選択して、補間演算部23bに供給し、補間演算部23bは、供給された2個の設定値からその間の切片bの設定値を補間演算によって算出して出力する。1個の設定値に所定の係数を乗じて算出しても良い。最終段セレクタ24bは、使用される発振周波数レンジに応じて、パラメータ保持部(レンジ設定b)32bに記憶されている設定値か、補間演算部23bによって算出された設定値かを選択して、周波数制御部10に供給する。   The range setting unit 20 includes a parameter holding unit (range setting a) 32a, a parameter holding unit (range setting b) 32b, selectors 22a and 22b, interpolation calculation units 23a and 23b, and final stage selectors 24a and 24b. The parameter holding unit (range setting a) 32a stores a part of the set values a1, a2, a3, a4,... Of the slope a corresponding to each oscillation frequency range, and the parameter holding unit (range setting b) 32b. Stores a part of the set values b1, b2, b3, b4,. The selector 22a selects two set values of the slope a corresponding to the oscillation frequency range to be used and supplies them to the interpolation calculation unit 23a. The interpolation calculation unit 23a selects the two set values that have been supplied. The set value of the slope a during that time is calculated by interpolation and output. It may be calculated by multiplying one set value by a predetermined coefficient. The final stage selector 24a selects either the setting value stored in the parameter holding unit (range setting a) 32a or the setting value calculated by the interpolation calculation unit 23a according to the oscillation frequency range to be used, This is supplied to the frequency control unit 10. The same applies to the section b side. The selector 22b selects two set values of the intercept b corresponding to the oscillation frequency range to be used, and supplies the set values to the interpolation calculation unit 23b. The interpolation calculation unit 23b selects the two set values that have been supplied. The set value of the intercept b during that time is calculated by interpolation and output. It may be calculated by multiplying one set value by a predetermined coefficient. The final stage selector 24b selects the setting value stored in the parameter holding unit (range setting b) 32b or the setting value calculated by the interpolation calculation unit 23b according to the oscillation frequency range to be used, This is supplied to the frequency control unit 10.

これにより、図6に示されるレンジ設定部20と比較して設定値を記憶するための記憶容量を少なく抑えることができる。   Thereby, compared with the range setting part 20 shown by FIG. 6, the memory capacity for memorize | storing a setting value can be restrained small.

図9は、レンジ設定部の第3の構成例を示すブロック図である。   FIG. 9 is a block diagram illustrating a third configuration example of the range setting unit.

レンジ設定部20は、傾きaのための関数演算部(f(y))26aと、切片bのための関数演算部(g(y))26bと、周波数設定部33と、関数f(y)の係数を保持するパラメータ保持部(f(y)係数)34と、関数g(y)の係数を保持するパラメータ保持部(g(y)係数)35と、セレクタ25aと25bとを備える。図7に示した構成例では、2点間の補間によって傾きaと切片bの設定値を求めるが、周波数レンジと傾きaや切片bの設定値と間に非線形性がある場合には、単純な補間演算では誤差が大きくなるという問題がある。そこで、補間演算に代えて、複数点からの任意の関数f(y)とg(y)による演算を採用する。周波数設定部33は各レンジにおける発振周波数yを保持する。セレクタ25aと25bによって、レンジに応じて選択された発振周波数yが、関数演算部(f(y))26aと関数演算部(g(y))26bにそれぞれ供給される。関数演算部(f(y))26aと関数演算部(g(y))26bは、パラメータ保持部(f(y)係数)34とパラメータ保持部(g(y)係数)35から、それぞれ係数を読み出して、傾きaと切片bの設定値を算出し、周波数制御部10に供給する。   The range setting unit 20 includes a function calculation unit (f (y)) 26a for the inclination a, a function calculation unit (g (y)) 26b for the intercept b, a frequency setting unit 33, and a function f (y ) Includes a parameter holding unit (f (y) coefficient) 34, a parameter holding unit (g (y) coefficient) 35 that holds the coefficient of the function g (y), and selectors 25a and 25b. In the configuration example shown in FIG. 7, the set values of the slope a and the intercept b are obtained by interpolation between two points. However, when there is a nonlinearity between the frequency range and the set values of the slope a and the intercept b, a simple value is used. In such an interpolation calculation, there is a problem that an error becomes large. Therefore, instead of the interpolation calculation, calculation using arbitrary functions f (y) and g (y) from a plurality of points is employed. The frequency setting unit 33 holds the oscillation frequency y in each range. The oscillation frequency y selected according to the range by the selectors 25a and 25b is supplied to the function calculation unit (f (y)) 26a and the function calculation unit (g (y)) 26b, respectively. The function calculation unit (f (y)) 26a and the function calculation unit (g (y)) 26b are derived from the parameter holding unit (f (y) coefficient) 34 and the parameter holding unit (g (y) coefficient) 35, respectively. , The set values of the slope a and the intercept b are calculated and supplied to the frequency control unit 10.

これにより、周波数レンジと傾きaや切片bの設定値と間の非線形性が大きい場合にも、精度よく傾きaと切片bの設定値を算出することができる。   Thereby, even when the nonlinearity between the frequency range and the set values of the slope a and the intercept b is large, the set values of the slope a and the intercept b can be calculated with high accuracy.

〔実施形態4〕<電流DAC+電流制御発振部>
周波数制御部10と発振部61は、種々の形態で構成することができる。
Embodiment 4 <Current DAC + Current Control Oscillator>
The frequency control unit 10 and the oscillation unit 61 can be configured in various forms.

図10は、電流制御発振部61による構成例を示すブロック図である。図6に示した構成例をより詳細に示したものである。発振器1は、電流制御発振部61と周波数制御部10とレンジ設定部20とメモリ30とPLLロジック40とバイアス回路50とを備える。   FIG. 10 is a block diagram illustrating a configuration example of the current control oscillation unit 61. FIG. 7 shows the configuration example shown in FIG. 6 in more detail. The oscillator 1 includes a current control oscillation unit 61, a frequency control unit 10, a range setting unit 20, a memory 30, a PLL logic 40, and a bias circuit 50.

周波数制御部10は、第1〜第3の3個のDA変換器11〜13と電流加算器14とを備え、さらに3個のローパスフィルタ(LPF1〜LPF3)15_1〜15_3を備える。第2と第3DA変換器12と13はそれぞれ、バイアス回路50から供給される参照電流Irefに基づいて、入力されるディジタル値をアナログの電流値に変換する電流型DA変換器であり、参照電流Irefを供給する経路には、ローパスフィルタ(LPF1)15_1が挿入されている。これにより、参照電流Irefに混入する高周波ノイズが除去され、参照電流Irefが安定化される。第2DA変換器(DAC2)12にはディジタル値である切片bが入力され、アナログ電流b×Irefが出力される。第3DA変換器(DAC3)13にはディジタル値である傾きaが入力され、アナログ電流a×Irefが出力され、第1DA変換器(DAC1)11の参照電流に入力される。この経路にローパスフィルタ(LPF3)15_3が挿入され、参照電流a×Irefに混入する高周波ノイズが除去される。第1DA変換器(DAC1)11には、制御値であるディジタルの制御コードxがPLLロジック40から入力され、参照電流であるa×Irefとの積、x×a×Irefが出力される。電流加算器14は、第1DA変換器(DAC1)11からの出力電流x×a×Irefと、第2DA変換器(DAC2)12からの出力電流b×Irefとを加算してIy=(x×a+b)×Irefを求め、電流制御発振部61に制御電流Iyとして供給する。第2DA変換器(DAC2)12から電流加算器14への経路にローパスフィルタ(LPF2)15_2が挿入され、参照電流b×Irefに混入する高周波ノイズが除去される。   The frequency control unit 10 includes first to third DA converters 11 to 13 and a current adder 14, and further includes three low-pass filters (LPF1 to LPF3) 15_1 to 15_3. Each of the second and third DA converters 12 and 13 is a current type DA converter that converts an input digital value into an analog current value based on the reference current Iref supplied from the bias circuit 50. A low-pass filter (LPF1) 15_1 is inserted in the path for supplying Iref. Thereby, the high frequency noise mixed in the reference current Iref is removed, and the reference current Iref is stabilized. The second DA converter (DAC2) 12 receives the intercept b, which is a digital value, and outputs an analog current b × Iref. The third DA converter (DAC3) 13 receives a slope a which is a digital value, outputs an analog current a × Iref, and inputs it to the reference current of the first DA converter (DAC1) 11. A low-pass filter (LPF3) 15_3 is inserted in this path, and high-frequency noise mixed in the reference current a × Iref is removed. The first DA converter (DAC1) 11 receives a digital control code x as a control value from the PLL logic 40, and outputs a product of x × a × Iref as a reference current a × Iref. The current adder 14 adds the output current x × a × Iref from the first DA converter (DAC1) 11 and the output current b × Iref from the second DA converter (DAC2) 12 to add Iy = (xx a + b) × Iref is obtained and supplied to the current control oscillator 61 as the control current Iy. A low-pass filter (LPF2) 15_2 is inserted in the path from the second DA converter (DAC2) 12 to the current adder 14, and high-frequency noise mixed in the reference current b × Iref is removed.

メモリ30は、例えば不揮発性メモリ(NVM:Non-Volatile Memory)で構成され、各発振周波数レンジに対応する傾きaの設定値a1,a2,a3,a4,…のうちの一部(8個)とa_ratioを記憶するパラメータ保持部(レンジ設定a)32aと、対応する切片bの設定値b1,b2,b3,b4,…のうちの一部(8個)とb_ratioを記憶するパラメータ保持部(レンジ設定b)32bとを備える。レンジ設定部20は、セレクタ22aと22bと補間演算部23aと23bと最終段セレクタ24aと24bとを備える。セレクタ22aは、使用される発振周波数レンジに応じて対応する傾きaの設定値を選択して、補間演算部23aに供給し、補間演算部23aは、供給された設定値に所定の係数a_ratioを乗ずる補間演算を行う。最終段セレクタ24aは、使用される発振周波数レンジに応じて、パラメータ保持部(レンジ設定a)32aに記憶されている設定値か、補間演算部23aによって算出された設定値かを選択して、周波数制御部10に供給する。切片b側も同様である。セレクタ22bは、使用される発振周波数レンジに応じて対応する切片bの設定値を選択して、補間演算部23bに供給し、補間演算部23bは、供給された設定値に所定の係数b_ratioを乗ずる補間演算を行う。最終段セレクタ24bは、使用される発振周波数レンジに応じて、パラメータ保持部(レンジ設定b)32bに記憶されている設定値か、補間演算部23bによって算出された設定値かを選択して、周波数制御部10に供給する。   The memory 30 is composed of, for example, a non-volatile memory (NVM), and a part (eight) of the set values a1, a2, a3, a4,... Of the inclination a corresponding to each oscillation frequency range. And a_ratio parameter storage unit (range setting a) 32a, and a corresponding part b set value b1, b2, b3, b4,... (8) and b_ratio parameter storage unit (b_ratio) Range setting b) 32b. The range setting unit 20 includes selectors 22a and 22b, interpolation calculation units 23a and 23b, and final stage selectors 24a and 24b. The selector 22a selects a set value of the slope a corresponding to the oscillation frequency range to be used and supplies it to the interpolation calculation unit 23a. The interpolation calculation unit 23a adds a predetermined coefficient a_ratio to the supplied set value. Performs multiplication interpolation. The final stage selector 24a selects either the setting value stored in the parameter holding unit (range setting a) 32a or the setting value calculated by the interpolation calculation unit 23a according to the oscillation frequency range to be used, This is supplied to the frequency control unit 10. The same applies to the section b side. The selector 22b selects the set value of the intercept b corresponding to the oscillation frequency range to be used, and supplies the selected value to the interpolation calculation unit 23b. The interpolation calculation unit 23b adds a predetermined coefficient b_ratio to the supplied set value. Performs multiplication interpolation. The final stage selector 24b selects the setting value stored in the parameter holding unit (range setting b) 32b or the setting value calculated by the interpolation calculation unit 23b according to the oscillation frequency range to be used, This is supplied to the frequency control unit 10.

PLLロジック40は、電流制御発振部61が出力するクロックと、外部から入力されるクロックとの位相比較を行い、その結果に基づいて制御コードxを出力し、周波数制御部10に供給する。電流制御発振部61が出力するクロックと、外部から入力されるクロックの位相を一致させる制御であるため、クロックデータリカバリ(CDR)に適用することができる。一方、位相を一致させる必要がない、周波数シンセサイザ等に適用する場合には、PLLを、FLL(Frequency Locked Loop)やDLL(Delay Locked Loop)に変更してもよい。この点は他の実施形態についても同様である。   The PLL logic 40 compares the phase of the clock output from the current control oscillator 61 and the clock input from the outside, outputs a control code x based on the result, and supplies the control code x to the frequency controller 10. Since the control is performed to match the phase of the clock output from the current-controlled oscillator 61 and the clock input from the outside, it can be applied to clock data recovery (CDR). On the other hand, when applied to a frequency synthesizer or the like that does not require the phases to coincide, the PLL may be changed to FLL (Frequency Locked Loop) or DLL (Delay Locked Loop). This also applies to the other embodiments.

図11は、図10の電流制御発振部10の構成例を示す回路図である。バイアス回路50と電流制御発振部61も合わせて図示される。バイアス回路50から供給される参照電流Irefは、nチャネルMOSトランジスタM1とM2及びpチャネルMOSトランジスタM3によって構成されるカレントミラーにより、第2DA変換器(DAC2)12と第3DA変換器(DAC3)13に供給される。pチャネルMOSトランジスタMと第2DA変換器(DAC2)12の間にはローパスフィルタ(LPF1)15_1が挿入されている。第2DA変換器(DAC2)12は、図示が省略されている切片bによってミラー比が制御される複数のpチャネルMOSトランジスタによって構成され、出力電流b×Irefを出力する。第3DA変換器(DAC3)13は、図示が省略されている傾きaによってミラー比が制御される複数のpチャネルMOSトランジスタによって構成され、出力電流a×Irefを出力する。第3DA変換器(DAC3)13の出力電流a×Irefは、nチャネルMOSトランジスタM4とM5及びpチャネルMOSトランジスタM6によって構成されるカレントミラーにより、第1DA変換器(DAC1)11に供給される。nチャネルMOSトランジスタM4とM5の間には、ローパスフィルタ(LPF3)15_3が挿入されている。第1DA変換器(DAC1)11は、図示が省略されている制御コードxによってミラー比が調整される複数のpチャネルMOSトランジスタによって構成され、出力電流a×x×Irefを出力する。電流加算器14は、nチャネルMOSトランジスタM7,M8,M9及びM10によって構成される。M7とM8がカレントミラーを構成して、第2DA変換器(DAC2)12から出力される電流b×Irefを出力電流Iyにミラーし、M7とM8がカレントミラーを構成して、第3DA変換器(DAC3)13から出力される電流a×x×Irefを同じ出力電流Iyにミラーすることによって加算して出力する。M7とM8の間には、ローパスフィルタ(LPF2)15_2が挿入されている。図10では、電流加算器14の入力部に配置されるように図示されているが、第2DA変換器(DAC2)12から出力される電流b×Irefに対するノイズ除去の作用は同じである。ローパスフィルタ(LPF1〜LPF3)15_1〜15_3は、それぞれ、例えば抵抗Rと容量CによるRCフィルタとして実装される。ミラー比は適宜調整されてもよい。   FIG. 11 is a circuit diagram illustrating a configuration example of the current control oscillation unit 10 of FIG. The bias circuit 50 and the current control oscillator 61 are also shown. The reference current Iref supplied from the bias circuit 50 is supplied from the second DA converter (DAC2) 12 and the third DA converter (DAC3) 13 by a current mirror composed of n-channel MOS transistors M1 and M2 and a p-channel MOS transistor M3. To be supplied. A low-pass filter (LPF1) 15_1 is inserted between the p-channel MOS transistor M and the second DA converter (DAC2) 12. The second DA converter (DAC2) 12 is composed of a plurality of p-channel MOS transistors whose mirror ratio is controlled by an intercept b (not shown), and outputs an output current b × Iref. The third DA converter (DAC3) 13 is composed of a plurality of p-channel MOS transistors whose mirror ratio is controlled by a slope a (not shown), and outputs an output current a × Iref. The output current a × Iref of the third DA converter (DAC3) 13 is supplied to the first DA converter (DAC1) 11 by a current mirror composed of n-channel MOS transistors M4 and M5 and a p-channel MOS transistor M6. A low-pass filter (LPF3) 15_3 is inserted between the n-channel MOS transistors M4 and M5. The first DA converter (DAC1) 11 includes a plurality of p-channel MOS transistors whose mirror ratio is adjusted by a control code x (not shown), and outputs an output current a × x × Iref. The current adder 14 includes n channel MOS transistors M7, M8, M9 and M10. M7 and M8 constitute a current mirror, the current b × Iref output from the second DA converter (DAC2) 12 is mirrored to the output current Iy, and M7 and M8 constitute a current mirror, and the third DA converter The current a × x × Iref output from (DAC3) 13 is added to the same output current Iy by mirroring and output. A low-pass filter (LPF2) 15_2 is inserted between M7 and M8. In FIG. 10, the current adder 14 is illustrated as being disposed at the input unit, but the effect of noise removal on the current b × Iref output from the second DA converter (DAC2) 12 is the same. The low-pass filters (LPF1 to LPF3) 15_1 to 15_3 are each implemented as an RC filter including a resistor R and a capacitor C, for example. The mirror ratio may be adjusted as appropriate.

以上説明したように、電流値の乗算(DA変換)や加算を行うアナログ回路は、電圧値の乗算や加算に比べて簡略な回路で構成され、全体として回路規模を抑えることができる。即ち、制御コードの1UIに対して同じ比率で周波数を制御するよう、周波数レンジを等比にすることで発振周波数が高いレンジ程、カバーできる発振周波数レンジが広がるため粗調用の第2DA変換器(DAC2)12のビット数を抑えることができる。発振周波数が製造ばらつき等でばらついた場合、傾きaが調整できるため、発振周波数の絶対値だけでなく、制御コードに対する傾きも校正できる。周波数レンジを全て、メモリに持たず、演算で間を補間することで生成しており、メモリ30の記憶容量を削減できる。   As described above, the analog circuit that performs multiplication (DA conversion) and addition of current values is configured with a simpler circuit than the multiplication and addition of voltage values, and the overall circuit scale can be suppressed. That is, since the frequency range is made equal to control the frequency at the same ratio with respect to 1 UI of the control code, the higher the oscillation frequency, the wider the oscillation frequency range that can be covered, so the second DA converter for coarse tuning ( The number of bits of DAC2) 12 can be suppressed. When the oscillation frequency varies due to manufacturing variation or the like, the inclination a can be adjusted, so that not only the absolute value of the oscillation frequency but also the inclination with respect to the control code can be calibrated. All the frequency ranges are not stored in the memory, but are generated by interpolating between the operations, so that the storage capacity of the memory 30 can be reduced.

図12は、図10の発振器1におけるレンジ設定部20の変形例を示すブロック図である。図10には、図8に対応する補間演算部23aと23bとを備える、レンジ設定部20を示したが、図9に対応する関数演算部26aと27bとを備えるレンジ設定部20に置き換えることができる。周波数制御部10と、図示が省略された発振部61、PLLロジック40及びバイアス回路50は図10と同様であるので、説明を省略する。レンジ設定部20は、傾きaのための関数演算部(f(y))26aと、切片bのための関数演算部(g(y))26bと、セレクタ25aと25bとを備え、メモリ30は、周波数設定部33と、関数f(y)の係数を保持するパラメータ保持部(f(y)係数)34と、関数g(y)の係数を保持するパラメータ保持部(g(y)係数)35とを備える。周波数設定部33は各レンジにおける発振周波数yを保持する。セレクタ25aと25bによって、レンジに応じて選択された発振周波数yが、関数演算部(f(y))26aと関数演算部(g(y))26bにそれぞれ供給される。関数演算部(f(y))26aと関数演算部(g(y))26bは、パラメータ保持部(f(y)係数)34とパラメータ保持部(g(y)係数)35から、それぞれ係数を読み出して、傾きaと切片bの設定値を算出し、周波数制御部10に供給する。   FIG. 12 is a block diagram showing a modification of the range setting unit 20 in the oscillator 1 of FIG. FIG. 10 shows the range setting unit 20 including the interpolation calculation units 23a and 23b corresponding to FIG. 8, but the range setting unit 20 including the function calculation units 26a and 27b corresponding to FIG. 9 is replaced. Can do. The frequency control unit 10, the oscillation unit 61, the PLL logic 40, and the bias circuit 50, which are not illustrated, are the same as those in FIG. The range setting unit 20 includes a function calculation unit (f (y)) 26a for the inclination a, a function calculation unit (g (y)) 26b for the intercept b, and selectors 25a and 25b. Are a frequency setting unit 33, a parameter holding unit (f (y) coefficient) 34 for holding the coefficient of the function f (y), and a parameter holding unit (g (y) coefficient for holding the coefficient of the function g (y) 35). The frequency setting unit 33 holds the oscillation frequency y in each range. The oscillation frequency y selected according to the range by the selectors 25a and 25b is supplied to the function calculation unit (f (y)) 26a and the function calculation unit (g (y)) 26b, respectively. The function calculation unit (f (y)) 26a and the function calculation unit (g (y)) 26b are derived from the parameter holding unit (f (y) coefficient) 34 and the parameter holding unit (g (y) coefficient) 35, respectively. , The set values of the slope a and the intercept b are calculated and supplied to the frequency control unit 10.

演算機能を全て持つため図10の発振器1よりディジタル回路の規模が大きくなるが、フィッティング関数の係数及び設定周波数を直接メモリに持つため図10の発振器1より柔軟に、動作周波数やアプリケーションに応じて、発振周波数を任意の直線で制御でき広い範囲で最適な係数を選択できる。   Since it has all the arithmetic functions, the scale of the digital circuit is larger than that of the oscillator 1 shown in FIG. 10. However, since the coefficient of the fitting function and the set frequency are directly stored in the memory, it is more flexible than the oscillator 1 shown in FIG. The oscillation frequency can be controlled by an arbitrary straight line, and an optimum coefficient can be selected in a wide range.

本実施形態の発振器1においても、実施形態1において「傾きは切片(発振周波数レンジ)に比例」として説明した、傾きaと切片bの関係を与えることが望ましい。さらに、実施形態2の校正(トリミング)を適用すること、及び、実施形態3のレンジ設定部を追加することは、任意に組み合わせることができる。   Also in the oscillator 1 of the present embodiment, it is desirable to give the relationship between the slope a and the intercept b described in the first embodiment as “the slope is proportional to the intercept (oscillation frequency range)”. Furthermore, the application of the calibration (trimming) of the second embodiment and the addition of the range setting unit of the third embodiment can be arbitrarily combined.

〔実施形態5〕<LC発振部>
発振器1の発振部は、上述の電流制御発振部61以外の形態の発振回路でも構成することができる。
[Embodiment 5] <LC Oscillator>
The oscillating unit of the oscillator 1 can also be configured by an oscillating circuit other than the above-described current control oscillating unit 61.

図13は、LC発振部62による構成例を示すブロック図である。発振器1は、第1及び第2容量DA変換器(C−DAC1,C−DAC2)11と12と抵抗DA変換器(R−DAC3)13と加算器14からなる周波数制御部10と、PLLロジック40とLC発振部62とを備える。   FIG. 13 is a block diagram illustrating a configuration example of the LC oscillation unit 62. The oscillator 1 includes a frequency controller 10 including first and second capacitor DA converters (C-DAC1, C-DAC2) 11 and 12, a resistor DA converter (R-DAC3) 13, an adder 14, and a PLL logic. 40 and an LC oscillation unit 62.

第2容量DA変換器(C−DAC2)12は、切片bに比例する容量値b×C2を出力する容量DA変換器である。抵抗DA変換器(R−DAC3)13は、参照電圧Vrefが入力されており、傾きaに比例する電圧Vref×a/2(nはR−DAC3のビット数)を出力して、第1容量DA変換器(C−DAC1)11に供給する。第1容量DA変換器(C−DAC1)11は、抵抗DA変換器(R−DAC3)13から供給される電圧Vref×a/2によって容量値が制御される複数の可変容量素子(例えばバラクタダイオード)によって構成され、制御コードxに比例する容量値x×Vref×a/2×K×C1を出力する。ここで、Kはバラクタ係数[単位:F/V]である。加算器14は、第2容量DA変換器(C−DAC2)12から出力される容量値b×C2と第1容量DA変換器(C−DAC1)11から出力される容量値x×Vref×a/2×K×C1とを並列接続することによって互いに加算する。並列接続によって加算された容量は、LC発振部62の共振回路の一部を構成する。 The second capacitance DA converter (C-DAC2) 12 is a capacitance DA converter that outputs a capacitance value b × C2 proportional to the intercept b. The resistor DA converter (R-DAC3) 13 receives the reference voltage Vref, outputs a voltage Vref × a / 2 n (n is the number of bits of the R-DAC3) proportional to the slope a, and outputs a first voltage. The capacitor DA converter (C-DAC1) 11 is supplied. The first capacitor DA converter (C-DAC1) 11 includes a plurality of variable capacitor elements (for example, varactors) whose capacitance values are controlled by the voltage Vref × a / 2 n supplied from the resistor DA converter (R-DAC3) 13. A capacitance value x × Vref × a / 2 n × K × C1 that is proportional to the control code x is output. Here, K is a varactor coefficient [unit: F / V]. The adder 14 includes a capacitance value b × C2 output from the second capacitance DA converter (C-DAC2) 12 and a capacitance value x × Vref × a output from the first capacitance DA converter (C-DAC1) 11. / 2 n × K × C1 are added together by connecting them in parallel. The capacitance added by the parallel connection constitutes a part of the resonance circuit of the LC oscillation unit 62.

これにより、LC発振部62の発振周波数は、加算された容量値x×Vref×a/2×K×C1+b×C2によって制御されるので、傾きが可変の1次関数によって制御されることとなる。 As a result, the oscillation frequency of the LC oscillation unit 62 is controlled by the added capacitance value x × Vref × a / 2 n × K × C1 + b × C2, so that the slope is controlled by a variable linear function. Become.

図13は、上記の構成を模式的に表したブロックであり、実際の実装では第1及び第2容量DA変換器(C−DAC1,C−DAC2)11と12と抵抗DA変換器(R−DAC3)13と加算器14のように明確なブロック分割がされる必要はなく、全体として上述の機能を有する回路が実装されればよい。ノイズを除去するためのローパスフィルタ等は、図示されていないが、適宜搭載されてもよい。   FIG. 13 is a block diagram schematically showing the above-described configuration. In actual implementation, the first and second capacitor DA converters (C-DAC1, C-DAC2) 11 and 12 and the resistor DA converter (R− It is not necessary to perform clear block division like the DAC 3) 13 and the adder 14, and a circuit having the above-described function may be mounted as a whole. A low-pass filter or the like for removing noise is not shown, but may be installed as appropriate.

図14は、図13のLC発振部62におけるタンク回路の一構成例を示す回路図である。例えば、LC発振部62を差動発振器によって実装するときのタンク回路として好適である。粗調容量バンク71と微調容量バンク72とインダクタ73とが並列接続されて構成される。粗調容量バンク71は、第2容量DA変換器(C−DAC2)12であり、切片bである粗調容量調整ビットによって容量値が調整される。微調容量バンク72は第1容量DA変換器(C−DAC1)11であり、傾きaに比例する電圧Vref×a/2が容量値調整電圧端子に印加されることによって単位容量値が調整され、制御コードxである微調容量調整ビットによって合計の容量値が調整される。粗調容量バンク71と微調容量バンク72とが並列接続されることにより、互いの容量値が加算されるので、加算器14に対応する実体的な回路要素は実装されない。 FIG. 14 is a circuit diagram showing a configuration example of the tank circuit in the LC oscillation unit 62 of FIG. For example, it is suitable as a tank circuit when the LC oscillation unit 62 is mounted by a differential oscillator. A coarse adjustment capacitor bank 71, a fine adjustment capacitor bank 72, and an inductor 73 are connected in parallel. The coarse adjustment capacity bank 71 is the second capacity DA converter (C-DAC2) 12, and the capacity value is adjusted by the coarse adjustment capacity adjustment bit which is the intercept b. The fine adjustment capacitor bank 72 is a first capacitor DA converter (C-DAC1) 11, and a unit capacitance value is adjusted by applying a voltage Vref × a / 2 n proportional to the slope a to the capacitance value adjustment voltage terminal. The total capacity value is adjusted by the fine adjustment capacity adjustment bit which is the control code x. Since the coarse adjustment capacity bank 71 and the fine adjustment capacity bank 72 are connected in parallel, the mutual capacitance values are added, so that substantial circuit elements corresponding to the adder 14 are not mounted.

図15は、図14のタンク回路における粗調容量バンク71の構成例を示す回路図である。粗調容量バンク71は、複数の容量77と複数のスイッチ79によって構成され、切片bによって閉じる(オンする)スイッチ79の個数が制御されることにより、全体の容量値が切片bに比例する。   FIG. 15 is a circuit diagram showing a configuration example of the coarse adjustment capacity bank 71 in the tank circuit of FIG. The coarse adjustment capacitor bank 71 includes a plurality of capacitors 77 and a plurality of switches 79. By controlling the number of switches 79 that are closed (turned on) by the intercept b, the overall capacitance value is proportional to the intercept b.

図16は、図14のタンク回路における微調容量バンク72の構成例を示す回路図である。微調容量バンク72は、複数の可変容量素子(バラクタ)78と複数のスイッチ79によって構成される。バラクタダイオードが図示されるが、他の可変容量素子を用いて構成することもできる。可変容量素子(バラクタ)78は容量値調整電圧端子に接続されており、印加される電圧(Vc)によって容量値(C1)が変化する。制御コードxによって閉じる(オンする)スイッチ79の個数、即ち、接続される可変容量素子(バラクタ)78の個数が制御される。微調容量バンク72全体の容量値は、容量値調整電圧端子に印加される電圧(Vc)に基づいて決まる容量値C1(Vc)と制御コードxの積となる。   FIG. 16 is a circuit diagram showing a configuration example of the fine adjustment capacity bank 72 in the tank circuit of FIG. The fine adjustment capacitor bank 72 includes a plurality of variable capacitance elements (varactors) 78 and a plurality of switches 79. Although a varactor diode is illustrated, it can be configured using other variable capacitance elements. The variable capacitance element (varactor) 78 is connected to the capacitance value adjustment voltage terminal, and the capacitance value (C1) varies depending on the applied voltage (Vc). The number of switches 79 that are closed (turned on) by the control code x, that is, the number of connected variable capacitance elements (varactors) 78 is controlled. The capacitance value of the entire fine adjustment capacitor bank 72 is a product of the capacitance value C1 (Vc) determined based on the voltage (Vc) applied to the capacitance value adjustment voltage terminal and the control code x.

図17は、図13のLC発振部における発振周波数調整用の可変容量部分の構成例を示す回路図である。例えば、ハートレー発振器、コルピッツ発振器など、LCシングルエンド型の発振器のタンク回路に好適に実装される。粗調容量バンク71と微調容量バンク72とが互いに並列接続される。粗調容量バンク71は、第2容量DA変換器(C−DAC2)12であり、切片bである粗調容量調整ビットによって容量値が調整される。微調容量バンク72は第1容量DA変換器(C−DAC1)11であり、傾きaに比例する電圧Vref×a/2が容量値調整電圧端子に印加されることによって単位容量値が調整され、制御コードxである微調容量調整ビットによって合計の容量値が調整される。粗調容量バンク71と微調容量バンク72とが並列接続されることにより、互いの容量値が加算されるので、加算器14に対応する実体的な回路要素は実装されていない。 FIG. 17 is a circuit diagram showing a configuration example of a variable capacitance portion for adjusting the oscillation frequency in the LC oscillation unit of FIG. For example, it is suitably mounted on a tank circuit of an LC single-ended oscillator such as a Hartley oscillator or a Colpitts oscillator. The coarse adjustment capacitor bank 71 and the fine adjustment capacitor bank 72 are connected in parallel to each other. The coarse adjustment capacity bank 71 is the second capacity DA converter (C-DAC2) 12, and the capacity value is adjusted by the coarse adjustment capacity adjustment bit which is the intercept b. The fine adjustment capacitor bank 72 is a first capacitor DA converter (C-DAC1) 11, and a unit capacitance value is adjusted by applying a voltage Vref × a / 2 n proportional to the slope a to the capacitance value adjustment voltage terminal. The total capacity value is adjusted by the fine adjustment capacity adjustment bit which is the control code x. Since the coarse adjustment capacity bank 71 and the fine adjustment capacity bank 72 are connected in parallel, the mutual capacitance values are added, so that substantial circuit elements corresponding to the adder 14 are not mounted.

図18は、図17における粗調容量バンク71の構成例を示す回路図である。粗調容量バンク71は、複数の容量77と複数のスイッチ79によって構成され、切片bによって閉じる(オンする)スイッチ79の個数が制御されることにより、全体の容量値が切片bに比例する。図15の粗調容量バンク71が平衡であるのに対し、図18の粗調容量バンク71は一方が接地されている点で異なる。   FIG. 18 is a circuit diagram showing a configuration example of the coarse adjustment capacitor bank 71 in FIG. The coarse adjustment capacitor bank 71 includes a plurality of capacitors 77 and a plurality of switches 79. By controlling the number of switches 79 that are closed (turned on) by the intercept b, the overall capacitance value is proportional to the intercept b. The coarse adjustment capacity bank 71 of FIG. 15 is balanced, whereas the coarse adjustment capacity bank 71 of FIG. 18 is different in that one is grounded.

図19は、図17における微調容量バンク72の構成例を示す回路図である。微調容量バンク72は、複数の可変容量素子(バラクタ)78と複数のスイッチ79によって構成される。図16の微調容量バンク72が平衡であるのに対し、図19の微調容量バンク72は一方が接地され、他方には直流(DC)成分を遮断するための容量(DCカット容量)77が挿入されている点で異なる。図19にも可変容量素子としてバラクタダイオードが示されるが、他の可変容量素子を用いて構成することもできる。可変容量素子(バラクタ)78は容量値調整電圧端子に接続されており、印加される電圧(Vc)によって容量値(C1)が変化する。制御コードxによって閉じる(オンする)スイッチ79の個数、即ち、接続される可変容量素子(バラクタ)78の個数が制御される。微調容量バンク72全体の容量値は、容量値調整電圧端子に印加される電圧(Vc)に基づいて決まる容量値C1(Vc)と制御コードxの積となる。   FIG. 19 is a circuit diagram showing a configuration example of the fine adjustment capacity bank 72 in FIG. The fine adjustment capacitor bank 72 includes a plurality of variable capacitance elements (varactors) 78 and a plurality of switches 79. 16 is balanced, while one of the fine tuning capacity banks 72 of FIG. 19 is grounded, and a capacity (DC cut capacity) 77 for cutting off a direct current (DC) component is inserted in the other. Different in that it is. FIG. 19 also shows a varactor diode as a variable capacitance element, but it can also be configured using other variable capacitance elements. The variable capacitance element (varactor) 78 is connected to the capacitance value adjustment voltage terminal, and the capacitance value (C1) varies depending on the applied voltage (Vc). The number of switches 79 that are closed (turned on) by the control code x, that is, the number of connected variable capacitance elements (varactors) 78 is controlled. The capacitance value of the entire fine adjustment capacitor bank 72 is a product of the capacitance value C1 (Vc) determined based on the voltage (Vc) applied to the capacitance value adjustment voltage terminal and the control code x.

図20は、LC発振部を備える発振器の別の構成例を示すブロック図である。発振器1は、第1及び第2容量DA変換器(C−DAC1,C−DAC2)11と12と抵抗DA変換器(R−DAC3)13と加算器14からなる周波数制御部10と、PLLロジック40とLC発振部62とを備え、さらにバラクタ非線形性補正演算/テーブル27を備える。図13の発振器1との違いは、傾きaが抵抗DA変換器(R−DAC3)13に直接入力される代わりに、バラクタ非線形性補正演算/テーブル27を介して入力される点である。他の構成と機能は図13の発振器1と同様であるので、説明を省略する。バラクタ非線形性補正演算/テーブル27は、第1容量DA変換器(C−DAC1)11に使用される可変容量素子(例えばバラクタダイオード)の非線形性を補正する演算またはテーブルによる変換を行う。   FIG. 20 is a block diagram illustrating another configuration example of an oscillator including an LC oscillation unit. The oscillator 1 includes a frequency controller 10 including first and second capacitor DA converters (C-DAC1, C-DAC2) 11 and 12, a resistor DA converter (R-DAC3) 13, an adder 14, and a PLL logic. 40 and the LC oscillation unit 62, and further includes a varactor nonlinearity correction calculation / table 27. The difference from the oscillator 1 of FIG. 13 is that the slope a is input via the varactor nonlinearity correction calculation / table 27 instead of being directly input to the resistor DA converter (R-DAC3) 13. Other configurations and functions are the same as those of the oscillator 1 shown in FIG. The varactor non-linearity correction calculation / table 27 performs calculation or table conversion for correcting non-linearity of the variable capacitance element (for example, varactor diode) used in the first capacitor DA converter (C-DAC1) 11.

図21は、可変容量素子(バラクタ)の非線形特性に対する補正演算についての説明図(C−V特性)であり、図22は、可変容量素子(バラクタ)の非線形特性に対する補正演算についての説明図(パラメータaと電圧Vの関係)である。図13の発振器1において、抵抗DA変換器(R−DAC3)13が線形の変換特性を持つとき、図22の破線で示されるように、傾きaに対応して出力されるVrefは線形である。このVrefが参照電圧として供給される第1容量DA変換器(C−DAC1)11は、可変容量素子(例えばバラクタダイオード)の容量値C=Vref×a/2×Kが図21の破線に示されるような非線形性を持つと、出力される全体の容量値が、同様の非線形性を持つこととなる。これに対して図20の発振器1では、傾きaに対する抵抗DA変換器(R−DAC3)13の出力vの関係が、図22に示されるように、可変容量素子(バラクタ)の非線形特性f(v)の逆関数v=f−1(a)となるように、バラクタ非線形性補正演算/テーブル27によって傾きaの値を予め補正する。その結果、このv=f−1(a)が参照電圧として供給される第1容量DA変換器(C−DAC1)11の出力は、可変容量素子(バラクタ)の非線形性が相殺されて、図21の実線に示されるような線形の特性に補正することができる。 FIG. 21 is an explanatory diagram (CV characteristic) about the correction calculation for the nonlinear characteristic of the variable capacitance element (varactor), and FIG. 22 is an explanatory diagram about the correction calculation for the nonlinear characteristic of the variable capacitance element (varactor). Relationship between parameter a and voltage V). In the oscillator 1 of FIG. 13, when the resistor DA converter (R-DAC3) 13 has a linear conversion characteristic, Vref output corresponding to the slope a is linear as shown by the broken line in FIG. . In the first capacitor DA converter (C-DAC1) 11 to which this Vref is supplied as a reference voltage, the capacitance value C = Vref × a / 2 n × K of the variable capacitor (for example, varactor diode) is indicated by a broken line in FIG. If the non-linearity is as shown, the entire output capacitance value has the same non-linearity. On the other hand, in the oscillator 1 of FIG. 20, the relationship of the output v of the resistor DA converter (R-DAC3) 13 with respect to the inclination a is, as shown in FIG. 22, the nonlinear characteristic f ( The value of the slope a is corrected in advance by the varactor nonlinearity correction calculation / table 27 so that the inverse function v = f −1 (a) of v) is obtained. As a result, the output of the first capacitor DA converter (C-DAC1) 11 to which this v = f −1 (a) is supplied as the reference voltage cancels out the nonlinearity of the variable capacitor (varactor). It can be corrected to a linear characteristic as shown by the solid line 21.

バラクタ非線形性補正演算/テーブル27は、傾きaに対して上記の逆関数演算を行う論理回路、または逆変換を行う補正テーブルによって実装される。補正テーブルを用いる場合、抵抗DA変換器(R−DAC3)13の出力電圧vが、可変容量素子(バラクタ)の非線形特性f(v)を線形に補正する逆写像v=f−1(a)となるように、傾きaの値を変換して入力する。バラクタ非線形性補正演算/テーブル27に代えて、抵抗DA変換器(R−DAC3)13の変換特性自体に、逆関数または逆写像v=f−1(a)の特性を持たせてもよい。例えば、抵抗DA変換器(R−DAC3)13が抵抗ストリング型である場合には、抵抗ストリングからの電圧の取り出しタップ位置を調整することにより、所望の非線形特性を持たせることができる。 The varactor nonlinearity correction calculation / table 27 is implemented by a logic circuit that performs the above-described inverse function calculation on the gradient a or a correction table that performs inverse transformation. When the correction table is used, the inverse mapping v = f −1 (a) in which the output voltage v of the resistor DA converter (R-DAC3) 13 linearly corrects the nonlinear characteristic f (v) of the variable capacitance element (varactor). The value of the slope a is converted and input so that Instead of the varactor nonlinearity correction calculation / table 27, the conversion characteristic of the resistor DA converter (R-DAC3) 13 may have the characteristic of an inverse function or inverse mapping v = f −1 (a). For example, when the resistor DA converter (R-DAC3) 13 is a resistor string type, a desired non-linear characteristic can be provided by adjusting a tap tap position for extracting a voltage from the resistor string.

非線形特性f(v)あるいはその逆関数/逆写像特性は、発振器1を動作させて実測により求めることができる。例えば、制御コードxを0以外の値に固定し、傾きaをスイープして発振周波数を測定することにより、非線形特性f(v)を求めることができる。非線形特性f(v)を適当な次数の関数と仮定し、フィッティングによってその係数を求めることにより、関数と逆関数を解析的に求めることができる。   The nonlinear characteristic f (v) or its inverse function / inverse mapping characteristic can be obtained by actual measurement by operating the oscillator 1. For example, the nonlinear characteristic f (v) can be obtained by fixing the control code x to a value other than 0, sweeping the slope a, and measuring the oscillation frequency. By assuming the nonlinear characteristic f (v) as a function of an appropriate order and obtaining the coefficient by fitting, the function and the inverse function can be obtained analytically.

図23は、LC発振部によるさらに別の構成例を示すブロック図である。発振器1は、第1及び第3抵抗DA変換器(R−DAC1,R−DAC3)11と13と容量DA変換器(C−DAC2)12と電圧制御可変容量(V/C)16と加算器14からなる周波数制御部10と、PLLロジック40とLC発振部62とを備える。図13の発振器1との違いは、微調のためのDA変換器が、容量DA変換器(C−DAC1)から抵抗DA変換器(R−DAC1)に変更され、その出力に電圧制御可変容量(V/C)16が付加された点である。電圧制御可変容量(V/C)16は、容量DA変換器(C−DAC2)12と並列接続されて、LC発振部62のタンク回路を構成する。第3抵抗DA変換器(R−DAC3)13からは傾きaと参照電圧Vrefの積a×Vrefで決まる電圧が出力され、第1抵抗DA変換器(R−DAC1)11に参照電圧として供給される。第1抵抗DA変換器(R−DAC1)11からは、入力される制御コードxと、第3抵抗DA変換器(R−DAC3)13から供給される参照電圧との積x×a×Vrefで決まる電圧が出力され、電圧制御可変容量(V/C)16に供給される。電圧制御可変容量(V/C)16の容量値は、x×a×Vrefによって調整されることとなる。他の構成と機能は図13の発振器1と同様であるので、説明を省略する。   FIG. 23 is a block diagram illustrating still another configuration example of the LC oscillation unit. The oscillator 1 includes first and third resistor DA converters (R-DAC1, R-DAC3) 11 and 13, a capacitor DA converter (C-DAC2) 12, a voltage control variable capacitor (V / C) 16, and an adder. 14 includes a frequency control unit 10, a PLL logic 40, and an LC oscillation unit 62. The difference from the oscillator 1 of FIG. 13 is that the DA converter for fine adjustment is changed from a capacitive DA converter (C-DAC1) to a resistive DA converter (R-DAC1), and a voltage-controlled variable capacitor ( (V / C) 16 is added. The voltage controlled variable capacitor (V / C) 16 is connected in parallel with the capacitor DA converter (C-DAC2) 12 to constitute a tank circuit of the LC oscillation unit 62. A voltage determined by the product a × Vref of the slope a and the reference voltage Vref is output from the third resistor DA converter (R-DAC3) 13 and supplied to the first resistor DA converter (R-DAC1) 11 as a reference voltage. The From the first resistor DA converter (R-DAC1) 11, a product x × a × Vref of the input control code x and the reference voltage supplied from the third resistor DA converter (R-DAC3) 13 is obtained. The determined voltage is output and supplied to the voltage controlled variable capacitor (V / C) 16. The capacitance value of the voltage controlled variable capacitor (V / C) 16 is adjusted by x × a × Vref. Other configurations and functions are the same as those of the oscillator 1 shown in FIG.

これにより、LC発振部62のタンク回路を構成する電圧制御可変容量(V/C)16へのディジタルの配線は不要となり、第1抵抗DA変換器(R−DAC1)11の出力からの配線1本のみにすることができる。そのため、制御配線の寄生インピーダンスによる影響を減らすことができる。   This eliminates the need for digital wiring to the voltage controlled variable capacitor (V / C) 16 constituting the tank circuit of the LC oscillation unit 62, and wiring 1 from the output of the first resistor DA converter (R-DAC1) 11. Can only be a book. Therefore, the influence of the parasitic impedance of the control wiring can be reduced.

本実施形態の発振器1においても、実施形態1において「傾きは切片(発振周波数レンジ)に比例」として説明した、傾きaと切片bの関係を与えることが望ましい。さらに、実施形態2の校正(トリミング)を適用すること、及び、実施形態3のレンジ設定部を追加することは、任意に組み合わせることができる。   Also in the oscillator 1 of the present embodiment, it is desirable to give the relationship between the slope a and the intercept b described in the first embodiment as “the slope is proportional to the intercept (oscillation frequency range)”. Furthermore, the application of the calibration (trimming) of the second embodiment and the addition of the range setting unit of the third embodiment can be arbitrarily combined.

〔実施形態6〕<VCO>
本発明に係る発振器1は、上述した電流制御発振部、LC発振部以外にも、いかなる形態の発振部を備えて構成しても良い。
[Embodiment 6] <VCO>
The oscillator 1 according to the present invention may be configured to include any form of oscillation unit other than the above-described current control oscillation unit and LC oscillation unit.

図24は、電圧制御発振部63を備える発振器1の構成例を示すブロック図である。発振器1は、PLLロジック40と、第1〜第3の3個のDA変換器11〜13と加算器14を備える周波数制御部10と、電流/電圧変換回路(I/V)17と、電圧制御発振部63とによって構成される。周波数制御部10の構成と動作は、図2を引用して説明した実施形態1と同様であるので、詳細な説明を省略する。周波数制御部10から出力される制御電流Iyは、電流/電圧変換回路(I/V)17によって電圧に変換され、電圧制御発振部63に制御電圧として供給される。周波数制御部10は、図2と同様の電流型DA変換と電流加算に代えて、電圧値による演算を行っても良いし、ディジタル演算した後に電圧出力のDA変換を行っても良い。   FIG. 24 is a block diagram illustrating a configuration example of the oscillator 1 including the voltage controlled oscillation unit 63. The oscillator 1 includes a PLL logic 40, a frequency control unit 10 including first to third three DA converters 11 to 13 and an adder 14, a current / voltage conversion circuit (I / V) 17, a voltage And a control oscillation unit 63. Since the configuration and operation of the frequency control unit 10 are the same as those in the first embodiment described with reference to FIG. 2, detailed description thereof is omitted. A control current Iy output from the frequency control unit 10 is converted into a voltage by a current / voltage conversion circuit (I / V) 17 and supplied to the voltage control oscillation unit 63 as a control voltage. The frequency control unit 10 may perform a calculation based on a voltage value instead of the current type DA conversion and the current addition similar to those in FIG. 2, or may perform a DA conversion of a voltage output after performing a digital calculation.

これにより、電圧制御発振部63を備える発振器1においても上述の実施形態1等と同様に、発振周波数のレンジが広い場合にも、制御範囲と分解能を同時に適切に制御することができるという、同様の効果を奏することができる。   Thereby, also in the oscillator 1 including the voltage-controlled oscillation unit 63, the control range and the resolution can be appropriately controlled at the same time even when the oscillation frequency range is wide, similarly to the first embodiment and the like. The effect of can be produced.

本実施形態の発振器1においても、実施形態1において「傾きは切片(発振周波数レンジ)に比例」として説明した、傾きaと切片bの関係を与えることが望ましい。さらに、実施形態2の校正(トリミング)を適用すること、及び、実施形態3のレンジ設定部を追加することは、任意に組み合わせることができる。   Also in the oscillator 1 of the present embodiment, it is desirable to give the relationship between the slope a and the intercept b described in the first embodiment as “the slope is proportional to the intercept (oscillation frequency range)”. Furthermore, the application of the calibration (trimming) of the second embodiment and the addition of the range setting unit of the third embodiment can be arbitrarily combined.

〔実施形態7〕<アナログフィードバック>
本発明に係る発振器1は、上述したように、ディジタルの制御コードxがフィードバックされる場合に限定されず、アナログの制御信号が入力される場合にも、同様に構成することができる。アナログの制御電圧vは、例えば、位相比較器とチャージポンプとラグリードフィルタで構成されるアナログPLL回路41からフィードバックされる。
[Embodiment 7] <Analog feedback>
As described above, the oscillator 1 according to the present invention is not limited to the case where the digital control code x is fed back, and can be configured similarly when an analog control signal is input. The analog control voltage v is fed back from an analog PLL circuit 41 including a phase comparator, a charge pump, and a lag lead filter, for example.

図25は、電流制御発振部61を備えアナログの制御信号がフィードバックされる発振器1の構成例を示すブロック図である。発振器1は、第2及び第3DA変換器(DAC2,DAC3)12と13と電圧/電流変換回路(V/I)18と加算器14とで構成される周波数制御部10と、PLL回路41と、電流制御発振部61とを備える。第2DA変換器(DAC2)12にはディジタル値である切片bが入力され、アナログ電流b×Irefが出力される。第3DA変換器(DAC3)13にはディジタル値である傾きaが入力され、アナログ電流a×Irefが出力される。電圧/電流変換回路(V/I)18には、制御値であるアナログの制御電圧vが入力され、第3DA変換器(DAC3)13から入力される参照電流a×Irefとの積、a×Iref×v×Gmが出力される。ここで、Gmは電圧/電流変換回路(V/I)18のトランスコンダクタンス[単位:A/V]である。加算器14は、電圧/電流変換回路(V/I)1の出力電流a×Iref×v×Gmと、第2DA変換器(DAC2)12からの出力電流b×Irefとを加算してIy=(v×Gm×a+b)×Irefを求め、電流制御発振部61に制御電流Iyとして供給する。   FIG. 25 is a block diagram illustrating a configuration example of the oscillator 1 that includes the current control oscillation unit 61 and that feeds back an analog control signal. The oscillator 1 includes a frequency control unit 10 including a second and third DA converters (DAC2, DAC3) 12 and 13, a voltage / current conversion circuit (V / I) 18 and an adder 14, a PLL circuit 41, The current control oscillation unit 61 is provided. The second DA converter (DAC2) 12 receives the intercept b, which is a digital value, and outputs an analog current b × Iref. The third DA converter (DAC3) 13 receives a slope a which is a digital value, and outputs an analog current a × Iref. The voltage / current conversion circuit (V / I) 18 receives an analog control voltage v, which is a control value, and a product of the reference current a × Iref input from the third DA converter (DAC3) 13, a × Iref × v × Gm is output. Here, Gm is the transconductance [unit: A / V] of the voltage / current conversion circuit (V / I) 18. The adder 14 adds the output current a × Iref × v × Gm of the voltage / current conversion circuit (V / I) 1 and the output current b × Iref from the second DA converter (DAC2) 12 to obtain Iy = (V × Gm × a + b) × Iref is obtained and supplied to the current control oscillator 61 as the control current Iy.

これにより、電流制御発振部61の発振周波数は、Iy=(v×Gm×a+b)×Irefによって制御されるので、傾きが可変の1次関数によって制御されることとなる。   As a result, the oscillation frequency of the current control oscillation unit 61 is controlled by Iy = (v × Gm × a + b) × Iref, and therefore is controlled by a linear function with a variable slope.

図26は、LC発振部62を備えアナログの制御信号がフィードバックされる発振器1の構成例を示すブロック図である。発振器1は、バラクタバンクV/C変換と容量DA変換器(C−DAC3)による可変容量回路19と容量DA変換器(C−DAC2)12と加算器14とで構成される周波数制御部10と、PLL回路41と、LC発振部62とを備える。バラクタバンクV/C変換と容量DA変換器(C−DAC3)による可変容量回路19は、制御電圧vが印加される複数の可変容量素子からなるバラクタバンクにおいて、傾きaによって並列接続される可変容量素子の個数が調整されることにより、容量値a×v×K×C1を出力する。ここで、Kはバラクタ係数[単位:F/V]である。容量DA変換器(C−DAC2)12は、切片bに比例する容量値b×C2を出力する容量DACである。加算器14は、容量DA変換器(C−DAC2)12から出力される容量値b×C2と可変容量回路19から出力される容量値a×v×K×C1とを並列接続することによって互いに加算する。並列接続によって加算された容量は、LC発振部62の共振回路の一部を構成する。   FIG. 26 is a block diagram illustrating a configuration example of the oscillator 1 including the LC oscillation unit 62 to which an analog control signal is fed back. The oscillator 1 includes a frequency control unit 10 including a variable capacitance circuit 19 including a varactor bank V / C conversion, a capacitive DA converter (C-DAC3), a capacitive DA converter (C-DAC2) 12, and an adder 14. The PLL circuit 41 and the LC oscillation unit 62 are provided. A variable capacitance circuit 19 including a varactor bank V / C conversion and a capacitance DA converter (C-DAC3) is a variable capacitance connected in parallel with a slope a in a varactor bank composed of a plurality of variable capacitance elements to which a control voltage v is applied. By adjusting the number of elements, the capacitance value a × v × K × C1 is output. Here, K is a varactor coefficient [unit: F / V]. The capacitive DA converter (C-DAC2) 12 is a capacitive DAC that outputs a capacitance value b × C2 proportional to the intercept b. The adder 14 connects the capacitance value b × C2 output from the capacitance DA converter (C-DAC2) 12 and the capacitance value a × v × K × C1 output from the variable capacitance circuit 19 to each other. to add. The capacitance added by the parallel connection constitutes a part of the resonance circuit of the LC oscillation unit 62.

これにより、LC発振部62の発振周波数は、加算された容量値a×v×K×C1+b×C2によって制御されるので、傾きが可変の1次関数によって制御されることとなる。   As a result, the oscillation frequency of the LC oscillation unit 62 is controlled by the added capacitance value a × v × K × C1 + b × C2, and thus is controlled by a linear function with a variable slope.

以上述べたように、制御値としてディジタルの制御コードxに代えて、アナログの制御信号が入力される場合にも、同様に、発振周波数が制御値に関する1次関数によって制御されるように構成することができる。例えばアナログPLLにおいて、周波数レンジごとのループゲインをディジタルパラメータによって等比的に制御することができる。   As described above, even when an analog control signal is input as the control value instead of the digital control code x, the oscillation frequency is similarly controlled by a linear function related to the control value. be able to. For example, in an analog PLL, the loop gain for each frequency range can be controlled in proportion to the digital parameter.

本実施形態の発振器1においても、実施形態1において「傾きは切片(発振周波数レンジ)に比例」として説明した、傾きaと切片bの関係を与えることが望ましい。さらに、実施形態2の校正(トリミング)を適用すること、及び、実施形態3のレンジ設定部を追加することは、任意に組み合わせることができる。   Also in the oscillator 1 of the present embodiment, it is desirable to give the relationship between the slope a and the intercept b described in the first embodiment as “the slope is proportional to the intercept (oscillation frequency range)”. Furthermore, the application of the calibration (trimming) of the second embodiment and the addition of the range setting unit of the third embodiment can be arbitrarily combined.

〔実施形態8〕<DA変換器の出力調整>
実施形態4〜6で説明した発振器1に搭載される各種のDA変換器11〜13の入力または出力に、適宜ゲイン調整部を挿入することができる。これにより、各種の発振部(電流制御発振部61、LC発振部62、電圧制御発振部(VCO)63)に入力される制御量を、所望の発振周波数を得るために適切な範囲の値に調整することができる。
[Eighth embodiment] <Adjustment of output of DA converter>
A gain adjusting unit can be appropriately inserted into the input or output of various DA converters 11 to 13 mounted on the oscillator 1 described in the fourth to sixth embodiments. As a result, the control amount input to the various oscillating units (current control oscillating unit 61, LC oscillating unit 62, voltage controlled oscillating unit (VCO) 63) is set to a value within an appropriate range in order to obtain a desired oscillation frequency. Can be adjusted.

図27は、図2の発振器において、各DA変換器の出力部にゲイン調整部を追加した発振器の構成例を示すブロック図である。発振器1は、第1〜第3DA変換器(DAC1〜DAC3)11〜13と、各DA変換器の出力をそれぞれ調整するゲイン調整部81〜83と、加算器14を備える周波数制御部10と、発振部61によって構成される。図2を引用して説明した実施形態1と同様であるので、詳細な説明を省略する。図2との違いは、第1〜第3DA変換器(DAC1〜DAC3)11〜13の出力にそれぞれゲイン調整部81〜83を持つことである。ゲイン調整部81〜83は、それぞれ第1〜第3DA変換器(DAC1〜DAC3)11〜13の出力をゲインG〜G倍して出力する機能を持つ。第2DA変換器(DAC2)12にはディジタル値である切片bが入力され、アナログ電流b×Irefが出力される。第2DA変換器(DAC2)12の出力は、ゲイン調整部82によってゲインG倍され、出力電流G×b×Irefを得る。第3DA変換器(DAC3)13にはディジタル値である傾きaが入力され、アナログ電流a×Irefが出力され、ゲイン調整部83によってゲインG倍されたG×a×Irefが第1DA変換器(DAC1)11の参照電流に入力される。第1DA変換器(DAC1)11には、制御値であるディジタルの制御コードxが入力され、参照電流であるG×a×Irefとの積、x×G×a×Irefが出力される。第1DA変換器(DAC1)11の出力は、さらにゲイン調整部81によってゲインG倍され、G×x×G×a×Irefを得る。加算器14は、第1DA変換器(DAC1)11のからの出力電流がゲイン調整された電流G×x×G×a×Irefと、第2DA変換器(DAC2)12からの出力電流がゲイン調整された電流G×b×Irefとを加算してIy=(G×G×x×a+G×b)×Irefを求め、発振部61に制御電流Iyとして供給する。 FIG. 27 is a block diagram illustrating a configuration example of an oscillator in which a gain adjusting unit is added to the output unit of each DA converter in the oscillator of FIG. The oscillator 1 includes first to third DA converters (DAC1 to DAC3) 11 to 13, gain adjusting units 81 to 83 that adjust the outputs of the respective DA converters, and a frequency control unit 10 that includes an adder 14. The oscillator 61 is configured. Since it is the same as that of Embodiment 1 described with reference to FIG. 2, detailed description thereof is omitted. The difference from FIG. 2 is that each of the outputs of the first to third DA converters (DAC1 to DAC3) 11 to 13 has gain adjustment units 81 to 83, respectively. The gain adjusting units 81 to 83 have a function of outputting the outputs of the first to third DA converters (DAC1 to DAC3) 11 to 13 by multiplying them by gains G1 to G3, respectively. The second DA converter (DAC2) 12 receives the intercept b, which is a digital value, and outputs an analog current b × Iref. The output of the 2DA converter (DAC2) 12 is twice the gain G by the gain adjusting unit 82 to obtain an output current G 2 × b × Iref. The third DA converter (DAC3) 13 receives a slope a which is a digital value, outputs an analog current a × Iref, and G 3 × a × Iref multiplied by a gain G 3 by the gain adjustment unit 83 is converted into the first DA converter. Input to the reference current of the DAC (DAC1) 11. The first DA converter (DAC1) 11 receives a digital control code x that is a control value, and outputs a product xxG 3 × a × Iref that is a reference current G 3 × a × Iref. . The output of the first DA converter (DAC1) 11 is further multiplied by a gain G 1 by a gain adjustment unit 81 to obtain G 1 × x × G 3 × a × Iref. The adder 14 is configured so that an output current from the first DA converter (DAC1) 11 is gain-adjusted and a current G 1 × x × G 3 × a × Iref and an output current from the second DA converter (DAC2) 12 are The gain-adjusted current G 2 × b × Iref is added to obtain Iy = (G 1 × G 3 × x × a + G 2 × b) × Iref and supplied to the oscillating unit 61 as the control current Iy.

これにより、発振部61に入力される制御量を適切な範囲の値に調整することができる。   Thereby, the control amount input to the oscillating unit 61 can be adjusted to a value in an appropriate range.

図28は、図2の発振器において、各DA変換器の参照値入力部にゲイン調整部を追加した発振器の構成例を示すブロック図である。発振器1は、第1〜第3DA変換器(DAC1〜DAC3)11〜13と、各DA変換器の参照値入力部にそれぞれの参照値を調整するゲイン調整部81〜83と、加算器14を備える周波数制御部10と、発振部61によって構成される。図2を引用して説明した実施形態1と同様であるので、詳細な説明を省略する。図2との違いは、各DA変換器(DAC1〜DAC3)11〜13の参照値入力にそれぞれゲイン調整部81〜83を持つことである。ゲイン調整部81〜83は、入力される電流値をそれぞれゲインG〜G倍して、各DA変換器(DAC1〜DAC3)11〜13に参照値として入力する機能を持つ。第2DA変換器(DAC2)12には、参照電流Irefがゲイン調整部82によってゲインG倍されて入力され、またディジタル値である切片bが入力され、アナログ電流G×b×Irefが出力される。第3DA変換器(DAC3)13には、参照電流Irefがゲイン調整部83によってゲインG倍されて入力され、またディジタル値である傾きaが入力され、アナログ電流G×a×Irefが出力される。この出力電流は、ゲイン調整部81によってゲインG倍されて第1DA変換器(DAC1)11の参照電流に入力される。第1DA変換器(DAC1)11には、制御値であるディジタルの制御コードxが入力され、参照電流であるG×G×a×Irefとの積G×G×x×a×Irefが出力される。加算器14は、第1DA変換器(DAC1)11からの出力電流G×G×x×a×Irefと、第2DA変換器(DAC2)12からの出力電流G×b×Irefとを加算してIy=(G×G×x×a+G×b)×Irefを求め、発振部61に制御電流Iyとして供給する。 FIG. 28 is a block diagram illustrating a configuration example of an oscillator in which a gain adjustment unit is added to the reference value input unit of each DA converter in the oscillator of FIG. The oscillator 1 includes first to third DA converters (DAC1 to DAC3) 11 to 13, gain adjustment units 81 to 83 that adjust respective reference values to reference value input units of the DA converters, and an adder 14. The frequency control unit 10 and the oscillation unit 61 are provided. Since it is the same as that of Embodiment 1 described with reference to FIG. 2, detailed description thereof is omitted. The difference from FIG. 2 is that each of the DA converters (DAC1 to DAC3) 11 to 13 has gain adjustment units 81 to 83 at reference value inputs. The gain adjusting units 81 to 83 have a function of multiplying input current values by gains G 1 to G 3 and inputting the current values as reference values to the DA converters (DAC 1 to DAC 3 ) 11 to 13, respectively. The first 2DA converter (DAC2) 12, reference current Iref is inputted is doubled gain G by the gain adjustment section 82, also is input intercept b is a digital value, an analog current G 2 × b × Iref output Is done. The third DA converter (DAC3) 13 is supplied with the reference current Iref multiplied by the gain G 3 by the gain adjustment unit 83, and also inputted with the slope a which is a digital value, and outputs an analog current G 3 × a × Iref. Is done. This output current is input to the reference current of the gain adjustment unit first 1DA converter is 1-fold gain G by 81 (DAC1) 11. The first DA converter (DAC1) 11 receives a digital control code x that is a control value, and is a product G 1 × G 3 × x × a × with a reference current G 1 × G 3 × a × Iref. Iref is output. The adder 14 outputs the output current G 1 × G 3 × x × a × Iref from the first DA converter (DAC1) 11 and the output current G 2 × b × Iref from the second DA converter (DAC2) 12. By adding, Iy = (G 1 × G 3 × x × a + G 2 × b) × Iref is obtained and supplied to the oscillating unit 61 as the control current Iy.

これにより、ゲイン調整部で各DA変換器の入力参照値をゲイン倍することで適切に制御量を調整することができる。また参照値の入力部にゲイン調整部を挿入せず、入力パラメータに直接ゲインG〜Gを乗じても良い。 Thereby, the control amount can be adjusted appropriately by multiplying the input reference value of each DA converter by the gain by the gain adjustment unit. Alternatively, the gain adjustment unit may not be inserted into the reference value input unit, and the gains G 1 to G 3 may be directly multiplied to the input parameters.

ゲイン調整部は、DA変換器の単位入力パラメータに対する出力値を調整することでも実現できるので単位入力パラメータに対する出力値を増減することによりゲイン調整をDA変換器内で行っても良い。ゲイン調整部のゲインG〜Gは増幅器としてだけでなく、減衰器としても良い。 Since the gain adjustment unit can be realized by adjusting the output value for the unit input parameter of the DA converter, the gain adjustment may be performed in the DA converter by increasing or decreasing the output value for the unit input parameter. The gains G 1 to G 3 of the gain adjusting unit may be not only an amplifier but also an attenuator.

図27には3個のDA変換器の全ての出力部にそれぞれゲイン調整部を備える構成例を示したが、1個又は2個のDA変換器の出力部にのみ、適宜ゲイン調整部を備える構成としてもよい。また、図28には3個のDA変換器の全ての参照値入力部にそれぞれゲイン調整部を備える構成例を示したが、1個又は2個のDA変換器の参照値入力部にのみ、適宜ゲイン調整部を備える構成としてもよい。さらに、一部またはすべてのDA変換器の参照値入力部と出力部に、適宜ゲイン調整部を備える構成としてもよい。   FIG. 27 shows a configuration example in which the gain adjusting units are provided in all the output units of the three DA converters, but only the output units of one or two DA converters are appropriately provided with the gain adjusting units. It is good also as a structure. FIG. 28 shows a configuration example in which all the reference value input units of the three DA converters are each provided with a gain adjustment unit, but only in the reference value input units of one or two DA converters, It is good also as a structure provided with a gain adjustment part suitably. Furthermore, it is good also as a structure which equips the reference value input part and output part of a part or all DA converter with a gain adjustment part suitably.

また、図27と図28に示した構成例では、発振部を電流制御発振部61としたが、LC発振部62や電圧制御発振部(VCO)63を備える発振器にも同様に適用することができる。   In the configuration examples shown in FIGS. 27 and 28, the oscillation unit is the current control oscillation unit 61. However, the oscillation unit may be similarly applied to an oscillator including the LC oscillation unit 62 and the voltage control oscillation unit (VCO) 63. it can.

本実施形態の発振器1においても、実施形態1において「傾きは切片(発振周波数レンジ)に比例」として説明した、傾きaと切片bの関係を与えることが望ましい。さらに、実施形態2の校正(トリミング)を適用すること、及び、実施形態3のレンジ設定部を追加することは、任意に組み合わせることができる。   Also in the oscillator 1 of the present embodiment, it is desirable to give the relationship between the slope a and the intercept b described in the first embodiment as “the slope is proportional to the intercept (oscillation frequency range)”. Furthermore, the application of the calibration (trimming) of the second embodiment and the addition of the range setting unit of the third embodiment can be arbitrarily combined.

以上本発明者によってなされた発明を実施形態に基づいて具体的に説明したが、本発明はそれに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは言うまでもない。   Although the invention made by the present inventor has been specifically described based on the embodiments, it is needless to say that the present invention is not limited thereto and can be variously modified without departing from the gist thereof.

1 発振器
10 周波数制御部
11、12、13 DAC
14 加算器
15 LPF
16、19 電圧制御可変容量(V/C)
17 電流/電圧変換回路(I/V)
18 電圧/電流変換回路(V/I)
19 可変容量回路(バラクタバンクV/C変換と容量DA変換器)
20 レンジ設定部
21a、21b、22a、22b、24a、24b セレクタ
23a、23b 補間演算部
26a、26b 関数演算部
27 バラクタ非線形性補正演算/テーブル
30 メモリ
31〜35 パラメータ保持部
40 PLLロジック
41 アナログPLLフィードバック回路
50 バイアス回路
61 電流制御発振部
62 LC発振部
63 電圧制御発振部(VCO)
71 粗調容量バンク
72 微調容量バンク
73 インダクタ
77 容量
78 バラクタ(可変容量)ダイオード
79 スイッチ
81、82、83 ゲイン調整部
1 Oscillator 10 Frequency Control Unit 11, 12, 13 DAC
14 Adder 15 LPF
16, 19 Voltage controlled variable capacity (V / C)
17 Current / voltage conversion circuit (I / V)
18 Voltage / current conversion circuit (V / I)
19 Variable capacity circuit (varactor bank V / C conversion and capacity DA converter)
20 range setting unit 21a, 21b, 22a, 22b, 24a, 24b selector 23a, 23b interpolation calculation unit 26a, 26b function calculation unit 27 varactor nonlinearity correction calculation / table 30 memory 31-35 parameter holding unit 40 PLL logic 41 analog PLL Feedback circuit 50 Bias circuit 61 Current controlled oscillator 62 LC oscillator 63 Voltage controlled oscillator (VCO)
71 Coarse adjustment capacity bank 72 Fine adjustment capacity bank 73 Inductor 77 Capacity 78 Varactor (variable capacity) diode 79 Switch 81, 82, 83 Gain adjustment section

Claims (16)

発振周波数が制御値によって制御される発振器であって、前記発振周波数は、前記制御値の1次関数で規定され、前記1次関数は、切片と傾きがディジタル値で規定され、前記切片と前記傾きとが設定可能とされる、発振器。   An oscillator in which an oscillation frequency is controlled by a control value, wherein the oscillation frequency is defined by a linear function of the control value, and the linear function has an intercept and a slope defined by a digital value, and the intercept and the An oscillator whose tilt can be set. 請求項1において、前記傾きの設定値が、前記切片の設定値と比例的な正の相関を持つ値に規定される、発振器。   The oscillator according to claim 1, wherein the set value of the slope is defined as a value having a positive correlation proportional to the set value of the intercept. 請求項1において、複数の周波数レンジを有し、前記複数の周波数レンジごとに前記切片と前記傾きとを設定する、レンジ設定部を備える、発振器。   The oscillator according to claim 1, further comprising a range setting unit that has a plurality of frequency ranges and sets the intercept and the inclination for each of the plurality of frequency ranges. 請求項3において、前記レンジ設定部は、前記複数の周波数レンジのそれぞれについて切片と傾きの設定値が保持され、指定される周波数レンジに応じて選択された切片と傾きを設定する、発振器。   4. The oscillator according to claim 3, wherein the range setting unit holds intercept and slope setting values for each of the plurality of frequency ranges, and sets the intercept and slope selected according to a designated frequency range. 請求項3において、前記レンジ設定部は、前記複数の周波数レンジのうち一部について切片と傾きの設定値が保持され、指定される前記周波数レンジが前記一部の周波数レンジの場合には対応する切片と傾きが選択されて設定され、前記一部の周波数レンジ以外の場合には、前記一部の周波数レンジのうち当該周波数レンジに近い2個の周波数レンジに対応する切片と傾きの値から補間によって求めた値を、当該周波数レンジに対応する切片と傾きとして設定する、発振器。   4. The range setting unit according to claim 3, wherein a set value of an intercept and an inclination is held for a part of the plurality of frequency ranges, and the specified frequency range corresponds to the partial frequency range. Intercepts and slopes are selected and set, and if they are outside the partial frequency range, interpolation is performed from intercept and slope values corresponding to two frequency ranges close to the frequency range of the partial frequency ranges. An oscillator that sets the value obtained by the above as the intercept and slope corresponding to the frequency range. 請求項4において、切片と傾きの前記設定値は、前記発振器を動作させて測定した前記制御値と発振周波数の関係に基づいて算出され、前記レンジ設定部に書き込まれる、発振器。   5. The oscillator according to claim 4, wherein the set values of the intercept and the inclination are calculated based on a relationship between the control value measured by operating the oscillator and an oscillation frequency, and are written in the range setting unit. 請求項3において、前記レンジ設定部は、前記複数の周波数レンジのそれぞれに対応する切片と傾きを算出する関数を備え、指定される周波数レンジに応じて前記関数によって算出された切片と傾きを、当該周波数レンジに対応する切片と傾きとして設定する、発振器。   In Claim 3, the range setting unit includes a function for calculating an intercept and a slope corresponding to each of the plurality of frequency ranges, and the intercept and the slope calculated by the function according to a designated frequency range, An oscillator set as the intercept and slope corresponding to the frequency range. 請求項1において、それぞれディジタル値と参照値が入力され前記ディジタル値と前記参照値の積に基づいてアナログ値を出力する第1DA変換器と第2DA変換器と第3DA変換器とを備え、
前記切片は基準値と第1パラメータとの積で規定され、前記傾きは前記基準値と前記第2パラメータとの積で規定され、
前記第3DA変換器は、前記ディジタル値として前記第2パラメータが入力され、前記参照値として前記基準値が入力されて、前記第2パラメータと前記基準値との積が出力され、
前記第2DA変換器は、前記ディジタル値として前記第1パラメータが入力され、前記参照値として前記基準値が入力されて、前記第1パラメータと前記基準値との積が出力され、
前記第1DA変換器は、前記ディジタル値として前記制御値が入力され、前記参照値として前記第3DA変換器から出力される前記第2パラメータと前記基準値との積が入力されて、前記制御値と前記第2パラメータと前記基準値との積が出力され、
前記発振周波数は、前記制御値と前記第2パラメータと前記基準値との積と、前記第1パラメータと前記基準値との積との和に基づいて制御される、発振器。
The first DA converter, the second DA converter, and the third DA converter according to claim 1, each of which receives a digital value and a reference value and outputs an analog value based on a product of the digital value and the reference value.
The intercept is defined by a product of a reference value and a first parameter, and the slope is defined by a product of the reference value and the second parameter,
The third DA converter receives the second parameter as the digital value, receives the reference value as the reference value, and outputs a product of the second parameter and the reference value.
The second DA converter receives the first parameter as the digital value, receives the reference value as the reference value, and outputs a product of the first parameter and the reference value.
The first DA converter receives the control value as the digital value, and receives the product of the second parameter and the reference value output from the third DA converter as the reference value, and the control value And the product of the second parameter and the reference value are output,
The oscillator is controlled based on a sum of a product of the control value, the second parameter, and the reference value and a product of the first parameter and the reference value.
請求項8において、前記第1、第2、及び第3DA変換器はそれぞれ、それぞれに入力されるディジタル値と参照値との積に対応する電流値を出力とする、電流出力型DA変換器であり、
前記発振周波数は、前記制御値と前記第2パラメータと前記基準値との積の電流値と、前記第1パラメータと前記基準値との積の電流値との和に基づいて制御される、発振器。
9. The current output type DA converter according to claim 8, wherein each of the first, second, and third DA converters outputs a current value corresponding to a product of a digital value and a reference value input to each of the first, second, and third DA converters. Yes,
The oscillator frequency is controlled based on a sum of a current value of a product of the control value, the second parameter, and the reference value, and a current value of a product of the first parameter and the reference value .
請求項1において、前記発振器は、粗調容量バンクと微調容量バンクと、DA変換器とを備え、
前記粗調容量バンクは、複数の容量素子と複数の粗調スイッチを備え、前記切片の値に基づいて、前記複数の粗調スイッチを制御して接続される容量素子の数を増減することにより前記粗調容量バンク全体の容量値が制御され、
前記微調容量バンクは、印加される電圧によって容量値が調整される複数の可変容量素子と複数の微調スイッチを備え、前記制御値に基づいて前記複数の微調スイッチを制御して接続される可変容量素子の数を増減することにより前記微調容量バンク全体の容量値が制御され、
前記DA変換器は、前記傾きの値をアナログ電圧に変換して、前記複数の可変容量素子に印加する、発振器。
The oscillator according to claim 1, comprising a coarse adjustment capacitor bank, a fine adjustment capacitor bank, and a DA converter.
The coarse adjustment capacitor bank includes a plurality of capacitance elements and a plurality of coarse adjustment switches, and controls the plurality of coarse adjustment switches to increase or decrease the number of capacitive elements connected based on the intercept value. The capacity value of the entire coarse adjustment capacity bank is controlled,
The fine adjustment capacitor bank includes a plurality of variable capacitance elements whose capacitance values are adjusted by an applied voltage and a plurality of fine adjustment switches, and a variable capacitance connected by controlling the plurality of fine adjustment switches based on the control value. By increasing or decreasing the number of elements, the capacitance value of the entire fine adjustment capacitor bank is controlled,
The DA converter converts the slope value into an analog voltage and applies the analog voltage to the plurality of variable capacitance elements.
請求項10において、前記可変容量素子の印加電圧に対する容量値特性に基づいて、前記傾きの値を補正して前記DA変換器に入力する、補正テーブルをさらに有する、発振器。   11. The oscillator according to claim 10, further comprising a correction table that corrects the value of the slope and inputs the value to the DA converter based on a capacitance value characteristic with respect to an applied voltage of the variable capacitance element. 請求項10において、前記DA変換器は、入力されるディジタル値と出力電圧との間に、前記可変容量素子の印加電圧に対する容量の特性を補償する特性を備える、発振器。   11. The oscillator according to claim 10, wherein the DA converter has a characteristic that compensates a characteristic of a capacitance with respect to an applied voltage of the variable capacitance element between an input digital value and an output voltage. 請求項8において、前記第1、第2、及び第3DA変換器はそれぞれ、それぞれに入力されるディジタル値と参照値との積に対応するアナログ値を出力とする、DA変換器であり、
前記発振周波数は、前記制御値と前記第2パラメータと前記基準値との積と、前記第1パラメータと前記基準値との積との和に対応する電圧値に基づいて制御される、発振器。
The DA converter according to claim 8, wherein each of the first, second, and third DA converters outputs an analog value corresponding to a product of a digital value and a reference value input to each of the DA converter,
The oscillator is controlled based on a voltage value corresponding to a sum of a product of the control value, the second parameter, and the reference value and a product of the first parameter and the reference value.
請求項1において、前記制御値としてアナログ値が入力され、前記切片は第1パラメータに基づいて規定され、前記傾きは前記第2パラメータに基づいて規定され、前記発振周波数は、前記制御値と前記第2パラメータの積と、前記第1パラメータとの和に基づいて制御される、発振器。   2. The analog value is input as the control value in claim 1, the intercept is defined based on a first parameter, the slope is defined based on the second parameter, and the oscillation frequency is calculated using the control value and the control value. An oscillator controlled based on a sum of a product of a second parameter and the first parameter. 請求項8において、前記第1、第2、及び第3DA変換器のうちの少なくとも1個の出力を調整するゲイン調整部をさらに有する、発振器。   9. The oscillator according to claim 8, further comprising a gain adjusting unit that adjusts an output of at least one of the first, second, and third DA converters. 請求項8において、前記第1、第2、及び第3DA変換器のうちの少なくとも1個のDA変換器に入力される前記参照値を調整するゲイン調整部をさらに有する、発振器。   9. The oscillator according to claim 8, further comprising a gain adjustment unit that adjusts the reference value input to at least one DA converter among the first, second, and third DA converters.
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