JP2017212543A - Selection method, manufacturing method and frequency synthesizer - Google Patents

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健介 齋藤
Kensuke Saito
健介 齋藤
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a frequency synthesizer capable of accelerating frequency switching, while suppressing spurious contained in an output signal.SOLUTION: A selection method includes a first step of specifying the detuning frequency characteristics indicating the gain for an oscillation signal, of a signal outputted from a PLL circuit 4, for each of multiple combinations of the frequency of a DDS signal outputted from a DDS3, and the division ratio in the PLL circuit 4, a second step of specifying the relation of the frequency of a DDS signal, and the signal level up to an N-order spurious contained in the DDS signal, a third step of specifying the detuning frequency characteristics from the frequency of an oscillation signal to an N-order spurious generated in a predetermined range, a fourth step of specifying the signal level of spurious of the oscillation signal, for each of multiple combinations, and a fifth step of selecting one of multiple combinations corresponding to the frequency of the oscillation signal, based on the signal level of the specified spurious.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、選択方法、製造方法及び周波数シンセサイザに関する。   The present invention relates to a selection method, a manufacturing method, and a frequency synthesizer.

従来、ダイレクトデジタルシンセサイザ(DDS:Direct Digital Synthesizer)から出力される信号をPLL(Phase Locked Loop)回路の入力信号とすることが行われている。DDSは、その出力周波数を微細なステップで任意に変更可能である。このため、DDSを用いたPLL方式は、PLL回路の構成要素である位相比較器に入力する信号の周波数、すなわち、比較周波数を高くしたままPLL回路から出力される発振信号の周波数を調整することができ、位相雑音やロックアップタイムの面で有利な方式である。   Conventionally, a signal output from a direct digital synthesizer (DDS) is used as an input signal of a PLL (Phase Locked Loop) circuit. The DDS can arbitrarily change its output frequency in minute steps. For this reason, the PLL system using the DDS adjusts the frequency of the signal input to the phase comparator, which is a component of the PLL circuit, that is, the frequency of the oscillation signal output from the PLL circuit while keeping the comparison frequency high. This method is advantageous in terms of phase noise and lock-up time.

しかしながら、DDSの出力信号には、当該信号の周波数の高調波に起因するスプリアスが含まれている。スプリアスは、エイリアシングにより、DDSの出力信号の周波数の近傍に多数現れることがある。特に、スプリアスの周波数が、PLL回路におけるループフィルタの帯域内となる場合、PLL回路からの出力信号にもスプリアスが含まれてしまい、当該出力信号に基づいて動作する機器の性能劣化等を引き起こすおそれがある。   However, the output signal of the DDS includes spurious due to harmonics of the frequency of the signal. Many spurs may appear near the frequency of the output signal of the DDS due to aliasing. In particular, when the spurious frequency falls within the loop filter band of the PLL circuit, the output signal from the PLL circuit also includes spurious, which may cause performance degradation of devices that operate based on the output signal. There is.

そこで、特許文献1には、DDSに基づいて出力信号を出力する基準発振器内に分周器を設けておき、基準発振器内の分周器の分周比とPLL回路内の分周器の分周比とが設定された場合にPLL回路から出力される出力信号に所定レベル以上のスプリアスが含まれるか否かを判定可能にする周波数シンセサイザが開示されている。   Therefore, in Patent Document 1, a frequency divider is provided in a reference oscillator that outputs an output signal based on DDS, and a frequency dividing ratio of the frequency divider in the reference oscillator and a frequency divider in the PLL circuit are divided. There has been disclosed a frequency synthesizer that makes it possible to determine whether or not a spurious level of a predetermined level or higher is included in an output signal output from a PLL circuit when a frequency ratio is set.

特開平10−22825号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-22825

特許文献1に記載の周波数シンセサイザは、分周比を選択した後に、選択された分周比を用いた場合に出力信号に含まれるスプリアスの大きさが許容レベルであるかどうかを判定する必要があったので、分周比を設定するまでに判定のための時間を要していた。したがって、周波数シンセサイザの切り替え処理に、当該判定のための時間を要してしまう分、PLLのロックアップタイムへの要求水準が高くなるという問題がある。   The frequency synthesizer described in Patent Document 1 needs to determine whether or not the magnitude of spurious included in the output signal is an allowable level when the selected division ratio is used after the division ratio is selected. As a result, it took time for the determination to set the division ratio. Therefore, there is a problem that the required level for the lock-up time of the PLL is increased by the time required for the determination in the frequency synthesizer switching process.

そこで、本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、出力信号に含まれるスプリアスを抑制しつつ、周波数の切り替えを高速化できる周波数シンセサイザを提供するための分周比の選択方法を提供することを目的とする。また、出力信号に含まれるスプリアスを抑制しつつ、周波数切替を高速化できる周波数シンセサイザ及びその製造方法を提供することを目的とする。   Therefore, the present invention has been made in view of these points, and provides a frequency division ratio selection method for providing a frequency synthesizer capable of speeding up frequency switching while suppressing spurious included in an output signal. The purpose is to do. It is another object of the present invention to provide a frequency synthesizer capable of speeding up frequency switching while suppressing spurious included in an output signal, and a method for manufacturing the same.

本発明の第1の態様に係る選択方法は、ダイレクトデジタルシンセサイザと、前記ダイレクトデジタルシンセサイザから出力されるDDS信号の周波数に対する分周比に基づいて設定される周波数の発振信号を出力するPLL回路と、を有する周波数シンセサイザにおいて、前記DDS信号の周波数と、前記分周比との複数の組み合わせのそれぞれについて、前記PLL回路から出力される信号の、前記発振信号に対するゲインを示す離調周波数特性を特定する第1ステップと、前記DDS信号の周波数と、当該DDS信号に含まれるN次高調波(Nは2以上の自然数)に起因するN次スプリアス(Nは2以上の自然数)までの信号レベルとの関係を特定する第2ステップと、前記PLL回路から出力される前記発振信号の周波数から所定範囲内において発生する前記N次スプリアスまでの離調周波数を特定する第3ステップと、前記複数の組み合わせのそれぞれについて、前記離調周波数特性と、前記N次スプリアスまでの信号レベルと、前記N次スプリアスまでの離調周波数とに基づいて、前記発振信号の周波数から前記所定範囲内の離調周波数におけるスプリアスの信号レベルを特定する第4ステップと、前記複数の組み合わせのそれぞれについて特定された、前記発振信号の周波数から前記所定範囲内の離調周波数におけるスプリアスの信号レベルに基づいて、前記発振信号の周波数に対応する複数の組み合わせから一の組み合わせを選択する第5ステップと、を備える。   A selection method according to a first aspect of the present invention includes a direct digital synthesizer, and a PLL circuit that outputs an oscillation signal having a frequency set based on a frequency division ratio of the DDS signal output from the direct digital synthesizer. , For each of a plurality of combinations of the frequency of the DDS signal and the division ratio, a detuned frequency characteristic indicating a gain of the signal output from the PLL circuit with respect to the oscillation signal is specified. A first step, a frequency of the DDS signal, and a signal level up to an Nth order spurious (N is a natural number of 2 or more) caused by an Nth order harmonic (N is a natural number of 2 or more) included in the DDS signal; And a predetermined range from the frequency of the oscillation signal output from the PLL circuit. A third step of identifying a detuning frequency up to the Nth order spurious generated in the first, a detuning frequency characteristic, a signal level up to the Nth order spurious, and the Nth order spurious for each of the plurality of combinations. A fourth step of identifying a spurious signal level at a detuning frequency within the predetermined range from the frequency of the oscillation signal based on the detuning frequency up to, and the oscillation identified for each of the plurality of combinations And a fifth step of selecting one combination from a plurality of combinations corresponding to the frequency of the oscillation signal, based on a spurious signal level at a detuning frequency within the predetermined range from the signal frequency.

前記選択方法では、前記第4ステップにおいて、前記発振信号の周波数から前記所定範囲内の離調周波数において、前記N次スプリアスまでの高調波スプリアスのそれぞれの信号レベルのうち、最大の信号レベルを特定してもよい。   In the selection method, in the fourth step, a maximum signal level is specified among signal levels of harmonic spurious up to the Nth order spurious at a detuning frequency within the predetermined range from the frequency of the oscillation signal. May be.

前記選択方法では、前記第2ステップにおいて、前記PLL回路において取り得る分周比の最小値及び最大値と、前記発振信号が取り得る周波数の最小値及び最大値とに基づいて、前記DDS信号の周波数の最小値及び最大値を特定し、当該DDS信号の周波数を、当該最小値から当該最大値まで変化させて、当該DDS信号に含まれるN次スプリアスまでの信号レベルを特定してもよい。   In the selection method, in the second step, based on the minimum and maximum values of the frequency division ratio that can be taken in the PLL circuit and the minimum and maximum values of the frequency that can be taken by the oscillation signal, A minimum value and a maximum value of the frequency may be specified, and the frequency of the DDS signal may be changed from the minimum value to the maximum value to specify the signal level up to the Nth order spurious included in the DDS signal.

前記選択方法では、前記第1ステップにおいて、前記発振信号が取り得る複数の周波数のそれぞれにおける前記複数の組み合わせのそれぞれに対して、前記離調周波数特性を特定し、前記第3ステップにおいて、前記発振信号が取り得る複数の周波数のそれぞれに対して、当該周波数から前記所定範囲内において発生する前記N次スプリアスまでの離調周波数を特定し、前記第4ステップにおいて、前記発振信号が取り得る複数の周波数のそれぞれに対して、前記所定範囲内の離調周波数におけるN次スプリアスまでの高調波スプリアスに対応する信号レベルを特定し、前記第5ステップにおいて、前記発振信号が取り得る複数の周波数のそれぞれに対して、前記複数の組み合わせから一の組み合わせを選択してもよい。   In the selection method, in the first step, the detuning frequency characteristic is specified for each of the plurality of combinations at each of a plurality of frequencies that the oscillation signal can take, and in the third step, the oscillation is performed. For each of a plurality of frequencies that can be taken by a signal, a detuning frequency from the frequency to the Nth order spurious generated within the predetermined range is specified, and in the fourth step, a plurality of oscillation signals that can be taken by the oscillation signal For each of the frequencies, a signal level corresponding to harmonic spurious up to the Nth order spurious at the detuned frequency within the predetermined range is specified, and in the fifth step, each of the plurality of frequencies that the oscillation signal can take On the other hand, one combination may be selected from the plurality of combinations.

本発明の第2の態様に係る周波数シンセサイザの製造方法は、ダイレクトデジタルシンセサイザと、前記ダイレクトデジタルシンセサイザから出力されるDDS信号の周波数に対する分周比に基づいて設定される周波数の発振信号を出力するPLL回路と、を有する周波数シンセサイザの製造方法であって、前記周波数シンセサイザにおいて、前記DDS信号の周波数と、前記分周比との複数の組み合わせのそれぞれについて、前記PLL回路から出力される信号の、前記発振信号に対するゲインを示す離調周波数特性を特定する第1ステップと、前記DDS信号の周波数と、当該DDS信号に含まれるN次高調波(Nは2以上の自然数)に起因するN次スプリアス(Nは2以上の自然数)までの信号レベルとの関係を特定する第2ステップと、前記PLL回路から出力される前記発振信号の周波数から所定範囲内において発生する前記N次スプリアスまでの離調周波数を特定する第3ステップと、前記複数の組み合わせのそれぞれについて、前記離調周波数特性と、前記N次スプリアスまでの信号レベルと、前記N次スプリアスまでの離調周波数とに基づいて、前記発振信号の周波数から前記所定範囲内の離調周波数におけるスプリアスの信号レベルを特定する第4ステップと、前記複数の組み合わせのそれぞれについて特定された、前記発振信号の周波数から前記所定範囲内の離調周波数におけるスプリアスの信号レベルに基づいて、前記発振信号の周波数に対応する複数の組み合わせから一の組み合わせを選択する第5ステップと、選択した前記一の組み合わせに対応する前記DDS信号の周波数と前記分周比を、前記発振信号の周波数に関連付けて、前記周波数シンセサイザが有する記憶部に記憶させる第6ステップと、を備える。   A frequency synthesizer manufacturing method according to a second aspect of the present invention outputs a direct digital synthesizer and an oscillation signal having a frequency set based on a frequency division ratio of the DDS signal output from the direct digital synthesizer. A frequency synthesizer having a PLL circuit, wherein, in the frequency synthesizer, a signal output from the PLL circuit for each of a plurality of combinations of the frequency of the DDS signal and the frequency division ratio, A first step of specifying a detuning frequency characteristic indicating a gain with respect to the oscillation signal, a frequency of the DDS signal, and an Nth order spurious attributed to an Nth order harmonic (N is a natural number of 2 or more) included in the DDS signal. Second step of specifying a relationship with a signal level up to (N is a natural number of 2 or more) A third step of specifying a detuning frequency from the frequency of the oscillation signal output from the PLL circuit to the Nth order spurious generated within a predetermined range, and the detuning frequency characteristics for each of the plurality of combinations And a spurious signal level at a detuning frequency within the predetermined range from the frequency of the oscillation signal based on the signal level up to the Nth order spurious and the detuning frequency up to the Nth order spurious. One of the plurality of combinations corresponding to the frequency of the oscillation signal, based on the step and the spurious signal level at the detuning frequency within the predetermined range from the frequency of the oscillation signal specified for each of the plurality of combinations. A fifth step of selecting a combination and before corresponding to the selected one combination The frequency and the division ratio of the DDS signal, in association with the frequency of the oscillation signal, and a sixth step of storing in a storage unit in which the frequency synthesizer has.

本発明の第3の態様に係る周波数シンセサイザは、ダイレクトデジタルシンセサイザと、前記ダイレクトデジタルシンセサイザから出力されるDDS信号の周波数に対する分周比に基づいて設定される周波数の発振信号を出力するPLL回路と、前記PLL回路が出力できる前記発振信号の複数の周波数のそれぞれに関連付けて、前記発振信号のスプリアスが所定のレベル以下となる前記DDS信号の周波数と前記分周比との組み合わせを記憶する記憶部と、前記発振信号の周波数の選択を受け付けると、選択された周波数に関連付けられている前記組み合わせに対応する前記DDS信号の周波数と前記分周比とを設定する設定部と、を備える。   A frequency synthesizer according to a third aspect of the present invention includes a direct digital synthesizer, and a PLL circuit that outputs an oscillation signal having a frequency set based on a frequency division ratio of the DDS signal output from the direct digital synthesizer. A storage unit that stores a combination of the frequency of the DDS signal and the division ratio at which the spurious of the oscillation signal is equal to or lower than a predetermined level in association with each of the plurality of frequencies of the oscillation signal that can be output by the PLL circuit And a setting unit that sets the frequency of the DDS signal corresponding to the combination associated with the selected frequency and the frequency division ratio upon receiving selection of the frequency of the oscillation signal.

本発明によれば、出力信号に含まれるスプリアスを抑制しつつ、周波数の切り替えを高速化できる周波数シンセサイザを提供することができるという効果を奏する。   According to the present invention, it is possible to provide a frequency synthesizer capable of speeding up frequency switching while suppressing spurious included in an output signal.

本実施形態に係る周波数シンセサイザの回路構成図である。It is a circuit block diagram of the frequency synthesizer concerning this embodiment. 周波数シンセサイザの製造に係る処理の流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of the process which concerns on manufacture of a frequency synthesizer. PLL回路における閉ループゲインの算出例である。It is an example of calculation of a closed loop gain in a PLL circuit. 分周比を100とした場合にDDS信号に含まれるスプリアスのPLL回路におけるゲインを示す図である。It is a figure which shows the gain in the spurious PLL circuit contained in a DDS signal when dividing ratio is set to 100. DDS信号の周波数と、当該DDS信号に含まれるスプリアスの信号レベルとの関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the frequency of a DDS signal, and the signal level of the spurious contained in the said DDS signal. 分周比を100とした場合の発振信号の周波数と、当該発振信号出力時のDDS信号に含まれるスプリアスの信号レベルとの関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the frequency of the oscillation signal when the division ratio is 100, and the signal level of the spurious included in the DDS signal when the oscillation signal is output. 分周比を100とした場合の発振信号の周波数と、スプリアスのキャリア相対周波数との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the frequency of an oscillation signal when a division ratio is set to 100, and the carrier relative frequency of a spurious. 分周比を100とした場合の発振信号の周波数と、発振信号に含まれるスプリアスの信号レベルとの関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the frequency of the oscillation signal when a frequency division ratio is set to 100, and the signal level of the spurious contained in an oscillation signal. 分周比を100とした場合の、発振信号の周波数と、各周波数に含まれるスプリアスのうち最大の信号レベルのスプリアスとの関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the frequency of an oscillation signal when a frequency division ratio is set to 100, and the spurious of the largest signal level among the spurious contained in each frequency. 分周比が96、100、104である場合の、発振信号の周波数と、各周波数に含まれるスプリアスのうち最大の信号レベルのスプリアスとの関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the frequency of an oscillation signal, and the spurious of the largest signal level among the spurious included in each frequency in case a division ratio is 96,100,104. 分周比を特定した場合の、発振信号の周波数と、スプリアスの最大の信号レベルとの関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the frequency of an oscillation signal, and the maximum signal level of a spurious when a frequency division ratio is specified.

[周波数シンセサイザ1の構成]
図1は、本実施形態に係る周波数シンセサイザ1の回路構成図である。
周波数シンセサイザ1は、制御回路2と、ダイレクトデジタルシンセサイザ(DDS)3と、PLL回路4とを備える。
[Configuration of Frequency Synthesizer 1]
FIG. 1 is a circuit configuration diagram of a frequency synthesizer 1 according to the present embodiment.
The frequency synthesizer 1 includes a control circuit 2, a direct digital synthesizer (DDS) 3, and a PLL circuit 4.

制御回路2は、記憶部21と、設定部22とを備える。
記憶部21は、例えばEEPROMである。記憶部21は、PLL回路4が出力できる発振信号の複数の周波数のそれぞれに関連付けて、発振信号に含まれるDDS信号のN次高調波(Nは2以上の自然数)に起因するスプリアスが所定のレベル以下となるDDS信号の周波数とPLL回路4における分周比との組み合わせを記憶する。ここで、DDS信号は、DDS3から出力される信号である。本実施形態において、当該組み合わせは、PLL回路4から出力される発振信号に含まれるDDS信号のN次高調波に起因するスプリアスが、発振信号の周波数から所定範囲内の周波数において最小限となるように選択されたものである。記憶部21は、発振信号の周波数と、DDS信号の周波数と、分周比とを関連付けて記憶する。なお、以下の説明において、DDS信号のN次高調波に起因するスプリアスを単にN次スプリアス、又はスプリアスと呼ぶ。
The control circuit 2 includes a storage unit 21 and a setting unit 22.
The storage unit 21 is, for example, an EEPROM. The storage unit 21 is associated with each of a plurality of frequencies of the oscillation signal that can be output from the PLL circuit 4 and has a predetermined spurious attributed to the Nth harmonic (N is a natural number of 2 or more) of the DDS signal included in the oscillation signal. A combination of the frequency of the DDS signal that is equal to or lower than the level and the frequency division ratio in the PLL circuit 4 is stored. Here, the DDS signal is a signal output from the DDS 3. In the present embodiment, this combination is such that spurious due to the Nth harmonic of the DDS signal included in the oscillation signal output from the PLL circuit 4 is minimized at a frequency within a predetermined range from the frequency of the oscillation signal. Is selected. The storage unit 21 stores the frequency of the oscillation signal, the frequency of the DDS signal, and the frequency division ratio in association with each other. In the following description, spurious due to the Nth order harmonic of the DDS signal is simply referred to as Nth order spurious or spurious.

設定部22は、例えば集積回路である。設定部22は、当該操作部により発振信号の周波数の選択を受け付ける。具体的には、周波数シンセサイザ1には、周波数シンセサイザ1から出力する出力信号、すなわち、PLL回路4から出力する発振信号の周波数を切り替えるための操作部が設けられており、設定部22は、当該操作部によって周波数の選択操作が行われたことに応じて、周波数の選択を受け付ける。   The setting unit 22 is, for example, an integrated circuit. The setting unit 22 receives selection of the frequency of the oscillation signal by the operation unit. Specifically, the frequency synthesizer 1 is provided with an operation unit for switching the frequency of the output signal output from the frequency synthesizer 1, that is, the oscillation signal output from the PLL circuit 4, and the setting unit 22 In response to the frequency selection operation performed by the operation unit, the selection of the frequency is accepted.

設定部22は、発振信号の周波数の選択を受け付けると、記憶部21を参照し、選択された周波数に関連付けられているDDS信号の周波数と、分周比との組み合わせを特定する。設定部22は、特定したDDS信号の周波数を示す設定データをDDS3に出力するとともに、分周比の設定信号をPLL回路4に出力することにより、DDS信号の周波数と、PLL回路4における分周比とを設定する。   When receiving the selection of the frequency of the oscillation signal, the setting unit 22 refers to the storage unit 21 and specifies a combination of the frequency of the DDS signal associated with the selected frequency and the frequency division ratio. The setting unit 22 outputs setting data indicating the frequency of the identified DDS signal to the DDS 3 and outputs a setting signal for the division ratio to the PLL circuit 4, thereby dividing the frequency of the DDS signal and the frequency division in the PLL circuit 4. Set the ratio.

DDS3は、制御回路2から出力された設定データに基づいて、基準クロックから、当該設定データが示す周波数のDDS信号を出力する。DDS3は、DDS信号をPLL回路4に出力する。DDS信号には、当該信号の周波数の高調波に起因するスプリアスが含まれている。   Based on the setting data output from the control circuit 2, the DDS 3 outputs a DDS signal having a frequency indicated by the setting data from the reference clock. The DDS 3 outputs a DDS signal to the PLL circuit 4. The DDS signal includes spurious due to harmonics of the frequency of the signal.

PLL回路4は、電圧制御発振器41と、可変分周器42と、位相比較器43と、ループフィルタ44とを備える。
電圧制御発振器41は、例えば水晶振動子及び可変容量ダイオードを備えており、ループフィルタ44から出力された制御電圧に基づいて当該可変容量ダイオードの容量値を変化させることにより発振信号を生成する。電圧制御発振器41は、DDS3から出力されるDDS信号と、可変分周器42の分周比とに基づいて設定される周波数の発振信号を生成する。電圧制御発振器41は、発振信号を外部に出力するとともに可変分周器42に出力する。発振信号には、DDS信号に含まれるスプリアスに起因するスプリアスが含まれている。
The PLL circuit 4 includes a voltage controlled oscillator 41, a variable frequency divider 42, a phase comparator 43, and a loop filter 44.
The voltage controlled oscillator 41 includes, for example, a crystal resonator and a variable capacitance diode, and generates an oscillation signal by changing the capacitance value of the variable capacitance diode based on the control voltage output from the loop filter 44. The voltage controlled oscillator 41 generates an oscillation signal having a frequency set based on the DDS signal output from the DDS 3 and the frequency division ratio of the variable frequency divider 42. The voltage controlled oscillator 41 outputs an oscillation signal to the outside and outputs it to the variable frequency divider 42. The oscillation signal includes spurious due to spurious included in the DDS signal.

可変分周器42は、電圧制御発振器41から出力された発振信号の周波数を、設定部22によって設定された分周比によって分周して分周信号を位相比較器43に出力する。なお、分周比は、予め指定されている分周比MminからMmaxの間で変更可能である。   The variable frequency divider 42 divides the frequency of the oscillation signal output from the voltage controlled oscillator 41 by the frequency dividing ratio set by the setting unit 22 and outputs the frequency divided signal to the phase comparator 43. The frequency division ratio can be changed between a predetermined frequency division ratio Mmin to Mmax.

位相比較器43は、DDS3から出力されたDDS信号の位相と、可変分周器42から出力された分周信号の位相との位相差に応じた電圧をループフィルタ44に出力する。
ループフィルタ44は、例えば、ローパスフィルタであり、位相比較器43から出力された電圧を、電圧制御発振器41を制御する制御電圧に変換する。
The phase comparator 43 outputs a voltage corresponding to the phase difference between the phase of the DDS signal output from the DDS 3 and the phase of the frequency-divided signal output from the variable frequency divider 42 to the loop filter 44.
The loop filter 44 is a low-pass filter, for example, and converts the voltage output from the phase comparator 43 into a control voltage for controlling the voltage controlled oscillator 41.

周波数シンセサイザ1は、PLL回路4から出力される発振信号に含まれるスプリアスが、発振信号の周波数から所定範囲内の離調周波数において所定レベル以下となるように選択された、DDS信号の周波数と分周比との組み合わせに基づいて、発振信号を出力する。また、周波数シンセサイザ1は、当該組み合わせを記憶部21に記憶しているため、発振信号の周波数に対応する組み合わせを高速に選択することができる。よって、周波数シンセサイザ1は、出力信号に含まれるスプリアスを抑制しつつ、周波数切替を高速化できる。   In the frequency synthesizer 1, the spurious included in the oscillation signal output from the PLL circuit 4 and the frequency of the DDS signal selected such that the spurious contained in the detuning frequency within the predetermined range is less than or equal to the predetermined level from the frequency of the oscillation signal. An oscillation signal is output based on the combination with the circumferential ratio. Further, since the frequency synthesizer 1 stores the combination in the storage unit 21, the combination corresponding to the frequency of the oscillation signal can be selected at high speed. Therefore, the frequency synthesizer 1 can speed up the frequency switching while suppressing spurious included in the output signal.

[周波数シンセサイザ1の製造方法]
本実施形態に係る周波数シンセサイザ1は、製造工程において、コンピュータ(不図示)によって、PLL回路4から出力される発振信号が取り得る複数の周波数のそれぞれについて、最適となるDDS信号の周波数と、分周比との組み合わせが特定され、発振信号の周波数と、DDS信号の周波数と、分周比とが関連付けられて記憶部21に記憶される。以下に、周波数シンセサイザ1の製造方法についてフローチャートを参照しながら説明する。図2は、周波数シンセサイザ1の製造に係る処理の流れを示すフローチャートである。
[Method for Manufacturing Frequency Synthesizer 1]
In the manufacturing process, the frequency synthesizer 1 according to the present embodiment uses the computer (not shown) to obtain the optimum frequency of the DDS signal and the frequency for each of a plurality of frequencies that can be taken by the oscillation signal output from the PLL circuit 4. A combination with the frequency ratio is specified, and the frequency of the oscillation signal, the frequency of the DDS signal, and the frequency division ratio are associated and stored in the storage unit 21. Below, the manufacturing method of the frequency synthesizer 1 is demonstrated, referring a flowchart. FIG. 2 is a flowchart showing a flow of processing related to the manufacture of the frequency synthesizer 1.

まず、コンピュータは、PLL回路4から出力される発振信号が取り得る周波数に対応するとともに、PLL回路4において取り得る分周比の最小値及び最大値に対応する、DDS信号の周波数と、分周比との複数の組み合わせのそれぞれについて、PLL回路4から出力される信号の、発振信号に対するゲインを示す離調周波数特性を特定する(S10)。   First, the computer corresponds to the frequency that the oscillation signal output from the PLL circuit 4 can take, the frequency of the DDS signal that corresponds to the minimum value and the maximum value of the division ratio that can be taken in the PLL circuit 4, and the frequency division For each of a plurality of combinations with the ratio, the detuning frequency characteristic indicating the gain of the signal output from the PLL circuit 4 with respect to the oscillation signal is specified (S10).

具体的には、まず、コンピュータは、自身に接続された測定装置を用いてPLL回路4における回路特性を測定、又はPLL回路4における回路特性をシミュレートし、当該回路特性に基づいて、PLL回路4における閉ループゲインの離調周波数特性Gloop(Δf)を算出する。コンピュータは、発振信号が取り得る周波数の範囲における離調周波数特性Gloop(Δf)を算出する。ここで、Δfは、発振信号の周波数から何Hz離れているかを示す離調周波数である。   Specifically, first, the computer measures the circuit characteristics in the PLL circuit 4 using a measuring device connected to the computer, or simulates the circuit characteristics in the PLL circuit 4, and based on the circuit characteristics, the PLL circuit 4 calculates the detuned frequency characteristic Gloop (Δf) of the closed loop gain. The computer calculates a detuning frequency characteristic Gloop (Δf) in a frequency range that the oscillation signal can take. Here, Δf is a detuning frequency indicating how many Hz away from the frequency of the oscillation signal.

続いて、コンピュータは、閉ループゲインの離調周波数特性Gloop(Δf)に、周波数逓倍分のゲインを加算することにより、PLL回路4から出力される信号におけるDDS信号に起因するスプリアスのゲインGpll(Δf,Mm)を算出する。   Subsequently, the computer adds a gain corresponding to the frequency multiplication to the detuned frequency characteristic Gloop (Δf) of the closed loop gain, so that the spurious gain Gpll (Δf) caused by the DDS signal in the signal output from the PLL circuit 4 is obtained. , Mm).

PLL回路4から出力される信号の周波数FPLLにおけるゲインをGloop(FPLL,Δf)、分周比をMmとした場合のスプリアスのゲインをGPLL,Mm(FPLL,Δf)とすると、GPLL,Mm(FPLL,Δf)は以下の式(1)で示される。
PLL,Mm(FPLL,Δf)=Gloop(FPLL,Δf)+20log(Mm)・・・(1)
If the gain at the frequency F PLL of the signal output from the PLL circuit 4 is G loop (F PLL , Δf) and the spurious gain when the frequency division ratio is Mm is G PLL, Mm (F PLL , Δf), G PLL, Mm (F PLL , Δf) is expressed by the following equation (1).
G PLL, Mm (F PLL , Δf) = G loop (F PLL , Δf) +20 log (Mm) (1)

分周比Mmは、DDS信号の周波数と、分周比との組み合わせに基づいて複数特定される。なお、分周比が近い場合や、電圧制御発振器41における制御電圧に対する周波数の変化が小さい領域については、代表値を用いる等して、算出数を減らすようにしてもよい。   A plurality of frequency division ratios Mm are specified based on a combination of the frequency of the DDS signal and the frequency division ratio. Note that the number of calculations may be reduced by using a representative value or the like in a case where the frequency division ratio is close or in a region where the frequency change with respect to the control voltage in the voltage controlled oscillator 41 is small.

図3は、PLL回路4における閉ループゲインの算出例である。図3に示す例では、PLL回路4から出力される発振信号の周波数が4〜5GHz、5〜6GHz、6〜7GHzである場合のそれぞれについて、代表となる一の周波数を特定した場合における離調周波数特性を示す図である。図4は、分周比Mmを100とした場合にDDS信号に含まれるスプリアスのPLL回路4におけるゲインを示す図である。図3及び図4に示す例では、発振信号の周波数から約1MHzの範囲の離調周波数のゲインが正の値であることが確認できる。   FIG. 3 is a calculation example of the closed loop gain in the PLL circuit 4. In the example shown in FIG. 3, detuning in the case where one representative frequency is specified for each of the cases where the frequency of the oscillation signal output from the PLL circuit 4 is 4 to 5 GHz, 5 to 6 GHz, and 6 to 7 GHz. It is a figure which shows a frequency characteristic. FIG. 4 is a diagram showing the gain in the spurious PLL circuit 4 included in the DDS signal when the frequency division ratio Mm is 100. FIG. In the example shown in FIGS. 3 and 4, it can be confirmed that the gain of the detuning frequency in the range of about 1 MHz from the frequency of the oscillation signal is a positive value.

なお、S10における離調周波数特性の算出回数は、最大で、周波数シンセサイザ1が選択可能な周波数の数(発振信号が取り得る周波数の数)と、設定可能な分周比の数との乗算となるが、離調周波数特性の一部が直線的な傾向を示している場合、算出回数を減らし、算出をしなかった箇所について、算出した結果に基づく補完を行うようにしてもよい。   Note that the number of times of detuning frequency characteristics calculation in S10 is a maximum of multiplication of the number of frequencies that can be selected by the frequency synthesizer 1 (the number of frequencies that the oscillation signal can take) and the number of division ratios that can be set However, when a part of the detuning frequency characteristic shows a linear tendency, the number of calculations may be reduced, and the part that has not been calculated may be complemented based on the calculated result.

続いて、コンピュータは、測定装置を用いて、DDS信号の周波数と、当該DDS信号に含まれる2次スプリアスからN次スプリアス(Nは2以上の自然数)までのスプリアスの信号レベルとの関係を測定する(S20)。具体的には、まず、コンピュータにおいて、PLL回路4において取り得る分周比の最小値及び最大値と、発振信号が取り得る周波数の最小値及び最大値とに基づいて、DDS信号の周波数の最小値及び最大値を特定する。そして、コンピュータは、測定装置を用いて、DDS信号の周波数を、特定した最小値から最大値まで変化させて、DDS信号に含まれる2次スプリアスからN次スプリアスまでの信号レベルを測定する。このようにすることで、コンピュータは、DDS信号が取り得る周波数の範囲でスプリアスの信号レベルを測定するので、効率的にスプリアスの信号レベルを測定することができる。なお、本実施形態では、コンピュータは、2次スプリアスから10次スプリアスまでのスプリアスの信号レベルを測定するものとする。   Subsequently, the computer uses a measuring device to measure the relationship between the frequency of the DDS signal and the signal level of the spurious signal from the second-order spurious to the N-th spurious (N is a natural number of 2 or more) included in the DDS signal. (S20). Specifically, first, in the computer, based on the minimum value and maximum value of the frequency division ratio that can be taken by the PLL circuit 4 and the minimum value and maximum value of the frequency that can be taken by the oscillation signal, the minimum frequency of the DDS signal can be obtained. Specify the value and the maximum value. Then, the computer changes the frequency of the DDS signal from the specified minimum value to the maximum value using the measuring device, and measures the signal level from the secondary spurious to the Nth spurious included in the DDS signal. By doing so, the computer measures the spurious signal level within the frequency range that the DDS signal can take, and thus can efficiently measure the spurious signal level. In the present embodiment, it is assumed that the computer measures the signal level of spurious signals from secondary spurious to tenth spurious.

図5は、DDS信号の周波数と、当該DDS信号に含まれるスプリアスとの関係を示す図である。図5に示す例では、2次スプリアスから10次スプリアスまでのスプリアスの信号レベルについて示している。図5に示されるように、次数が低いほど、スプリアスの信号レベルが高いことが確認できる。コンピュータは、DDS信号の周波数と、PLL回路4から出力される発振信号の周波数の関係に基づいて、発振信号の周波数に対する、当該発振信号に含まれる2次スプリアスから10次スプリアスまでのスプリアスの信号レベルを算出する。図6は、分周比Mmを100とした場合に、発振信号の周波数と、当該発振信号に含まれるスプリアスの信号レベルとの関係を示す図である。図6に示す例では、2次スプリアスから10次スプリアスまでのスプリアスの信号レベルについて示している。図6に示す特性は、図5と同様の傾向を示しており、スプリアスの次数が低いほど、発振信号に含まれるスプリアスの信号レベルが高いことが確認できる。   FIG. 5 is a diagram illustrating the relationship between the frequency of the DDS signal and the spurious included in the DDS signal. In the example shown in FIG. 5, the signal level of the spurious from the secondary spurious to the tenth spurious is shown. As shown in FIG. 5, it can be confirmed that the spurious signal level is higher as the order is lower. Based on the relationship between the frequency of the DDS signal and the frequency of the oscillation signal output from the PLL circuit 4, the computer generates a spurious signal from the secondary spurious to the 10th spurious contained in the oscillation signal with respect to the frequency of the oscillation signal. Calculate the level. FIG. 6 is a diagram illustrating the relationship between the frequency of the oscillation signal and the signal level of spurious included in the oscillation signal when the frequency division ratio Mm is 100. In the example shown in FIG. 6, the signal levels of spurious signals from the secondary spurious to the tenth spurious are shown. The characteristics shown in FIG. 6 show the same tendency as in FIG. 5, and it can be confirmed that the spurious signal level included in the oscillation signal is higher as the spurious order is lower.

なお、S20における測定回数は、最大で、周波数シンセサイザ1が選択可能な周波数の数と、設定可能な分周比の数との乗算となるが、図5又は図6に示すように特性が直線的な傾向を示している場合、当該測定回数よりも少ない測定を行い、測定をしなかった箇所について、測定した結果に基づく補完を行うようにしてもよい。また、S20において、コンピュータは、DDS信号の周波数と、当該DDS信号に含まれる2次スプリアスからN次スプリアスまでのスプリアスの信号レベルとの関係を測定したが、これに限らない。コンピュータは、DDS信号の周波数と、当該DDS信号に含まれる2次スプリアスからN次スプリアスまでのスプリアスの信号レベルとの関係を予め定められた計算式に基づいて算出してもよい。   Note that the number of measurements in S20 is the maximum, which is multiplication of the number of frequencies that can be selected by the frequency synthesizer 1 and the number of division ratios that can be set, but the characteristics are linear as shown in FIG. 5 or FIG. When a general tendency is shown, the measurement may be performed less than the number of times of measurement, and supplementation based on the measurement result may be performed for a portion where the measurement is not performed. In S20, the computer measures the relationship between the frequency of the DDS signal and the spurious signal level from the secondary spurious to the Nth spurious included in the DDS signal, but the present invention is not limited to this. The computer may calculate the relationship between the frequency of the DDS signal and the spurious signal level from the secondary spurious to the Nth spurious included in the DDS signal based on a predetermined calculation formula.

続いて、コンピュータは、PLL回路4から出力される出力信号における、発振信号の周波数から所定範囲内において発生する2次スプリアスからN次スプリアスまでのスプリアスの離調周波数を特定する(S30)。具体的には、コンピュータは、DDS信号が取り得る複数の周波数のそれぞれについて、DDS信号の周波数と当該DDS信号に含まれるN次スプリアスの周波数との差分を算出する。DDS信号の周波数をFDDS、DDS信号の周波数とN次スプリアスの周波数との差分をFdelta,Np,Fsn(FDDS)とすると、当該差分は、以下の式(2)に基づいて算出される。ここで、Npはスプリアスの次数、FsnはDDS3に入力される基準クロックの周波数、floor()は、小数点以下を切り捨てる関数、mod(x,y)は、xをyで除算した際の余りを求める関数であるものとする。 Subsequently, the computer specifies a spurious detuning frequency from the secondary spurious to the Nth spurious generated within a predetermined range from the frequency of the oscillation signal in the output signal output from the PLL circuit 4 (S30). Specifically, for each of a plurality of frequencies that can be taken by the DDS signal, the computer calculates a difference between the frequency of the DDS signal and the frequency of the Nth order spurious included in the DDS signal. When the frequency of the DDS signal is F DDS and the difference between the frequency of the DDS signal and the frequency of the Nth order spurious is F delta, Np, Fsn (F DDS ), the difference is calculated based on the following equation (2). The Here, Np is the order of spurious, F sn is the frequency of the reference clock input to DDS3, floor () is a function that rounds down the decimal point, and mod (x, y) is the remainder when x is divided by y Is a function for obtaining.

delta,Np,Fsn(FDDS)=
−FDDS+mod{floor(FDDS*Np/(Fsn/2)),2}*{(Fsn/2)−mod(FDDS*Np,Fsn/2)}
+[1−mod{floor(FDDS*Np/(Fsn/2)),2}]*mod(Fdds*Np,Fsn/2) ・・・(2)
F delta, Np, Fsn (F DDS ) =
-F DDS + mod {floor (F DDS * Np / (F sn / 2)), 2} * {(F sn / 2) -mod (F DDS * Np, F sn / 2)}
+ [1-mod {floor ( FDDS * Np / ( Fsn / 2)), 2}] * mod ( Fdds * Np, Fsn / 2) (2)

また、発振信号の周波数が、DDS信号の周波数FDDSと分周比Mmとを乗算したものであることを用いて、コンピュータは、式(2)で算出された差分に分周比Mmを乗算することにより、PLL回路4が出力する発振信号の周波数と、当該発振信号に含まれるN次スプリアスの周波数との差分を示すキャリア相対周波数を特定する。図7は、分周比Mmを100とした場合の発振信号の周波数と、スプリアスのキャリア相対周波数との関係を示す図である。図7では、発振信号の周波数に対して、各スプリアスの周波数がどのくらい離れているかを特定することができる。 The frequency of the oscillation signal, by using that obtained by multiplying the frequency F DDS and the division ratio Mm of the DDS signal, the computer multiplies the division ratio Mm to a difference calculated by the equation (2) Thus, the carrier relative frequency indicating the difference between the frequency of the oscillation signal output from the PLL circuit 4 and the frequency of the Nth order spurious included in the oscillation signal is specified. FIG. 7 is a diagram showing the relationship between the frequency of the oscillation signal and the spurious carrier relative frequency when the frequency division ratio Mm is 100. FIG. In FIG. 7, it is possible to specify how far each spurious frequency is from the frequency of the oscillation signal.

続いて、コンピュータは、DDS信号の周波数と分周比Mmとの複数の組み合わせのそれぞれについて、S20において特定した離調周波数特性と、S30において測定したN次スプリアスまでのスプリアスの信号レベルと、S40において特定したN次スプリアスまでの離調周波数とに基づいて、発振信号の周波数から所定範囲内の離調周波数における各スプリアスの信号レベルを特定する(S40)。   Subsequently, the computer, for each of a plurality of combinations of the frequency of the DDS signal and the frequency division ratio Mm, the detuning frequency characteristic specified in S20, the signal level of spurious up to the Nth order spurious measured in S30, and S40. On the basis of the detuning frequency up to the Nth order spurious specified in step S40, the signal level of each spurious at the detuning frequency within a predetermined range from the frequency of the oscillation signal is specified (S40).

具体的には、発振信号の周波数をFPLLとした場合のN次スプリアスの信号レベルをLDDS,Np(FPLL)、FPLLから所定範囲内の離調周波数における各スプリアスの信号レベルをLPLL,fsn,Mm,Np(FPLL)とすると、LPLL,fsn,Mm,Np(FPLL)は、式(1)、(2)に基づいて、以下の式(3)で示される。
PLL,fsn,Mm,Np(FPLL)=LDDS,Np(FPLL
+GPLL,Mm(Fdelta,Np,Fsn(FPLL/Mm),Mm)・・・(3)
Specifically, the signal level of the Nth order spurious when the frequency of the oscillation signal is F PLL is L DDS, Np (F PLL ), and the signal level of each spurious at a detuning frequency within a predetermined range from F PLL is L Assuming that PLL, fsn, Mm, Np (F PLL ), L PLL, fsn, Mm, Np (F PLL ) is expressed by the following equation (3) based on equations (1) and (2).
L PLL, fsn, Mm, Np (F PLL ) = L DDS, Np (F PLL )
+ G PLL, Mm (F delta, Np, Fsn (F PLL / Mm), Mm) (3)

図8は、分周比を100とした場合の発振信号の周波数と、発振信号に含まれるスプリアスの信号レベルとの関係を示す図である。図8では、2次スプリアスから10次スプリアスまでのスプリアスの信号レベルを示している。図8に示すように、発振信号が取り得る各周波数のそれぞれで、最大となる信号レベルに対応するスプリアスの次数が変化していることが確認できる。   FIG. 8 is a diagram illustrating the relationship between the frequency of the oscillation signal and the signal level of the spurious included in the oscillation signal when the frequency division ratio is 100. FIG. 8 shows signal levels of spurious signals from secondary spurious to tenth spurious. As shown in FIG. 8, it can be confirmed that the spurious order corresponding to the maximum signal level changes at each frequency that the oscillation signal can take.

続いて、コンピュータは、図9に示すように、発振信号の周波数FPLLから所定範囲内の離調周波数において、2次スプリアスからN次スプリアスまでの全てのスプリアスのそれぞれの信号レベルのうち最大の信号レベルのスプリアスLPLLspuri,fsn,Mm(FPLL)を特定する。コンピュータは、以下の式(4)に基づいて最大の信号レベルのスプリアスを特定する。ここで、max{x1、x2、・・・、xn}(nは3以上の自然数)は、x1からxnまでの中から最大値を選択する関数である。
PLLspuri,fsn,Mm(FPLL)=max{LPLL,fsn,Mm,N1,・・・,LPLL,fsn,Mm,Np} ・・・(4)
Subsequently, as shown in FIG. 9, the computer has the maximum signal level among the signal levels of all the spurious signals from the secondary spurious to the Nth spurious at a detuning frequency within a predetermined range from the frequency F PLL of the oscillation signal. The signal level spurious L PLLSpuri, fsn, Mm (F PLL ) is specified. The computer specifies the spurious signal having the maximum signal level based on the following equation (4). Here, max {x1, x2,..., Xn} (n is a natural number of 3 or more) is a function for selecting the maximum value from x1 to xn.
L PLLspuri, fsn, Mm (F PLL ) = max {L PLL, fsn, Mm, N1 ,..., L PLL, fsn, Mm, Np } (4)

なお、図9では、分周比を100とした場合の例について説明したが、コンピュータは、DDS信号と分周比との組み合わせに対応する複数の分周比について、図9に示す発振信号の周波数と、最大の信号レベルとなるスプリアスとの関係を特定するものとする。   In FIG. 9, the example in which the frequency division ratio is set to 100 has been described. However, the computer uses the oscillation signal shown in FIG. 9 for a plurality of frequency division ratios corresponding to combinations of the DDS signal and the frequency division ratio. The relationship between the frequency and the spurious at the maximum signal level shall be specified.

続いて、コンピュータは、複数の組み合わせのそれぞれについて特定された、発振信号が取り得る複数の周波数から所定範囲内の離調周波数におけるスプリアスの信号レベルに基づいて、当該発振信号の複数の周波数のそれぞれに対応する複数の組み合わせから一の組み合わせを選択する(S50)。   Subsequently, the computer specifies each of the plurality of frequencies of the oscillation signal based on the spurious signal level at the detuning frequency within a predetermined range from the plurality of frequencies that can be taken by the oscillation signal, specified for each of the plurality of combinations. One combination is selected from a plurality of combinations corresponding to (S50).

具体的には、コンピュータは、DDS信号と分周比との組み合わせに対応する複数の分周比について、S40において特定された、発振信号が取り得る複数の周波数のそれぞれに対応する最大の信号レベルを比較し、当該複数の周波数のそれぞれにおいて、当該最大の信号レベルを最も抑制することができる分周比を特定する。   Specifically, the computer determines the maximum signal level corresponding to each of the plurality of frequencies that can be taken by the oscillation signal specified in S40 for a plurality of division ratios corresponding to the combination of the DDS signal and the division ratio. And a frequency division ratio that can most suppress the maximum signal level at each of the plurality of frequencies.

図10は、分周比が96、100、104である場合の、発振信号の周波数と、各周波数信号に含まれるスプリアスのうち最大の信号レベルのスプリアスとの関係を示す図である。コンピュータは、例えば、図10において、発振信号の周波数がFPLL1の場合には、スプリアスの最大の信号レベルが最も小さい分周比として、104を特定する。 FIG. 10 is a diagram showing the relationship between the frequency of the oscillation signal and the maximum signal level spurious out of the spurious included in each frequency signal when the frequency division ratio is 96, 100, or 104. For example, in FIG. 10, when the frequency of the oscillation signal is FP PLL 1 , the computer specifies 104 as the division ratio with the smallest spurious maximum signal level.

図11は、分周比を特定した場合の、発振信号の周波数と、スプリアスの最大の信号レベルとの関係を示す図である。図11に示すように、発振信号が取り得る複数の周波数のそれぞれにおいて、最大の信号レベルが−70dBcよりも抑制されることが確認できる。   FIG. 11 is a diagram showing the relationship between the frequency of the oscillation signal and the maximum signal level of spurious when the frequency division ratio is specified. As shown in FIG. 11, it can be confirmed that the maximum signal level is suppressed below −70 dBc at each of a plurality of frequencies that can be taken by the oscillation signal.

続いて、コンピュータは、選択した一の組み合わせに対応するDDS信号の周波数と分周比とを、発振信号の周波数に関連付けて、周波数シンセサイザ1が有する記憶部21に記憶させる(S60)。   Subsequently, the computer stores the frequency and frequency division ratio of the DDS signal corresponding to the selected combination in the storage unit 21 of the frequency synthesizer 1 in association with the frequency of the oscillation signal (S60).

[本実施形態の効果]
以上説明したように、本実施形態に係る選択方法は、DDS信号の周波数と分周比との複数の組み合わせのそれぞれについて、離調周波数特性と、N次スプリアスまでの信号レベルと、N次スプリアスまでの離調周波数とに基づいて、発振信号の周波数から所定範囲内の離調周波数におけるスプリアスの信号レベルを特定し、複数の組み合わせのそれぞれについて特定された、発振信号の周波数から所定範囲内の離調周波数におけるスプリアスの信号レベルに基づいて、発振信号の周波数に対応する複数の組み合わせから一の組み合わせを選択する。
[Effect of this embodiment]
As described above, the selection method according to the present embodiment performs the detuning frequency characteristics, the signal level up to the Nth order spurious, and the Nth order spurious for each of a plurality of combinations of the frequency and the division ratio of the DDS signal. The spurious signal level at the detuning frequency within the predetermined range from the frequency of the oscillation signal is determined based on the detuning frequency up to and within the predetermined range from the frequency of the oscillation signal specified for each of the plurality of combinations. Based on the spurious signal level at the detuning frequency, one combination is selected from a plurality of combinations corresponding to the frequency of the oscillation signal.

このようにすることで、発振信号の周波数と、当該周波数に対して選択された組み合わせとが周波数シンセサイザ1の記憶部21に記憶された周波数シンセサイザを製造することができる。これにより、周波数シンセサイザ1は、発振信号の周波数の選択を受け付けると、図11に示したように、発振信号に含まれるスプリアスが最小限になるDDS信号と分周比との組み合わせで動作するので、出力信号に含まれるスプリアスを抑制しつつ、周波数シンセサイザ1から出力する出力信号の周波数の切替を高速化できる。   In this way, a frequency synthesizer in which the frequency of the oscillation signal and the combination selected for the frequency are stored in the storage unit 21 of the frequency synthesizer 1 can be manufactured. As a result, when the frequency synthesizer 1 accepts the selection of the frequency of the oscillation signal, as shown in FIG. 11, the frequency synthesizer 1 operates with a combination of the DDS signal and the division ratio that minimizes the spurious included in the oscillation signal. The frequency switching of the output signal output from the frequency synthesizer 1 can be speeded up while suppressing spurious included in the output signal.

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更又は改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。そのような変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。   As mentioned above, although this invention was demonstrated using embodiment, the technical scope of this invention is not limited to the range as described in the said embodiment. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications or improvements can be added to the above embodiment. It is apparent from the scope of the claims that the embodiments added with such changes or improvements can be included in the technical scope of the present invention.

1・・・周波数シンセサイザ、2・・・制御回路、21・・・記憶部、22・・・設定部、3・・・ダイレクトデジタルシンセサイザ、4・・・PLL回路、41・・・電圧制御発振器、42・・・可変分周器、43・・・位置比較器、44・・・ループフィルタ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Frequency synthesizer, 2 ... Control circuit, 21 ... Memory | storage part, 22 ... Setting part, 3 ... Direct digital synthesizer, 4 ... PLL circuit, 41 ... Voltage controlled oscillator 42 ... Variable frequency divider, 43 ... Position comparator, 44 ... Loop filter

Claims (6)

ダイレクトデジタルシンセサイザと、前記ダイレクトデジタルシンセサイザから出力されるDDS信号の周波数に対する分周比に基づいて設定される周波数の発振信号を出力するPLL回路と、を有する周波数シンセサイザにおいて、前記DDS信号の周波数と、前記分周比との複数の組み合わせのそれぞれについて、前記PLL回路から出力される信号の、前記発振信号に対するゲインを示す離調周波数特性を特定する第1ステップと、
前記DDS信号の周波数と、当該DDS信号に含まれるN次高調波(Nは2以上の自然数)に起因するN次スプリアス(Nは2以上の自然数)までの信号レベルとの関係を特定する第2ステップと、
前記PLL回路から出力される前記発振信号の周波数から所定範囲内において発生する前記N次スプリアスまでの離調周波数を特定する第3ステップと、
前記複数の組み合わせのそれぞれについて、前記離調周波数特性と、前記N次スプリアスまでの信号レベルと、前記N次スプリアスまでの離調周波数とに基づいて、前記発振信号の周波数から前記所定範囲内の離調周波数におけるスプリアスの信号レベルを特定する第4ステップと、
前記複数の組み合わせのそれぞれについて特定された、前記発振信号の周波数から前記所定範囲内の離調周波数におけるスプリアスの信号レベルに基づいて、前記発振信号の周波数に対応する複数の組み合わせから一の組み合わせを選択する第5ステップと、
を備える選択方法。
A frequency synthesizer comprising: a direct digital synthesizer; and a PLL circuit that outputs an oscillation signal having a frequency set based on a frequency division ratio of the DDS signal output from the direct digital synthesizer. A first step of specifying a detuning frequency characteristic indicating a gain of the signal output from the PLL circuit with respect to the oscillation signal for each of the plurality of combinations with the division ratio;
First, the relationship between the frequency of the DDS signal and the signal level up to the Nth order spurious (N is a natural number of 2 or more) caused by the Nth harmonic (N is a natural number of 2 or more) included in the DDS signal is specified. Two steps,
A third step of specifying a detuning frequency from the frequency of the oscillation signal output from the PLL circuit to the Nth order spurious generated within a predetermined range;
Based on the detuning frequency characteristic, the signal level up to the Nth order spurious, and the detuning frequency up to the Nth order spurious for each of the plurality of combinations, the frequency of the oscillation signal is within the predetermined range. A fourth step of identifying the spurious signal level at the detuning frequency;
Based on the spurious signal level at the detuning frequency within the predetermined range from the frequency of the oscillation signal, specified for each of the plurality of combinations, one combination from the plurality of combinations corresponding to the frequency of the oscillation signal A fifth step to select,
A selection method comprising:
前記第4ステップにおいて、前記発振信号の周波数から前記所定範囲内の離調周波数において、前記N次スプリアスまでの高調波スプリアスのそれぞれの信号レベルのうち、最大の信号レベルを特定する、
請求項1に記載の選択方法。
In the fourth step, the maximum signal level is specified among the respective signal levels of the harmonic spurious up to the Nth order spurious at the detuning frequency within the predetermined range from the frequency of the oscillation signal.
The selection method according to claim 1.
前記第2ステップにおいて、前記PLL回路において取り得る分周比の最小値及び最大値と、前記発振信号が取り得る周波数の最小値及び最大値とに基づいて、前記DDS信号の周波数の最小値及び最大値を特定し、当該DDS信号の周波数を、当該最小値から当該最大値まで変化させて、当該DDS信号に含まれるN次スプリアスまでの信号レベルを特定する、
請求項1又は2に記載の選択方法。
In the second step, based on the minimum value and maximum value of the frequency division ratio that can be taken in the PLL circuit and the minimum value and maximum value of the frequency that can be taken by the oscillation signal, the minimum value of the frequency of the DDS signal and Specify the maximum value, change the frequency of the DDS signal from the minimum value to the maximum value, and specify the signal level up to the Nth order spurious included in the DDS signal.
The selection method according to claim 1 or 2.
前記第1ステップにおいて、前記発振信号が取り得る複数の周波数のそれぞれにおける前記複数の組み合わせのそれぞれに対して、前記離調周波数特性を特定し、
前記第3ステップにおいて、前記発振信号が取り得る複数の周波数のそれぞれに対して、当該周波数から前記所定範囲内において発生する前記N次スプリアスまでの離調周波数を特定し、
前記第4ステップにおいて、前記発振信号が取り得る複数の周波数のそれぞれに対して、前記所定範囲内の離調周波数におけるN次スプリアスまでの高調波スプリアスに対応する信号レベルを特定し、
前記第5ステップにおいて、前記発振信号が取り得る複数の周波数のそれぞれに対して、前記複数の組み合わせから一の組み合わせを選択する、
請求項1から3のいずれか1項に記載の選択方法。
In the first step, the detuning frequency characteristic is specified for each of the plurality of combinations in each of a plurality of frequencies that the oscillation signal can take.
In the third step, for each of a plurality of frequencies that can be taken by the oscillation signal, a detuning frequency from the frequency to the Nth order spurious generated within the predetermined range is specified,
In the fourth step, for each of a plurality of frequencies that can be taken by the oscillation signal, a signal level corresponding to harmonic spurious up to Nth order spurious at a detuned frequency within the predetermined range is specified,
In the fifth step, one combination is selected from the plurality of combinations for each of a plurality of frequencies that the oscillation signal can take.
The selection method according to any one of claims 1 to 3.
ダイレクトデジタルシンセサイザと、前記ダイレクトデジタルシンセサイザから出力されるDDS信号の周波数に対する分周比に基づいて設定される周波数の発振信号を出力するPLL回路と、を有する周波数シンセサイザの製造方法であって、
前記周波数シンセサイザにおいて、前記DDS信号の周波数と、前記分周比との複数の組み合わせのそれぞれについて、前記PLL回路から出力される信号の、前記発振信号に対するゲインを示す離調周波数特性を特定する第1ステップと、
前記DDS信号の周波数と、当該DDS信号に含まれるN次高調波(Nは2以上の自然数)に起因するN次スプリアス(Nは2以上の自然数)までの信号レベルとの関係を特定する第2ステップと、
前記PLL回路から出力される前記発振信号の周波数から所定範囲内において発生する前記N次スプリアスまでの離調周波数を特定する第3ステップと、
前記複数の組み合わせのそれぞれについて、前記離調周波数特性と、前記N次スプリアスまでの信号レベルと、前記N次スプリアスまでの離調周波数とに基づいて、前記発振信号の周波数から前記所定範囲内の離調周波数におけるスプリアスの信号レベルを特定する第4ステップと、
前記複数の組み合わせのそれぞれについて特定された、前記発振信号の周波数から前記所定範囲内の離調周波数におけるスプリアスの信号レベルに基づいて、前記発振信号の周波数に対応する複数の組み合わせから一の組み合わせを選択する第5ステップと、
選択した前記一の組み合わせに対応する前記DDS信号の周波数と前記分周比を、前記発振信号の周波数に関連付けて、前記周波数シンセサイザが有する記憶部に記憶させる第6ステップと、
を備える製造方法。
A frequency synthesizer manufacturing method comprising: a direct digital synthesizer; and a PLL circuit that outputs an oscillation signal having a frequency set based on a frequency division ratio of the DDS signal output from the direct digital synthesizer.
In the frequency synthesizer, for each of a plurality of combinations of the frequency of the DDS signal and the division ratio, a detuning frequency characteristic indicating a gain of the signal output from the PLL circuit with respect to the oscillation signal is specified. One step,
First, the relationship between the frequency of the DDS signal and the signal level up to the Nth order spurious (N is a natural number of 2 or more) caused by the Nth harmonic (N is a natural number of 2 or more) included in the DDS signal is specified. Two steps,
A third step of specifying a detuning frequency from the frequency of the oscillation signal output from the PLL circuit to the Nth order spurious generated within a predetermined range;
Based on the detuning frequency characteristic, the signal level up to the Nth order spurious, and the detuning frequency up to the Nth order spurious for each of the plurality of combinations, the frequency of the oscillation signal is within the predetermined range. A fourth step of identifying the spurious signal level at the detuning frequency;
Based on the spurious signal level at the detuning frequency within the predetermined range from the frequency of the oscillation signal, specified for each of the plurality of combinations, one combination from the plurality of combinations corresponding to the frequency of the oscillation signal A fifth step to select,
A sixth step of storing the frequency of the DDS signal corresponding to the selected combination and the frequency division ratio in the storage unit of the frequency synthesizer in association with the frequency of the oscillation signal;
A manufacturing method comprising:
ダイレクトデジタルシンセサイザと、
前記ダイレクトデジタルシンセサイザから出力されるDDS信号の周波数に対する分周比に基づいて設定される周波数の発振信号を出力するPLL回路と、
前記PLL回路が出力できる前記発振信号の複数の周波数のそれぞれに関連付けて、前記発振信号のスプリアスが所定のレベル以下となる前記DDS信号の周波数と前記分周比との組み合わせを記憶する記憶部と、
前記発振信号の周波数の選択を受け付けると、選択された周波数に関連付けられている前記組み合わせに対応する前記DDS信号の周波数と前記分周比とを設定する設定部と、
を備える周波数シンセサイザ。
A direct digital synthesizer,
A PLL circuit that outputs an oscillation signal having a frequency set based on a frequency division ratio of the DDS signal output from the direct digital synthesizer;
A storage unit for storing a combination of the frequency of the DDS signal and the division ratio at which the spurious of the oscillation signal is equal to or lower than a predetermined level in association with each of the plurality of frequencies of the oscillation signal that can be output by the PLL circuit; ,
Upon receiving selection of the frequency of the oscillation signal, a setting unit that sets the frequency of the DDS signal corresponding to the combination associated with the selected frequency and the division ratio;
A frequency synthesizer comprising:
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2021177072A1 (en) * 2020-03-04 2021-09-10 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 Radar device and method for controlling radar device

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