JP2018007097A - Synthesizer circuit - Google Patents
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Abstract
Description
この発明はシンセサイザ回路に関し、より特定的には、PLL(Phase Locked Loop)方式のシンセサイザ回路に関する。 The present invention relates to a synthesizer circuit, and more particularly to a PLL (Phase Locked Loop) synthesizer circuit.
レーダ装置や通信装置等に用いられる無線装置では、複数の周波数を順次出力することが要求される。特開平11−112341号公報(特許文献1)には、このような無線装置に適用可能な注入同期型発振器の構成が記載される。 A wireless device used for a radar device, a communication device, or the like is required to sequentially output a plurality of frequencies. Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-112341 (Patent Document 1) describes a configuration of an injection-locked oscillator applicable to such a wireless device.
特許文献1には、基準信号発生器が出力する基準信号をm逓倍(m:整数)した注入信号と、発振回路からの出力信号の自由発振周波数とを、周波数負帰還ループによって位相同期させる構成が記載されている。これにより、注入信号の周波数変化に対して、出力信号の周波数を追随させることによって、複数の周波数を出力することが可能となる。
特開2010−233078号公報(特許文献2)には、上記のような用途に用いられるPLL回路の構成が記載されている。特許文献2には、電圧制御発振器からの出力信号を分周数M(M:整数)で分周した信号と、基準信号を逓倍数L(L:整数)で逓倍した信号とをミキサで混合し、さらに、ミキサの出力信号と、基準信号を所定の位相比較周波数まで分周した信号とを位相比較器に入力するPLLを形成する構成が記載されている。特許文献2の構成では、基準信号の周波数と、出力信号の発振周波数とから、逓倍数Lおよび分周数Mを可変調整することによって、位相雑音の劣化を抑制することが記載されている。
Japanese Patent Laying-Open No. 2010-233078 (Patent Document 2) describes the configuration of a PLL circuit used for the above-described applications. In
特許文献1の構成では、周波数負帰還ループにおいて、ミキサには、出力周波数の(1/n)倍(n:整数)の周波数の信号と、基準信号をm逓倍した信号とが入力される。さらに、出力信号は、発振信号の周波数のn次高調波を取り出すことで出力される。したがって、出力信号周波数foutは、基準信号の周波数fに対して、fout=f×m×nとなる。このため、複数の周波数を順次出力する用途では、設定可能な出力周波数の幅が大きくなるため、周波数分解能の確保が困難である。
In the configuration of
特許文献2の構成では、分周数Mを低下することで位相雑音を低下できる一方で、同一の(L×M)を維持するためには、逓倍数Lを上昇することが必要となる。したがって、共通の基準信号周波数の下では、特定周波数の出力信号を得るために、位相雑音と周波数分解能とがトレードオフの関係となることが理解される。
In the configuration of
このように、特許文献1および2の構成では、位相雑音の抑制と、周波数分解能の向上との両立が困難である。
Thus, in the configurations of
この発明は上述のような課題を解決するためになされたもので、この発明の目的は、位相雑音の抑制および周波数分解能の向上を両立できるシンセサイザ回路の構成を提供することである。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a configuration of a synthesizer circuit capable of achieving both suppression of phase noise and improvement of frequency resolution.
この発明に係るシンセサイザ回路は、指令周波数(fo*)に従って出力信号(So)を発生する。シンセサイザ回路は、電圧制御発振器と、基準信号発生器と、ダイレクトデジタルシンセサイザと、制御部と、逓倍信号発生手段と、周波数混合器と、位相比較部と、発振周波数選択手段とを備える。電圧制御発振器は、制御電圧(Vco)に対応する発振周波数の信号を出力信号として出力する。基準信号発生器は、決められた基準周波数(fr)を有する基準信号を発生する。ダイレクトデジタルシンセサイザは、基準信号をもとに、可変な周波数を有する第1の信号を出力する。制御部は、第1の信号の周波数を逓倍した周波数と指令周波数との周波数差が基準周波数と等しくなるように、第1の信号の周波数である第1の周波数(fdds)と第1の信号を逓倍する逓倍数(n)を求めるとともに、第1の周波数を有する第1の信号を出力するようダイレクトデジタルシンセサイザを制御する。逓倍信号発生手段は、上記逓倍数(n)で第1の信号を逓倍した第2の信号を含む、第1の信号を逓倍した複数の信号が重畳された逓倍信号を出力する。周波数混合器は、出力信号と逓倍信号の周波数差に相当する周波数のミキサ信号(Smx)を出力する。位相比較部は、基準信号とミキサ信号との位相差に応じた電圧信号を電圧制御発振器の制御電圧に出力する。発振周波数選択手段は、制御部に制御され、電圧制御発振器の発振周波数と第2の信号の周波数である第2の周波数(n・fdds)との周波数差が基準周波数(fr)に等しくなるように制御する。 The synthesizer circuit according to the present invention generates an output signal (So) according to a command frequency (fo *). The synthesizer circuit includes a voltage controlled oscillator, a reference signal generator, a direct digital synthesizer, a control unit, a multiplied signal generation unit, a frequency mixer, a phase comparison unit, and an oscillation frequency selection unit. The voltage controlled oscillator outputs a signal having an oscillation frequency corresponding to the control voltage (Vco) as an output signal. The reference signal generator generates a reference signal having a determined reference frequency (fr). The direct digital synthesizer outputs a first signal having a variable frequency based on a reference signal. The control unit includes a first frequency (fdds) that is the frequency of the first signal and the first signal so that a frequency difference between the frequency obtained by multiplying the frequency of the first signal and the command frequency is equal to the reference frequency. The direct digital synthesizer is controlled so as to obtain a multiplication number (n) for multiplying the frequency and output a first signal having the first frequency. The multiplication signal generating means outputs a multiplication signal on which a plurality of signals obtained by multiplying the first signal are superimposed, including a second signal obtained by multiplying the first signal by the multiplication number (n). The frequency mixer outputs a mixer signal (Smx) having a frequency corresponding to the frequency difference between the output signal and the multiplied signal. The phase comparison unit outputs a voltage signal corresponding to the phase difference between the reference signal and the mixer signal to the control voltage of the voltage controlled oscillator. The oscillation frequency selection means is controlled by the control unit so that the frequency difference between the oscillation frequency of the voltage controlled oscillator and the second frequency (n · fdds) which is the frequency of the second signal becomes equal to the reference frequency (fr). To control.
この発明の他のある局面に係るシンセサイザ回路は、指令周波数(fo*)に従って出力信号(So)を発生する。シンセサイザ回路は、電圧制御発振器と、基準信号発生器と、ダイレクトデジタルシンセサイザと、制御部と、可変逓倍器と、周波数混合器と、位相比較部とを備える。電圧制御発振器は、制御電圧(Vco)に対応する発振周波数の信号を出力信号として出力する。基準信号発生器は、決められた基準周波数(fr)を有する基準信号を発生する。ダイレクトデジタルシンセサイザは、基準信号をもとに、可変な周波数を有する第1の信号を出力する。制御部は、第1の信号の周波数を逓倍した周波数と指令周波数との周波数差が基準周波数と等しくなるように、第1の信号の周波数である第1の周波数(fdds)と第1の信号を逓倍する逓倍数(n)を求め、第1の周波数を有する第1の信号を出力するようダイレクトデジタルシンセサイザを制御する。可変逓倍器は、上記逓倍数で第1の信号を逓倍した第2の信号を出力する。周波数混合器は、出力信号と第2の信号とが入力され、出力信号と第2の信号との周波数差に相当する周波数のミキサ信号を出力する。位相比較部は、基準信号とミキサ信号との位相差に応じた電圧信号を電圧制御発振器の制御電圧に出力する。 A synthesizer circuit according to another aspect of the present invention generates an output signal (So) according to a command frequency (fo *). The synthesizer circuit includes a voltage controlled oscillator, a reference signal generator, a direct digital synthesizer, a control unit, a variable multiplier, a frequency mixer, and a phase comparison unit. The voltage controlled oscillator outputs a signal having an oscillation frequency corresponding to the control voltage (Vco) as an output signal. The reference signal generator generates a reference signal having a determined reference frequency (fr). The direct digital synthesizer outputs a first signal having a variable frequency based on a reference signal. The control unit includes a first frequency (fdds) that is the frequency of the first signal and the first signal so that a frequency difference between the frequency obtained by multiplying the frequency of the first signal and the command frequency is equal to the reference frequency. The direct digital synthesizer is controlled so as to obtain a multiplication number (n) that multiplies and outputs a first signal having the first frequency. The variable multiplier outputs a second signal obtained by multiplying the first signal by the multiplication number. The frequency mixer receives the output signal and the second signal, and outputs a mixer signal having a frequency corresponding to the frequency difference between the output signal and the second signal. The phase comparison unit outputs a voltage signal corresponding to the phase difference between the reference signal and the mixer signal to the control voltage of the voltage controlled oscillator.
この発明によれば、位相雑音の抑制および周波数分解能の向上を両立できるシンセサイザ回路の構成を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a configuration of a synthesizer circuit that can simultaneously suppress phase noise and improve frequency resolution.
以下に、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお以下では、図中の同一または相当部分には同一符号を付してその説明は原則的に繰返さないものとする。 Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. In the following, the same or corresponding parts in the drawings are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will not be repeated in principle.
[実施の形態1]
図1を参照して、実施の形態1に従うシンセサイザ回路5aは、基準信号発振器10と、ダイレクトデジタルシンセサイザ20(以下、単に「DDS20」とも称する)と、コムジェネレータ30と、ミキサ50と、位相比較部60と、周波数設定補助部70と、切換スイッチ80と、電圧制御発振器90と、コントローラ100を備える。
[Embodiment 1]
Referring to FIG. 1, synthesizer circuit 5a according to the first embodiment includes
シンセサイザ回路5aは、与えられた指令周波数fo*に従った出力信号Soを出力する。指令周波数fo*を順次変化することによって、シンセサイザ回路5aは、複数の周波数を順次出力することができる。以下では、出力信号Soの実際の周波数を「出力周波数fo」とも称する。まず、シンセサイザ回路5aの各構成要素について説明する。 The synthesizer circuit 5a outputs an output signal So according to the given command frequency fo *. By sequentially changing the command frequency fo *, the synthesizer circuit 5a can sequentially output a plurality of frequencies. Hereinafter, the actual frequency of the output signal So is also referred to as “output frequency fo”. First, each component of the synthesizer circuit 5a will be described.
基準信号発振器10は、所定の基準周波数frを有する基準信号Srを発生する。基準信号発振器10は、水晶発振器等の固定された発振周波数の発振器、あるいは、このような発振器と分周比が固定された分周器との組合せによって構成することができる。
The
DDS20は、コントローラ100からのkビット(k:2以上の自然数)の設定パラメータβに従った周波数fddsを有するDDS信号Sddsを発生する。以下では、周波数fddsをDDS周波数fddsとも称する。DDS周波数(fdds)は、下記の式(1)で示される。
The
fdds=fr×α×(β*/2k) …(1)
式(1)中において、αは、DDS20に内蔵される可変逓倍器(図示せず)による逓倍数であり、β*は、kビットのパラメータβの10進数表示によって示される20〜2kの自然数である。すなわち、fddsは、パラメータα,βにより可変である係数α×(β*/2k)と、基準周波数frとの積に従うことが理解される。このように、DDS周波数は、コントローラ100から入力されるパラメータαおよびβを変えることによって変更される。特に、kビットのパラメータβによって、fddsを2k段階に細かく変化させることができる。このように、DDS周波数(fdds)は「第1の周波数」に対応し、DDS信号Sddsは「第1の信号」に相当する。
fdds = fr × α × (β * / 2 k ) (1)
In the formula (1), α is a multiplication number by a variable multiplier (not shown) built in the
コムジェネレータ30は、DDS周波数fddsを逓倍した複数の周波数の信号が重畳された逓倍信号を、ミキサ入力信号Smxiとして出力する。
The
図2は、コムジェネレータ30の出力信号の周波数スペクトルを示す概念図である。
FIG. 2 is a conceptual diagram showing the frequency spectrum of the output signal of the
図2を参照して、コムジェネレータ30は、基本波信号となるDDS周波数fddsから、多数の高調波信号を発生させて、当該基本波信号および高調波信号、すなわち、DDS周波数fddsを逓倍した複数の信号が重畳された逓倍信号を出力する。したがって、コムジェネレータ30からの逓倍信号の周波数スペクトルは、DDS周波数fddsの整数倍(×1,×2,…,×n,…)の周波数成分が、広帯域にわたって櫛の歯状に並ぶ態様を示す。コムジェネレータ30は、「逓倍信号発生手段」の一実施例に対応する。
Referring to FIG. 2,
再び図1を参照して、電圧制御発振器90は、入力された制御電圧Vcoに従った発振周波数の出力信号Soを出力する。発振周波数は出力周波数foに相当するので、制御電圧Vcoによって出力周波数foは決定される。
Referring to FIG. 1 again, the voltage controlled
ミキサ50は、ミキサ入力信号Smxiおよび出力信号Soを入力信号として、当該2個の入力信号を乗算してミキサ信号Smxを出力する。この結果、ミキサ信号Smxの周波数fmxは、2個の入力信号の間の周波数差に相当する。
The
シンセサイザ回路5aでは、ミキサ50に対して、出力信号Soは、分周器を経由しない信号伝送路51によって入力される。また、コムジェネレータ30の出力信号が、ミキサ入力信号Smxiとされる。
In the synthesizer circuit 5a, the output signal So is input to the
位相比較部60は、位相比較器62およびループフィルタ65を有する。位相比較器62は、基準信号Srおよびミキサ信号Smxの間の位相差に応じた電圧パルスを出力する。ループフィルタ65は、ローパスフィルタで構成されて、位相比較器62が出力した電圧パルスを平滑化する。これによって、位相比較部60の出力電圧V1(直流電圧)が得られる。
The
周波数設定補助部70および切換スイッチ80は、コムジェネレータ30が発生する逓倍信号に含まれる、DDS周波数fddsを逓倍した複数の信号のうちの特定の周波数(後述のn・fdds)を有する信号が、指令周波数fo*に従った出力周波数foとロックできるように、電圧制御発振器90の発振周波数(制御電圧Vco)を仮設定するために配置される。すなわち、図1の構成例では、周波数設定補助部70および切換スイッチ80によって、「発振周波数選択手段」の機能が実現される。
The frequency setting
周波数設定補助部70は、可変分周器71、位相比較器72および、ループフィルタ75を有する。可変分周器71は、コントローラ100によって可変制御される分周数M(M:整数)によって、出力信号Soを分周する。したがって、可変分周器71の出力信号の周波数は、出力周波数foを用いて、fo/Mで示される。
The frequency setting
位相比較器72は、可変分周器71の出力信号と、基準信号Srとの間の位相差に応じた電圧パルスを出力する。ループフィルタ75は、ローパスフィルタで構成されて、位相比較器72が出力した電圧パルスを平滑化する。これによって、周波数設定補助部70の出力電圧V2(直流電圧)が得られる。すなわち、図1の構成例において、周波数設定補助部70は「補助位相比較部」に対応する。
The
切換スイッチ80は、位相比較部60および周波数設定補助部70と、電圧制御発振器90との間に配置される。切換スイッチ80は、コントローラ100からのPLL切換信号Schに従って、位相比較部60の出力電圧V1を、制御電圧Vcoとして電圧制御発振器90に入力する第1の経路と、周波数設定補助部70の出力電圧V2を、制御電圧Vcoとして電圧制御発振器90に入力する第2の経路とを切換えるように構成される。
The
したがって、切換スイッチ80が第1の経路を選択すると、ミキサ50、位相比較部60および、電圧制御発振器90によってPLLが形成される。一方で、切換スイッチ80が第2の経路を選択すると、ミキサ50、周波数設定補助部70および、電圧制御発振器90によってPLLが形成される。
Therefore, when the
位相比較部60を用いたPLLでは、出力周波数foは、ミキサ信号Smxの周波数fmxと基準周波数frとが等しくなる状態(fmx=fr)が維持されるようにロックされる。
In the PLL using the
一方で、周波数設定補助部70を用いたPLL(以下、プレPLL)では、出力周波数foは、分周されたfo/Mと基準周波数frとが等しくなる状態が維持されるように、ロックされる。すなわち、プレPLLは、fo=fr・Mでロックする。 On the other hand, in the PLL using the frequency setting auxiliary unit 70 (hereinafter referred to as pre-PLL), the output frequency fo is locked so that the divided fo / M is equal to the reference frequency fr. The That is, the pre-PLL is locked with fo = fr · M.
コントローラ100は、与えられた指令周波数fo*に応じて、DDS周波数fddsを調整するためのパラメータα,β(DDS20)と、分周数M(可変分周器71)と、PLL切換信号Sch(切換スイッチ80)とを生成する。コントローラ100は、指令周波数fo*に従った出力周波数foが得られるように、与えられた指令周波数fo*に応じてパラメータα,βおよび分周数Mを可変に設定する。
The
次に、シンセサイザ回路5aの動作を詳細に説明する。 Next, the operation of the synthesizer circuit 5a will be described in detail.
指令周波数fo*が与えられると、コントローラ100は、周波数設定補助部70を用いたプレPLLを形成するようにPLL切換信号Schを生成するとともに、可変分周器71の分周数Mを、可変分周器71で設定可能な分周数(整数)のうちの、(fo*/fr)に最も近い整数値に設定する。これにより、プレPLLによって、出力周波数foは、fo=M・frにロックされることにより、指令周波数fo*の近傍となる。
When the command frequency fo * is given, the
プレPLLによるロック状態の形成により、電圧制御発振器90の発振周波数(制御電圧Vco)が仮設定された後、コントローラ100は、位相比較部60を用いたPLLを形成するようにPLL切換信号Schを変更する。これにより、コムジェネレータ30からの逓倍信号に相当するミキサ入力信号Smxiが図2に示した周波数スペクトルを有するところ、fddsの整数倍の複数の周波数のうちの、特定の逓倍数nとfddsとの積に相当するn・fddsを用いて、図3に示されるようなロック状態が形成される。n・fddsは「第2の周波数」に相当し、コムジェネレータ30からの逓倍信号のうちの、n・fddsの周波数の信号は「第2の信号」に対応する。
After the oscillating frequency (control voltage Vco) of the voltage controlled
図3を参照して、ロック状態では、ミキサ信号Smxの周波数fmx=frとなる。ここで、fmxは、出力周波数foおよび上記n・fddsから、fo>n・ddsのときには(fo−n・fdds)となる一方で、fo<n・ddsのときには、(n・fdds−fo)となる。すなわち、fr=|fo−n・fdds|の状態で、PLLはロックする。このとき、シンセサイザ回路5aは、電圧制御発振器90の発振周波数である出力周波数foと、逓倍数nに従うn・fddsとの周波数差が基準周波数frと等しくなる状態に制御されている。
Referring to FIG. 3, in the locked state, the frequency fmx = fr of mixer signal Smx is obtained. Here, from the output frequency fo and the n · fdds, fmx is (fo−n · fdds) when fo> n · dds, while (n · fdds−fo) when fo <n · dds. It becomes. That is, the PLL is locked in the state of fr = | fo−n · fdds |. At this time, the synthesizer circuit 5a is controlled so that the frequency difference between the output frequency fo, which is the oscillation frequency of the voltage controlled
コントローラ100は、DDS周波数fddsが下記の式(2)または式(3)を満たすように、DDS周波数fddsおよび逓倍数nを決定する。そして、パラメータα,βは、決定されたDDS周波数がDDS20によって発生されるように逆算して設定される。たとえば、コントローラ100では、想定される指令周波数fo*の各々に対して、fddsおよびnの組を予め決定したテーブル等を予め作成しておくことができる。
The
fdds=(fo*+fr)/n …(2)
fdds=(fo*−fr)/n …(3)
fdds = (fo * + fr) / n (2)
fdds = (fo * −fr) / n (3)
式(2)または(3)に従って設定されたDDS周波数fddsおよび逓倍数nの下で、周波数設定補助部70および切換スイッチ80によってプレPLLが形成されると、電圧制御発振器90の制御電圧Vcoは、周波数設定補助部70の出力電圧V2に従って仮設定される。このとき、fo=fo*近傍にロックされることにより、出力電圧V2は、コムジェネレータ30が発生する逓倍信号に含まれる複数の周波数(fdds,2・fdds,…,n・fdds,…)のうちのn・fddsにおいて、電圧制御発振器90の発振周波数(出力周波数fo)との周波数差が最も基準周波数frに近くなるように設定される。すなわち、プレPLL形成時における周波数設定補助部70の出力電圧V2は、「設定補助電圧信号」に対応する。さらに、プレPLLの形成後に、切換スイッチ80による経路の変更により、位相比較部60によるPLLを形成することによって、コムジェネレータ30からの逓倍信号に含まれる複数の信号(fddsの整数倍)のうちのn・fddsの周波数を有する信号を用いて、図3に示した周波数関係でのロック状態を実現することができる。
When the pre-PLL is formed by the frequency setting
このとき、fr=±(fo−n・fdds)に上記式(2)または(3)を代入して得られる、fo=fo*の状態にてPLLがロックすることが理解される。この結果、出力周波数foを指令周波数fo*に従って制御することができる。 At this time, it is understood that the PLL locks in a state of fo = fo * obtained by substituting the above formula (2) or (3) into fr = ± (fo−n · fdds). As a result, the output frequency fo can be controlled according to the command frequency fo *.
コントローラ100は、指令周波数fo*が変化するたびに、fo=fo*とするために、逓倍数nおよびDDS周波数fddsを式(2)または(3)に従って調整するように、パラメーラα,βと分周数Mとを変化させる。これにより、シンセサイザ回路5aは、指令周波数fo*に従った出力周波数foを順次出力することができる。
Whenever the command frequency fo * changes, the
次に、シンセサイザ回路5aの位相雑音について図4を用いて説明する。 Next, phase noise of the synthesizer circuit 5a will be described with reference to FIG.
図4を参照して、(a)には、特許文献2のように可変分周器を経由して出力信号をミキサ50へ入力した比較例での位相雑音が示される一方で、(b)には、実施の形態1に従うシンセサイザ回路5aの位相雑音が示される。
Referring to FIG. 4, (a) shows phase noise in a comparative example in which an output signal is input to
図4(a),(b)を通じて、横軸にはオフセット周波数が示され、縦軸には各周波数での位相雑音のレベルが示されている。さらに、電圧制御発振器90の位相雑音特性201、位相比較器62単体の位相雑音特性202、および、基準信号発振器10の位相雑音特性203および、シンセサイザ回路5aの出力信号Soでのトータル位相雑音特性200が示されている。
4A and 4B, the horizontal axis indicates the offset frequency, and the vertical axis indicates the phase noise level at each frequency. Furthermore, the
図4(a)には、出力信号Soを分周(分周数M)してミキサ50へ入力したときの位相比較器62での位相雑音特性204がさらに示されている。位相雑音特性204では、位相比較器62単体の位相雑音特性202と比較して、位相雑音のレベルが20・log(1/M)だけ大きくなってしまう。
4A further shows a phase noise characteristic 204 in the
PLLでは、ループフィルタ65のカットオフ周波数fcよりも高周波数の領域では、電圧制御発振器90の位相雑音が支配的となる一方で、カットオフ周波数fcよりも低周波領域では、位相比較で生じる位相雑音が支配的となる。したがって、図4(a)の比較例では、電圧制御発振器90の位相雑音が、分周後の位相比較器での位相雑音と同等となる周波数にカットオフ周波数fcを設定することで、全体の位相雑音を抑制できる。
In the PLL, the phase noise of the voltage controlled
ただし、カットオフ周波数fcよりも低周波数の領域において、トータルの位相雑音特性200は、分周後の位相雑音特性204と同等となり、位相比較器62単体の位相雑音よりも増加する。すなわち、出力信号Soを分周したPLLを形成することにより、低周波領域での位相雑音が悪化することが理解される。
However, in the frequency region lower than the cutoff frequency fc, the total phase noise characteristic 200 is equivalent to the phase noise characteristic 204 after the frequency division, and is larger than the phase noise of the
これに対して、図4(b)に示されたシンセサイザ回路5aの構成では、分周の影響が解消されるので、位相比較で生じる位相雑音については、位相比較器62単体での位相雑音特性202で示される。
On the other hand, in the configuration of the synthesizer circuit 5a shown in FIG. 4B, since the influence of frequency division is eliminated, the phase noise generated by the phase comparison is the phase noise characteristic of the
この結果、カットオフ周波数fcよりも低周波領域における位相雑音を抑制することができる。特に、図4(b)に示すように、ループフィルタ65のカットオフ周波数fcを、電圧制御発振器90の位相雑音が、位相比較器62単体の位相雑音と同等となる周波数に設計することによって、トータル位相雑音特性200を適切に改善することができる。
As a result, it is possible to suppress phase noise in a lower frequency region than the cutoff frequency fc. In particular, as shown in FIG. 4B, the cut-off frequency fc of the
このように、実施の形態1によりシンセサイザ回路5aによれば、分周器を経由せずに出力信号Soをミキサ50に入力することにより、分周器を経由せずに出力信号SoのPLLを形成することによって、位相雑音を抑制することができる。
As described above, according to the synthesizer circuit 5a according to the first embodiment, the output signal So is input to the
さらに、ミキサ50のもう一方の入力信号となるミキサ入力信号Smxiの周波数についても、DDS20によってDDS周波数fddsを変更することで、細かく設定することが可能である。この結果、基準周波数frと比較されるミキサ信号Smxの周波数fmx(fmx=±(fo−n・fdds))についても、指令周波数fo*に応じて細かく設定することができる。したがって、出力周波数foの周波数分解能についても確保することが可能である。
Further, the frequency of the mixer input signal Smxi, which is the other input signal of the
このように、本実施の形態1に従うシンセサイザ回路5aの構成によれば、位相雑音の抑制および周波数分解能の向上を両立することができる。 Thus, according to the configuration of synthesizer circuit 5a according to the first embodiment, it is possible to achieve both suppression of phase noise and improvement of frequency resolution.
[実施の形態1の変形例1]
図5には、実施の形態1の変形例1に従うシンセサイザ回路5bの全体構成を説明するブロック図が示される。
[
FIG. 5 is a block diagram illustrating an overall configuration of
図5を参照して、実施の形態1の変形例1に従うシンセサイザ回路5bは、実施の形態1に従うシンセサイザ回路5a(図1)と比較して、周波数設定補助部70に代えて、周波数設定補助部110を備える点で異なる。周波数設定補助部110は、出力電圧V2を生成する電圧発生器112と、電圧テーブル114とを含む。電圧テーブル114は、予め取得された電圧制御発振器90の発振周波数の温度依存性を反映して、周波数fおよび温度Tの入力に応じて、当該周波数fで電圧制御発振器90が発振するための制御電圧Vcoに相当する電圧値を出力するように構成される。
Referring to FIG. 5,
電圧発生器112は、コントローラ100から伝達された指令周波数fo*および図示しない温度センサによる温度検出値を用いて、電圧テーブル114を参照する。これにより、電圧発生器112は、現在の温度環境下において、電圧制御発振器90の発振周波数(出力周波数fo)を指令周波数fo*とするための制御電圧Vcoのプリセット値に相当する出力電圧V2を生成する。
The
切換スイッチ80は、図1と同様のPLL切換信号Schに従って、位相比較部60の出力電圧V1を制御電圧Vcoとして電圧制御発振器90に入力する第1の経路と、周波数設定補助部110の出力電圧V2を制御電圧Vcoとして電圧制御発振器90に入力する第2の経路とを切換えるように構成される。
The change-
シンセサイザ回路5bのその他の部分の構成は、実施の形態1に従うシンセサイザ回路5a(図1)と同様であるので、詳細な説明は繰り返さない。すなわち、パラメーラα,βおよび逓倍数nについても、指令周波数fo*に対応して、実施の形態1と同様に設定される。
Since the configuration of other parts of
実施の形態1の変形例1に従うシンセサイザ回路5bにおいても、コントローラ100は、指令周波数fo*が与えられると、まず周波数設定補助部110からの出力電圧V2を制御電圧Vcoとして電圧制御発振器90へ入力するように、切換スイッチ80を制御する。これにより、シンセサイザ回路5aのようにプレPLLを形成することなく、出力周波数foが指令周波数fo*の近傍となるように、電圧制御発振器90の発振周波数(制御電圧Vco)を仮設定することができる。すなわち、図5の構成例では、周波数設定補助部110および切換スイッチ80によって、「発振周波数選択手段」の機能が実現される。
Also in
この仮設定により、実施の形態1と同様に、出力電圧V2について、コムジェネレータ30が発生する逓倍信号に含まれる複数の周波数(fdds,2・fdds,…,n・fdds,…)のうちのn・fddsにおいて、電圧制御発振器90の発振周波数(出力周波数fo)との周波数差が最も基準周波数frに近くなるように設定することができる。すなわち、周波数設定補助部110の出力電圧V2は「設定補助電圧信号」に対応する。
By this temporary setting, as in the first embodiment, for the output voltage V2, among the multiple frequencies (fdds, 2 · fdds,..., N · fdds,...) Included in the multiplied signal generated by the
上記のように電圧制御発振器90の発振周波数(制御電圧Vco)が仮設定された後、コントローラ100は、位相比較部60によるPLLを形成するように、切換スイッチ80を制御する。これにより、実施の形態1と同様に、コムジェネレータ30からの逓倍信号に含まれる複数の信号(fddsの整数倍)のうちの、逓倍数nに従うn・fddsの周波数を有する信号を用いて、図3に示した周波数関係でのロック状態を実現することができる。この結果、fo=fo*の状態にてPLLがロックすることによって、出力周波数foを指令周波数fo*に従って制御することができる。
After the oscillation frequency (control voltage Vco) of the voltage controlled
コントローラ100は、実施の形態1と同様に、指令周波数fo*が変化するたびに、fo=fo*とするために、逓倍数nおよびDDS周波数fddsを式(2)または(3)に従って調整するように、パラメーラα,βを変化させる。これにより、実施の形態1の変形例1に従うシンセサイザ回路5bは、シンセサイザ回路5aと同様に、位相雑音を抑制するとともに周波数分解能を確保した上で、指令周波数fo*に従った出力周波数foを順次出力することができる。特に、実施の形態1の変形例1に従うシンセサイザ回路5bでは、プレPLLを形成することなく電圧制御発振器90の発振周波数(制御電圧Vco)を仮設定することができるので、実施の形態1と比較して、回路構成を簡素化することが可能となる。
Similarly to the first embodiment, the
[実施の形態1の変形例2]
図6には、実施の形態1の変形例2に従うシンセサイザ回路5cの全体構成を説明するブロック図が示される。
[
FIG. 6 is a block diagram illustrating an overall configuration of
図6を参照して、実施の形態1の変形例2に従うシンセサイザ回路5cは、実施の形態1に従うシンセサイザ回路5a(図1)と比較して、周波数設定補助部70および切換スイッチ80に代えて、周波数選択部120を備える点で異なる。周波数選択部120は、コムジェネレータ30およびミキサ50の間に配置される。さらに、切換スイッチ80が配置されないため、位相比較部60の出力電圧V1が、制御電圧Vcoとして、電圧制御発振器90へ固定的に入力される。
Referring to FIG. 6,
周波数選択部120は、スイッチ121,122と、m個(m:2以上の自然数)のフィルタ125−1〜125−mとを含む。フィルタ125−1〜125−mは、互いに透過する周波数範囲が異なるバンドパスフィルタによって構成することができる。スイッチ121は、コムジェネレータ30およびフィルタ125−1〜125−mの間に接続される。スイッチ122は、フィルタ125−1〜125−mおよびミキサ50の間に接続される。
The
スイッチ121,122は、フィルタ125−1〜125−mのうちの1個を選択するための、コントローラ100からの制御信号Pに従って制御される。これにより、周波数選択部120では、フィルタ125−1〜125−mのうちの制御信号Pによって選択された1個のフィルタが、コムジェネレータ30およびミキサ50の間に接続される。
The
この結果、コムジェネレータ30からの逓倍信号に含まれる複数の周波数(fdds,2・fdds,…,n・fdds,…)のうち、選択されたフィルタを透過する周波数範囲内の信号のみが、ミキサ入力信号Smxiとして、ミキサ50へ伝達される。シンセサイザ回路5cのその他の部分の構成は、実施の形態1に従うシンセサイザ回路5a(図1)と同様であるので、詳細な説明は繰り返さない。すなわち、コントローラ100は、実施の形態1と同様に、指令周波数fo*に対応して、逓倍数nおよびDDS周波数fddsを式(2)または(3)に従って決定するとともに、パラメーラα,βを設定する。
As a result, among the plurality of frequencies (fdds, 2 · fdds,..., N · fdds,...) Included in the multiplied signal from the
シンセサイザ回路5cにおいて、コントローラ100は、逓倍数nに従うn・fddsの周波数を有する信号が透過できる周波数範囲を有するフィルタが選択されるように、制御信号Pを生成する。たとえば、フィルタ125−1〜125−mのそれぞれの透過周波数範囲に従って、n・fddsの算出値と、フィルタ125−1〜125−mの選択との対応マップを予め作成することにより、指令周波数fo*に対応して制御信号Pを生成することができる。
In the
この結果、シンセサイザ回路5cでは、周波数選択部120によって、コムジェネレータ30が発生する逓倍信号のうちの、逓倍数nに従うn・fddsの周波数を有する信号と、出力信号Soとの周波数差が基準周波数frと等しくなる状態が形成される。これにより、実施の形態1に従うシンセサイザ回路5aでの位相比較部60によるPLLの形成時と同様に、図3に示した周波数関係、すなわち、fr=|fo−n・fdds|の状態でPLLがロックする。
As a result, in the
コントローラ100は、実施の形態1と同様に、指令周波数fo*が変化するたびに、fo=fo*とするために、逓倍数n,DDS周波数fddsおよびパラメーラα,βを算出するとともに、fddsおよび逓倍数nに従って制御信号Pを生成することができる。
Similarly to the first embodiment, the
これにより、実施の形態1の変形例2に従うシンセサイザ回路5cは、シンセサイザ回路5aと同様に、位相雑音を抑制するとともに周波数分解能を確保した上で、指令周波数fo*に従った出力周波数foを順次出力することができる。特に、実施の形態1の変形例2に従うシンセサイザ回路5cでは、電圧制御発振器90の発振周波数(制御電圧Vco)の仮設定が不要であるので、実施の形態1およびその変形例1と比較して、回路構成および/または制御処理を簡素化することが可能となる。なお、実施の形態1の変形例2に従うシンセサイザ回路5cは、指令周波数fo*の変化範囲が比較的狭く、フィルタ125−1〜125−mの各々の透過周波数の帯域幅を、DDS周波数fddsの下限よりも狭くすることが可能なアプリケーションに適用することが可能である。
Thereby, the
[実施の形態2]
図7は、本発明の実施の形態2に従うシンセサイザ回路5dの構成を示すブロック図である。
[Embodiment 2]
FIG. 7 is a block diagram showing a configuration of
図7を参照して、実施の形態2に従うシンセサイザ回路5dは、図1に示したシンセサイザ回路5aと比較して、コムジェネレータ30に代えて可変逓倍回路130を備えるとともに、周波数設定補助部70および切換スイッチ80の配置が不要となる点で異なる。シンセサイザ回路5dのその他の構成はシンセサイザ回路5aと同様であるので、詳細な説明は繰り返さない。
Referring to FIG. 7,
可変逓倍回路130は、DDS20からのDDS信号Sddsを、逓倍数指令値Lに従って逓倍して、ミキサ入力信号Smxiを生成する。すなわち、可変逓倍回路130の逓倍数は、コントローラ100からの逓倍数指令値Lによって可変設定することができる。
The
図8は、図7に示した可変逓倍回路130の構成例を説明するブロック図である。
FIG. 8 is a block diagram illustrating a configuration example of the
図8を参照して、可変逓倍回路130は、直列接続されたi個(i:2以上の自然数)の逓倍段131−1〜131−iを有する。逓倍段131−1〜131−iの各々は、逓倍器135および切換スイッチ136を含む。図8には、逓倍段131−1を構成する逓倍器135−1および切換スイッチ136−1と、逓倍段131−2を構成する逓倍器135−2および切換スイッチ136−2とが例示される。
Referring to FIG. 8,
逓倍器135−1の逓倍数はk1であり、逓倍器135−2の逓倍数はk2である。逓倍段131−1〜131−iのそれぞれにおける逓倍数はk1〜kiである。また、逓倍段131−1〜131−iには、切換スイッチ136の制御指令S1〜Siがそれぞれ入力される。 The multiplication number of the multiplier 135-1 is k1, and the multiplication number of the multiplier 135-2 is k2. The multiplication numbers in each of the multiplication stages 131-1 to 131-i are k1 to ki. Further, control commands S1 to Si of the changeover switch 136 are input to the multiplication stages 131-1 to 131-i, respectively.
逓倍段131−1〜131−iのそれぞれにおいて、切換スイッチ136は、当該逓倍段において、逓倍器135を通過する信号経路と、逓倍器135を迂回する信号経路とを、コントローラ100からの制御指令S1〜Siに従って制御する。
In each of the multiplication stages 131-1 to 131-i, the changeover switch 136 controls the control path from the
したがって、逓倍段131−1〜131−iにおける、逓倍器135−1〜135−iの通過および迂回の組み合わせによって、可変逓倍回路130による逓倍数を可変制御することができる。具体的には、当該逓倍数は、k1〜kiのうちの少なくとも一部である、信号が通過した逓倍器での逓倍数の乗算によって示される。すなわち、制御指令S1〜Siの設定によって、k1〜kiのうちの少なくとも一部の積によって実現可能な整数を選択肢として、可変逓倍回路130の逓倍数を可変制御することができる。
Therefore, the multiplication number by the
なお、可変逓倍回路130については、図8の例示とは異なる構成としてもよい。たとえば、逓倍器に代えて、高調波増幅器の非線形特性によって逓倍された信号を得ることも可能である。コントローラ100からの逓倍数指令値Lに従って逓倍数を可変制御可能である限り、可変逓倍回路130の構成は任意とすることができる。
Note that the
再び図7を参照して、コントローラ100は、逓倍数指令値Lを、式(2)または(3)での逓倍数nに設定する(L=n)。したがって、ミキサ入力信号Smxiの周波数は、実施の形態1と同様のn・fddsである。このため、ミキサ50から出力されるミキサ信号Smxの周波数は、ミキサ入力信号Smxiおよび出力信号Soの周波数差、すなわち、|fo−n・fdds|となる。
Referring to FIG. 7 again,
シンセサイザ回路5dでは、切換スイッチ80は配置されておらず、位相比較部60の出力電圧V1が、制御電圧Vcoとして、電圧制御発振器90へ固定的に入力される。これにより、実施の形態1でも説明した、ミキサ50、位相比較部60および電圧制御発振器90によるPLLが固定的に形成される。
In the
これにより、PLLでは、|fo−n・fdds|=frとなるロック状態が形成される。上記のように、nおよびfddsが式(2)または(3)に従って設定されることにより、実施の形態1と同様に、出力信号Soの出力周波数foを指令周波数fo*に制御することができる(fo=fo*)。 As a result, in the PLL, a locked state in which | fo−n · fdds | = fr is formed. As described above, by setting n and fdds according to the formula (2) or (3), the output frequency fo of the output signal So can be controlled to the command frequency fo * as in the first embodiment. (Fo = fo *).
実施の形態2に従うシンセサイザ回路5dについても、実施の形態1およびその変形例に従うシンセサイザ回路5a〜5cと同様に、分周器を経由せずに出力信号SoのPLLを形成するとともに、出力周波数foと混合されるミキサ入力信号Smxiについて、DDS20によって細かい周波数幅で設定することが可能である。この結果、シンセサイザ回路5dの構成によっても、位相雑音の抑制および周波数分解能の向上を両立することができる。
Similarly to the synthesizer circuits 5a to 5c according to the first embodiment and the modification thereof, the
なお、シンセサイザ回路5a〜5dについては、外部からの指令周波数fo*に従った複数の周波数の出力信号を順次発生することにより、通信のマルチモード化に対応した携帯電話や、レーダ装置、または、防衛用秘匿通信装置等への適用が可能である。 For the synthesizer circuits 5a to 5d, by sequentially generating output signals of a plurality of frequencies in accordance with an external command frequency fo *, a mobile phone, a radar device, or The present invention can be applied to a secret communication device for defense.
以上説明したように、シンセサイザ回路5a〜5dでは、式(2)または(3)に従うn・fddsの周波数を有する信号をミキサ入力信号Smxiとしている。この結果、シンセサイザ回路5a〜5dを通じて、分周器を経由せずに、fr=|fo−n・fdds|となる出力信号SoのPLLが形成することが可能となっている。 As described above, in synthesizer circuits 5a to 5d, a signal having a frequency of n · fdds according to the equation (2) or (3) is used as the mixer input signal Smxi. As a result, it is possible to form the PLL of the output signal So satisfying fr = | fo−n · fdds | without passing through the frequency divider through the synthesizer circuits 5a to 5d.
なお、上述のように、実施の形態1(シンセサイザ回路5a)ならびにその変形例1および2(シンセサイザ回路5b,5c)では、コムジェネレータ30により多数の周波数の信号を発生できるため、指令周波数fo*に対して、式(2)または(3)を実現するための、fddsおよびnの自由度が向上する。この結果、指令周波数fo*の対応可能範囲を広く確保できる。さらに、周波数分解能についても確保が容易となる。
As described above, in the first embodiment (synthesizer circuit 5a) and the
一方で、実施の形態1(シンセサイザ回路5a)および、その変形例1(シンセサイザ回路5b)では、ミキサ入力信号Smxiがn・ddsとは異なる周波数の信号(DDDS周波数の整数倍)を含むため、電圧制御発振器90の発振周波数を仮設定することが必要となる結果、回路構成および/または制御処理が複雑化する。また、実施の形態1の変形例2(シンセサイザ回路5c)では、上記仮設定のための構成および制御処理は不要である一方で、指令周波数fo*の変化範囲を広くすることが困難となる。
On the other hand, in the first embodiment (synthesizer circuit 5a) and its modification 1 (
これに対して、実施の形態2(シンセサイザ回路5d)では、プレPLLのための周波数設定補助部70および切換スイッチ80が不要となり、さらに、コムジェネレータ30に代えて可変逓倍回路130を配置するためコスト面で有利となる傾向にある。一方で、可変逓倍回路130による逓倍数の自由度を高めるためには、可変逓倍回路130の大型化が懸念される。
On the other hand, in the second embodiment (
このように、シンセサイザ回路5a〜5dの各々によって、位相雑音の抑制および周波数分解能の向上を両立することができるが、それぞれには得失も存在する。たとえば、複数の周波数の信号を順次出力する用途では、要求される指令周波数fo*の対応可能範囲に応じて、シンセサイザ回路5a〜5dの構成を使い分けることが可能である。 As described above, each of the synthesizer circuits 5a to 5d can achieve both the suppression of the phase noise and the improvement of the frequency resolution, but each has advantages and disadvantages. For example, in applications in which signals having a plurality of frequencies are sequentially output, the configurations of the synthesizer circuits 5a to 5d can be properly used according to the required range of the command frequency fo *.
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
5a〜5d シンセサイザ回路、10 基準信号発振器、20 ダイレクトデジタルシンセサイザ(DDS)、30 コムジェネレータ、50 ミキサ、51 信号伝送路、60 位相比較部、62,72 位相比較器、65,75 ループフィルタ、70,110 周波数設定補助部、71 可変分周器、80 切換スイッチ、90 電圧制御発振器、100 コントローラ、112 電圧発生器、114 電圧テーブル、120 周波数選択部、121,122 スイッチ、125−1〜m フィルタ、130 可変逓倍回路、131−1〜3,131−i 逓倍段(可変逓倍回路)、135−1,2 逓倍器(可変逓倍回路)、136−1,2 切換スイッチ(可変逓倍回路)、200 トータル位相雑音特性、201〜204 位相雑音特性(各要素)、L 逓倍数指令値(可変逓倍回路)、M 分周数(可変分周器)、n 逓倍数、S1〜Si 制御指令(可変逓倍回路)、Sch 切換信号(切換スイッチ)、Sdds DDS信号、Smx ミキサ信号、Smxi ミキサ入力信号、So 出力信号、Sr 基準信号、V1,V2 出力電圧、Vco 制御電圧(電圧制御発振器)、fdds DDS周波数、fmx 周波数(ミキサ信号)、fc カットオフ周波数(ループフィルタ)、fo 出力周波数、fo* 指令周波数、fr 基準周波数(基準信号発振器)。 5a to 5d synthesizer circuit, 10 reference signal oscillator, 20 direct digital synthesizer (DDS), 30 comb generator, 50 mixer, 51 signal transmission path, 60 phase comparison unit, 62, 72 phase comparator, 65, 75 loop filter, 70 110 frequency setting auxiliary unit, 71 variable frequency divider, 80 selector switch, 90 voltage controlled oscillator, 100 controller, 112 voltage generator, 114 voltage table, 120 frequency selection unit, 121, 122 switch, 125-1 to m filter , 130 variable multiplier circuit, 131-1 to 131, 131-i multiplier stage (variable multiplier circuit), 135-1, multiplier (variable multiplier circuit), 136-1, 2 selector switch (variable multiplier circuit), 200 Total phase noise characteristics, 201-204 phase noise characteristics (each element , L multiplication command value (variable multiplication circuit), M division number (variable frequency divider), n multiplication number, S1 to Si control command (variable multiplication circuit), Sch switching signal (switch), Sdds DDS signal, Smx mixer signal, Smxi mixer input signal, So output signal, Sr reference signal, V1, V2 output voltage, Vco control voltage (voltage controlled oscillator), fdds DDS frequency, fmx frequency (mixer signal), fc cutoff frequency (loop filter) ), Fo output frequency, fo * command frequency, fr reference frequency (reference signal oscillator).
Claims (6)
制御電圧に対応する発振周波数の信号を前記出力信号として出力する電圧制御発振器と、
決められた基準周波数を有する基準信号を発生する基準信号発生器と、
前記基準信号をもとに、可変な周波数を有する第1の信号を出力するダイレクトデジタルシンセサイザと、
前記第1の信号の周波数を逓倍した周波数と前記指令周波数との周波数差が前記基準周波数と等しくなるように、前記第1の信号の周波数である第1の周波数と前記第1の信号を逓倍する逓倍数を求め、前記第1の周波数を有する前記第1の信号を出力するよう前記ダイレクトデジタルシンセサイザを制御する制御部と、
前記逓倍数で前記第1の信号を逓倍した第2の信号を含む、前記第1の信号を逓倍した複数の信号が重畳された逓倍信号を出力する逓倍信号発生手段と、
前記出力信号と前記逓倍信号の周波数差に相当する周波数のミキサ信号を出力する周波数混合器と、
前記基準信号と前記ミキサ信号との位相差に応じた電圧信号を前記電圧制御発振器の前記制御電圧に出力する位相比較部と、
前記制御部に制御され、前記電圧制御発振器の前記発振周波数と前記第2の信号の周波数である第2の周波数との周波数差が前記基準周波数に等しくなるように制御する発振周波数選択手段とを備えた、シンセサイザ回路。 A synthesizer circuit that generates an output signal according to a command frequency,
A voltage controlled oscillator that outputs a signal having an oscillation frequency corresponding to the control voltage as the output signal;
A reference signal generator for generating a reference signal having a determined reference frequency;
A direct digital synthesizer that outputs a first signal having a variable frequency based on the reference signal;
The first frequency, which is the frequency of the first signal, is multiplied by the first signal so that the frequency difference between the frequency obtained by multiplying the frequency of the first signal and the command frequency is equal to the reference frequency. A control unit for controlling the direct digital synthesizer so as to output a first signal having the first frequency;
A multiplied signal generating means for outputting a multiplied signal in which a plurality of signals obtained by multiplying the first signal are superimposed, including a second signal obtained by multiplying the first signal by the multiplication number;
A frequency mixer that outputs a mixer signal having a frequency corresponding to a frequency difference between the output signal and the multiplied signal;
A phase comparator that outputs a voltage signal corresponding to a phase difference between the reference signal and the mixer signal to the control voltage of the voltage controlled oscillator;
Oscillation frequency selection means controlled by the control unit to control the frequency difference between the oscillation frequency of the voltage controlled oscillator and the second frequency that is the frequency of the second signal to be equal to the reference frequency. A synthesizer circuit.
対応する前記電圧制御発振器の発振周波数と前記逓倍信号を構成する前記複数の信号のそれぞれの周波数との差が、前記第2の信号において最も前記基準周波数に近くなるような前記制御電圧に相当する設定補助電圧信号を、前記制御部からの制御に応じて発生する周波数設定補助部と、
前記位相比較部および前記周波数設定補助部と前記電圧制御発振器との間にあって、前記制御部からの制御に応じて、前記位相比較部からの前記電圧信号を前記電圧制御発振器の前記制御電圧として入力する第1の経路と、前記周波数設定補助部からの前記設定補助電圧信号を前記電圧制御発振器の前記制御電圧として入力する第2の経路とを選択的に形成するように構成された切換スイッチとを備え、
前記制御部は、前記第2の経路が選択されるように前記切換スイッチを制御した後に、前記第1の経路が選択されるように前記切換スイッチを制御する、請求項1に記載のシンセサイザ回路。 The oscillation frequency selection means includes
The difference between the oscillation frequency of the corresponding voltage-controlled oscillator and the frequency of each of the plurality of signals constituting the multiplied signal corresponds to the control voltage that is closest to the reference frequency in the second signal. A frequency setting auxiliary unit that generates a setting auxiliary voltage signal in response to control from the control unit;
The voltage signal from the phase comparator is input as the control voltage of the voltage controlled oscillator between the phase comparator and the frequency setting auxiliary unit and the voltage controlled oscillator according to the control from the controller. And a selector switch configured to selectively form a first path for inputting and a second path for inputting the setting auxiliary voltage signal from the frequency setting auxiliary unit as the control voltage of the voltage controlled oscillator; With
The synthesizer circuit according to claim 1, wherein the control unit controls the changeover switch so that the first path is selected after controlling the changeover switch so that the second path is selected. .
前記制御部に設定された、前記指令周波数を前記基準周波数で除算した値をもとに決定された分周数で前記出力信号を分周した分周出力信号を出力する可変分周器と、
前記基準信号と前記分周出力信号との位相差に応じた電圧信号を前記設定補助電圧信号として出力する補助位相比較部とを備えた、請求項2に記載のシンセサイザ回路。 The frequency setting auxiliary unit is
A variable frequency divider configured to output a frequency-divided output signal obtained by dividing the output signal by a frequency division number determined based on a value obtained by dividing the command frequency by the reference frequency, which is set in the control unit;
The synthesizer circuit according to claim 2, further comprising: an auxiliary phase comparison unit that outputs a voltage signal corresponding to a phase difference between the reference signal and the divided output signal as the setting auxiliary voltage signal.
制御電圧に対応する発振周波数の信号を前記出力信号として出力する電圧制御発振器と、
決められた基準周波数を有する基準信号を発生する基準信号発生器と、
前記基準信号をもとに、可変な周波数を有する第1の信号を出力するダイレクトデジタルシンセサイザと、
前記第1の信号の周波数を逓倍した周波数と前記指令周波数との周波数差が前記基準周波数と等しくなるように、前記第1の信号の周波数である第1の周波数と前記第1の信号を逓倍する逓倍数を求め、前記第1の周波数を有する前記第1の信号を出力するよう前記ダイレクトデジタルシンセサイザを制御する制御部と、
前記逓倍数で前記第1の信号を逓倍した第2の信号を出力する可変逓倍器と、
前記出力信号と前記第2の信号とが入力され、前記出力信号と前記第2の信号との周波数差に相当する周波数のミキサ信号を出力する周波数混合器と、
前記基準信号と前記ミキサ信号との位相差に応じた電圧信号を前記電圧制御発振器の前記制御電圧に出力する位相比較部とを備えた、シンセサイザ回路。 A synthesizer circuit that generates an output signal according to a command frequency,
A voltage controlled oscillator that outputs a signal having an oscillation frequency corresponding to the control voltage as the output signal;
A reference signal generator for generating a reference signal having a determined reference frequency;
A direct digital synthesizer that outputs a first signal having a variable frequency based on the reference signal;
The first frequency, which is the frequency of the first signal, is multiplied by the first signal so that the frequency difference between the frequency obtained by multiplying the frequency of the first signal and the command frequency is equal to the reference frequency. A control unit for controlling the direct digital synthesizer so as to output a first signal having the first frequency;
A variable multiplier that outputs a second signal obtained by multiplying the first signal by the multiplication number;
A frequency mixer that receives the output signal and the second signal and outputs a mixer signal having a frequency corresponding to a frequency difference between the output signal and the second signal;
A synthesizer circuit comprising: a phase comparator that outputs a voltage signal corresponding to a phase difference between the reference signal and the mixer signal to the control voltage of the voltage controlled oscillator.
前記基準信号と前記ミキサ信号との位相差に応じた電圧パルスを出力する位相比較器と、
前記電圧パルスを平滑化して前記制御電圧を生成するループフィルタとを備え、
前記ループフィルタのカットオフ周波数は、前記電圧制御発振器の位相雑音が前記位相比較器の位相雑音よりも高い周波数領域を遮断するように設計される、請求項1〜5のいずれか1項に記載のシンセサイザ回路。 The phase comparison unit includes:
A phase comparator that outputs a voltage pulse corresponding to a phase difference between the reference signal and the mixer signal;
A loop filter that smoothes the voltage pulse and generates the control voltage,
The cut-off frequency of the loop filter is designed to cut off a frequency region in which the phase noise of the voltage controlled oscillator is higher than the phase noise of the phase comparator. Synthesizer circuit.
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2016
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