JP2638830B2 - Frequency synthesizer - Google Patents

Frequency synthesizer

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JP2638830B2
JP2638830B2 JP62212058A JP21205887A JP2638830B2 JP 2638830 B2 JP2638830 B2 JP 2638830B2 JP 62212058 A JP62212058 A JP 62212058A JP 21205887 A JP21205887 A JP 21205887A JP 2638830 B2 JP2638830 B2 JP 2638830B2
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滋夫 青木
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、二重PLL方式周波数シンセサイザにおい
て、イメージ周波数による誤ったロック状態に陥るのを
防止する回路方式に関するものである。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a circuit system for preventing a double PLL frequency synthesizer from being erroneously locked due to an image frequency.

従来の技術 近年、衛星通信や自動車電話・パーソナル無線などの
無線通信をはじめとして、多方面の通信やあるいは放送
の分野において、その送信・受信のチャンネルを選局す
るために、位相同期ループ(Phase Locked Loop:以下PL
Lと称する)回路を使った周波数シンセサイザが不可欠
となっている。今後さらに、電波需要の増大に対処する
ためには、一つは1チャンネルあたりに割当てられる周
波数帯域をせまく、一つはより高い周波数への移行とい
うことが必要であり、周波数シンセサイザにも高周波化
かつ高分解能化が要求される。
2. Description of the Related Art In recent years, a phase-locked loop (Phase-locked loop) has been used to select a transmission / reception channel in various fields of communication and broadcasting, including wireless communication such as satellite communication, automobile telephones, and personal wireless communication. Locked Loop: PL
A frequency synthesizer using a circuit (referred to as L) is indispensable. In order to cope with the increasing demand for radio waves in the future, it is necessary to increase the frequency band allocated to one channel, and to shift to higher frequencies, and to increase the frequency of frequency synthesizers. In addition, higher resolution is required.

以下、従来の技術について説明する。第5図は従来の
周波数シンセサイザのブロック図である。図中1はVCO1
(VCOはVoltage Controled Oscillatorの略で電圧制御
発振器である)2はVCO1・1の出力周波数信号すなわち
この周波数シンセサイザの出力周波数信号であるOUT
である。3は局部発振器に相当する第2のPLL回路(動
作は後に述べる)で、局部発振周波数信号LOCAL・4
を出力している。5は周波数混合器(以下ミキサと称す
る)で、OUT・2とLOCAL・4を周波数ミキシングし
て差の周波数であるミキシングされた周波数信号IF
IF=|OUTLOCAL|)6を作りだしている。7
は分周器1で、IF・6をN1分周して分周された周波数
信号V18を作り出している。ここでN1は正の整数で外
部よりの制御データにより可変される。9は基準発振器
1で、必要に応じて内部に分周器を有している。10はそ
の出力で基準周波数信号のre1である。11は位相比
較器1であり、入力される2つの信号V1・8と
re1・10の位相を比較して誤差信号er1・12を出力す
る。13はローパスフィルタ1で、誤差信号er1・12を低
域波して直流信号である制御信号VT1・14を得、それ
をVCO1・1に帰還することによって閉回路を形成する。
このような周波数シンセサイザにおいては、V1
re1なるようにVCO1・1が制御されるので、IF=N1
×re1となり、よってOUTLOCAL+N1×
re1となる。以上によって第1のPLL回路15が形成さ
れている。
Hereinafter, a conventional technique will be described. FIG. 5 is a block diagram of a conventional frequency synthesizer. 1 in the figure is VCO1
(VCO is an abbreviation of Voltage Controlled Oscillator) 2 is an output frequency signal of VCO 1.1, that is, OUT which is an output frequency signal of this frequency synthesizer.
It is. 3 is a second PLL circuit corresponding to the local oscillator (operation discussed later), the local oscillation frequency signal LOCAL · 4
Is output. Reference numeral 5 denotes a frequency mixer (hereinafter, referred to as a mixer), which performs frequency mixing of OUT · 2 and LOCAL · 4 to obtain a mixed frequency signal IF =
( IF = | OUT - LOCAL |) 6. 7
In the divider 1, it is producing a IF · 6 N 1 by dividing by the divided frequency signal V1 8. Where N 1 is varied by the control data from the outside a positive integer. Reference numeral 9 denotes a reference oscillator 1 having a frequency divider therein as necessary. Reference numeral 10 denotes the output of the reference frequency signal re1 . Numeral 11 denotes a phase comparator 1, which receives two input signals V1.8.
re1 · 10 compares the phases of the outputs of the error signal e r1 · 12. Reference numeral 13 denotes a low-pass filter 1, which forms a closed circuit by lowering the frequency of the error signal er1 · 12 to obtain a control signal VT1 · 14 as a DC signal and feeding it back to the VCO1 · 1.
In such a frequency synthesizer, V1 =
re1 Since VCO 1 · 1 is controlled to be, IF = N 1
× re1 and OUT = LOCAL + N 1 ×
It becomes re1 . Thus, the first PLL circuit 15 is formed.

次に第2のPLL回路3について説明する。VCO2・21の
出力である局部発振周波数信号LOCAL・4を分周器2
・22でN2分周して(N2はやはり正の整数で、外部よりの
制御データにより可変される)、N2分周された周波数信
V2・23を得、それを位相比較器2・24の一端に入力
する。他端には基準発振器2・25(必要により内部に分
周器を有している)の出力である基準周波数信号2
re2・26を入力し、誤差信号2er2・27を出力する。そ
れをローパスフィルタ2・28で低域波して制御信号2
であるVT2・29とし、VCO2・21に帰還することによって
閉回路を形成する。やはりre2V2となるように
制御されるので、LOCAL=N2×re2となる。
Next, the second PLL circuit 3 will be described. The local oscillation frequency signal LOCAL · 4 output from VCO2 · 21 is divided by the frequency divider 2
- 22 to N 2 divided (N 2 in still positive integer, is varied by the control data from the outside), to give the N 2 divided frequency signal V2-23, it phase comparator 2・ Input to one end of 24. At the other end, a reference frequency signal 2 which is an output of a reference oscillator 2.25 (with a frequency divider therein as necessary)
Enter the re2 · 26, and outputs an error signal 2e r2 · 27. The low-pass filter 2 · 28 converts the low-pass wave to the control signal 2
And V T2 · 29 is to form a closed circuit by return to VCO2 · 21. Since it is controlled to again become re2 = V2, the LOCAL = N 2 × re2.

よって、OUTLOCAL+N1×re1 =N1×re1+N2×re2 従って、外部よりN1あるいはN2を変えてやれば、
re1あるいはre2をステップとしてOUTを可変
できる。なお一般には、基準発振器1・9と同じく2・
25は、つまりre1・10とre2・26は同じものを
使う。その時はOUT =(N1+N2re1 となる。
Accordingly, OUT = LOCAL + N 1 × re1 = N 1 × re1 + N 2 × re2 therefore do it by changing the N 1 or N 2 from the outside,
OUT can be varied using re1 or re2 as a step. Note that, in general, 2.
25, that is, re1 · 10 and re2 · 26 use the same thing. At that time becomes OUT = (N 1 + N 2 ) re1.

このような周波数シンセサイザを2重PLL方式周波数
シンセサイザと称する。このように2重の構成をとるの
は以下のような理由による。第2のPLL回路3にては、
分周器2・22はVCO2・21の比較的高い周波数である
LOCAL・4を扱わねばならないので、前段に固定分周
の、たとえば1/8とか1/64とかいったプリスケーラを設
けてから可変分周するのが普通であるので、N2はステッ
プが大きくなってしまう。一方、第1のPLL回路15に
は、分周器1・7はミキサ5にて周波数変換された低い
周波数のIF・6を扱うのでそのまま直接可変分周が可
能であり、よってN1は通常1ステップ毎に可変すること
ができる。つまり、N2で狙い設定を、N1で細かい設定を
行えば、高い周波数出力を得ながらも、細かいステップ
で周波数を可変できる周波数シンセサイザを実現でき
る。第2のPLL回路はコース(COARSE:粗い)シンセサイ
ザ、第1のPLL回路はファイン(FINE:細かい)シンセサ
イザとして動作するわけである。
Such a frequency synthesizer is referred to as a dual PLL frequency synthesizer. The double configuration is taken for the following reason. In the second PLL circuit 3,
Divider 2.22 is a relatively high frequency of VCO 2.21
Since must deal with LOCAL · 4, of the fixed frequency division at the preceding stage, for example, because from the provided 1/8 Toka 1/64 Toka said prescaler to variable frequency division is common, N 2 step increases Would. On the other hand, in the first PLL circuit 15, the frequency dividers 1 and 7 handle the low-frequency IF 6 that has been frequency-converted by the mixer 5, so that the variable frequency division can be directly performed, and therefore N 1 is normally It can be changed for each step. In other words, the aim set in N 2, by performing the detailed settings in N 1, while received high frequency output can be realized frequency synthesizer capable of varying the frequency in small steps. The second PLL circuit operates as a coarse (COARSE) synthesizer, and the first PLL circuit operates as a fine (FINE) synthesizer.

今、一例をあげる。N1を8〜15でステップ1、N2を28
8〜384でステップ8、re1re2=5〔MHz〕
とすると、OUT (min)=5×(288+8)=1480〔MHz〕OUT (max)=5×(384+15)=1995〔MHz〕 で、ステップ5〔MHz〕、ステップ数104なる周波数シン
セサイザとなる。
Here is an example. Step a N 1 in 8 to 15 1, N 2 and 28
Step 8 from 8 to 384 , re1 = re2 = 5 [MHz]
Then, OUT (min) = 5.times. (288 + 8) = 1480 [MHz] OUT (max) = 5.times. (384 + 15) = 1995 [MHz].

発明が解決しようとする問題点 ところがこのような2重PLL方式周波数シンセサイザ
において、その組合せによってはイメージ周波数による
誤った周波数でのロックの発生という問題点がある。
Problems to be Solved by the Invention However, in such a dual PLL-type frequency synthesizer, there is a problem that lock occurs at an incorrect frequency due to an image frequency depending on the combination.

前記した例を引用して具体的に説明する。先ず、第2
のPLL回路にはN2=288にするとする。re2はやはり
5〔MHz〕なので、LOCAL=1440〔MHz〕となる。次
に、N1=8にするとする。re1はやはり5〔MHz〕
なので、V1=5〔MHz〕、IF=40〔MHz〕になるよう
に制御される。しかし、ミキサの性質として入力される
2つの周波数信号OUTLOCALの差の和の周波数信号
を出力するということがある。この時、和については
LOCAL=1440〔MHz〕、IF=40〔MHz〕となるOUTは存
在しないが、差についてはOUT=1480〔MHz〕とOUT
=1400〔MHz〕という2つの場合がありうる。この周波
数シンセサイザでは1480〔MHz〕が正規の周波数である
ので、1400〔MHz〕はイメージ周波数である。したがっ
て、VCO1が何等かの原因で1400〔MHz〕になってしまう
と、ロックがかかってしまって、この周波数シンセサイ
ザは誤った周波数を出力し続けることになり、受信シス
テムとしては本来でないチャンネルを選局してしまうこ
とにある。このようなことは、各N2及びN1の設定ごとに
発生する可能性がある。たとえば、前記したN2=288の
場合はN1=9ならば1395〔MHz〕、N1=10ならば1390〔M
Hz〕……といったように、またN2=296の場合はN1=8
ならば1440〔MHz〕、N1=9ならば1435〔MHz〕……とい
ったように各チャンネル毎に誤ってロックしてしまう周
波数が存在する。
This will be specifically described with reference to the above-described example. First, the second
It is assumed that N 2 = 288 for the PLL circuit of FIG. Since re2 is also 5 [MHz], LOCAL = 1440 [MHz]. Next, it is assumed that N 1 = 8. re1 is also 5 [MHz]
Therefore, control is performed so that V1 = 5 [MHz] and IF = 40 [MHz]. However, there is a case where a frequency signal of a sum of a difference between two input frequency signals OUT and LOCAL is output as a property of the mixer. At this time,
There is no OUT where LOCAL = 1440 [MHz] and IF = 40 [MHz], but the difference is OUT = 1480 [MHz] and OUT
= 1400 [MHz]. In this frequency synthesizer, 1480 [MHz] is an image frequency because 1480 [MHz] is a regular frequency. Therefore, if VCO1 becomes 1400 [MHz] for some reason, the lock will be applied and this frequency synthesizer will continue to output the wrong frequency, and the receiving system will select an unusual channel. To be broadcast. For this reason, there may occur for each setting of each N 2 and N 1. For example, 1395 if N 1 = 9 in the case of N 2 = 288 was the [MHz], N 1 = 10 if 1390 [M
Hz] As such ......, In the case of N 2 = 296 N 1 = 8
Then, there is a frequency that locks erroneously for each channel, such as 1440 [MHz], 1435 [MHz] if N 1 = 9, and so on.

問題点を解決するための手段 本発明では、第1のPLL回路の電圧制御発振器の出力
周波数が、本来希望する周波数なのか、イメージ周波数
なのかをその制御電圧をみることによって判断しようと
するもので、 周波数がfOである第1の電圧制御発振器の出力を、ミ
キサ、分周器、位相比較器、ローパスフィルタを介して
前記第1の電圧制御発振器に帰還してなる第1の位相同
期ループと、 周波数がfLであり、前記ミキサに局部発振周波数信号
を供給するための第2の電圧制御発振器を含む第2の位
相同期ループを有し、 前記fOが前記fLに比較して、 fO>fLが正規である場合は、前記fOが前記fLよりも所
定の周波数幅以上に低下した時に、 前記第1の電圧制御発振器から前記位相比較器までの
信号のうち少くとも1ヵ所の信号を遮断あるいは消失あ
るいは著しく減衰させるように構成したものである。
Means for Solving the Problems In the present invention, it is intended to determine whether the output frequency of the voltage controlled oscillator of the first PLL circuit is the originally desired frequency or the image frequency by looking at the control voltage. A first phase-locked oscillator which returns the output of the first voltage-controlled oscillator having a frequency of f O to the first voltage-controlled oscillator via a mixer, a frequency divider, a phase comparator, and a low-pass filter. A second phase-locked loop having a frequency f L and including a second voltage-controlled oscillator for supplying a local oscillation frequency signal to the mixer, wherein the f O is compared to the f L When f O > f L is normal, when the frequency f O falls below the predetermined frequency width by more than the frequency f L , the signal from the first voltage controlled oscillator to the phase comparator becomes Block or turn off at least one signal It is configured to lose or significantly attenuate.

作用 このような手段により、イメージ周波数において誤っ
てロックしてしまうことがない2重PLL方式の周波数シ
ンセサイザを提供できる。
Effects By such means, it is possible to provide a dual PLL frequency synthesizer that does not lock erroneously at the image frequency.

実施例 第1図は本発明の一実施例による2重PLL方式の周波
数シンセサイザのブロック図である。図中1はVCO1、2
は出力周波数信号(OUT)、3は第2のPLL回路、4は
局部発振周波数信号(LOCAL)、5はミキサ、6はミ
キシングされた周波数信号(IF)、7は分周器1、8
はN1分周された周波数信号(V1)、9は基準発振器
1、10は基準周波数信号1(re1、11は位相比較器
1、12は誤差信号1(er1)、13はローパスフィルタ
1、14は制御信号1(VT1)、15は第1のPLL回路、21は
VCO2、22は分周器2、23はN2分周された周波数信号(
V2)、24は位相比較器2、25は基準発振器2、26は基準
周波数信号2(re2、27は誤差信号2(er2)、28
はローパスフィルタ2、29は制御信号2(VT2)で以上
は従来例と同じものである。31はコンパレータで、その
入力端子にVT1が入力端子にVT2が接続されているの
で、コンパレータ出力電圧VCOMP32はVT1>VT2ならばV
COMP=“Low"、VT1<VT2ならばVCOMP=“High"となる。
33はORゲートで、そのゲートの開閉はVCOMP32によって
制御されるようになっており、VCOMPが“Low"ならば、
ゲートされた周波数信号G34は、V1に、VCOMP
が“High"ならばは常に“High"レベルなので
0になる。
Embodiment FIG. 1 is a block diagram of a dual PLL frequency synthesizer according to an embodiment of the present invention. In the figure, 1 is VCO1, 2
Is an output frequency signal ( OUT ), 3 is a second PLL circuit, 4 is a local oscillation frequency signal ( LOCAL ), 5 is a mixer, 6 is a mixed frequency signal ( IF ), 7 is dividers 1 and 8
N 1 divided frequency signal (V1), the reference oscillator 1, 10 9 reference frequency signal 1 (re1, 11 is a phase comparator 1 and 12 error signal 1 (e r1), 13 is a low-pass filter 1 , 14 are control signals 1 (V T1 ), 15 is the first PLL circuit, 21 is
VCO2 and 22 are frequency dividers 2 and 23 are frequency signals divided by N2 (
V2), 24 is a phase comparator 2, 25 is a reference oscillator 2, 26 is the reference frequency signal 2 (re2, 27 is an error signal 2 (e r2), 28
Is a low-pass filter 2; 29 is a control signal 2 (V T2 ); 31 is a comparator whose input terminal is connected to V T1 and its input terminal is connected to V T2, so that the comparator output voltage V COMP 32 becomes V if V T1 > V T2.
If COMP = “Low” and V T1 <V T2 , V COMP = “High”.
33 is an OR gate, and the opening and closing of the gate is controlled by V COMP 32. If V COMP is “Low”,
The gated frequency signal G 34 has G = V1 , V COMP
Is “High”, G is always at “High” level, so G =
It becomes 0.

以上のような構成とした2重PLL方式周波数シンセサ
イザについて具体例をあげて説明する。今、N1=8、N2
=288、re1re2=5〔MHz〕になっていると
する。第2のPLL回路3はLOCAL=N1×re1=1440
〔MHz〕でロックする。第2図は本発明の一実施例に使
っているVCOの制御電圧対周波数特性図であり、これに
よりVCO2・21の制御電圧VT2は3.8〔V〕となっているこ
とがわかる。今、VCO1・1の制御電圧VT1がVT1>3.8
〔V〕であるとする。この時VCOMP=“Low"なので
V1である。第1のPLL回路もやはりre1
となるようにループの制御がかかるので、IF=N1×
re1=40〔MHz〕となり、よってOUTLOCAL
IF=1480〔MHz〕となる。この時のVT1は第2図より4.0
〔V〕であり、先の仮定VT1>3.8〔V〕とあっているの
で、この状態で安定である。次に、仮にVT1<3.8〔V〕
であったとする。するとこの時はVCOMP=“High"なの
で、=0になる。PLLの制御機能からre
なのでVT1を上げるように動作する。やがてVT1が3.8
〔V〕をこえると、VCOMPは“Low"に転じてV1
になる。しかし、たとえばVT1=3.8〔V〕にては第2図
よりOUT=1460〔MHz〕なのでIF=1460−1440=20
〔MHz〕、V1=20/8=2.5〔MHz〕と依然として
reである。したがって更にVT1は上昇してゆ
き、やがてOUT=1480〔MHz〕つまりIF=40〔MH
z〕、=5〔MHz〕=re1となった時点でロック
がかかる。この時のVT1は第2図より4.0〔V〕なのでV
T1<VT2でありVCOMP=“Low"、V1という状態は
維持される。
The dual PLL frequency synthesizer having the above configuration will be described with a specific example. Now, N 1 = 8, N 2
= 288, re1 = re2 = 5 [MHz]. The second PLL circuit 3 has LOCAL = N 1 × re1 = 1440
Lock at [MHz]. Figure 2 is a control voltage versus frequency characteristic diagram of a VCO is used in an embodiment of the present invention, thereby controlling the voltage V T2 of VCO2 · 21 it can be seen that a 3.8 [V]. Now, the control voltage V T1 of VCO 1.1 is V T1 > 3.8
[V]. At this time, since V COMP = “Low”, G
= V1 . The first PLL circuit also has G = re1
The loop is controlled so that IF = N 1 ×
re1 = 40 [MHz], so OUT = LOCAL +
IF = 1480 [MHz]. V T1 at this time is 4.0 from Fig. 2.
[V], and the above assumption V T1 > 3.8 [V] holds, so that the state is stable in this state. Next, tentatively, V T1 <3.8 [V]
Assume that Then, at this time, since V COMP = “High”, G = 0. From the PLL control function, re > G
So to operate so as to raise the V T1. Eventually V T1 is 3.8
When [V] is exceeded, V COMP changes to “Low” and G = V1
become. However, for example, when V T1 = 3.8 [V], as shown in FIG. 2, OUT = 1460 [MHz], so that IF = 1460-1440 = 20.
[MHz], G = V1 = 20/8 = 2.5 [MHz]
re > G. Furthermore V T1 therefore Yuki rises, eventually OUT = 1480 [MHz] That IF = 40 [MH
z], G = 5 [MHz] = re1 , lock is activated . Since V T1 at this time is 4.0 [V] from FIG.
T1 < VT2 , and the state of V COMP = "Low" and G = V1 is maintained.

なお、第2図にも示しているように2つのVCOの間に
は同じ制御電圧においてはOUTLOCALの関係が成立
している。もうそうでない場合には、コンパレータのV
T2入力端に直列にダイオードを接続する等のオフセット
手段を挿入すればよい。そうすれば実効的にVCO2の制御
電圧対周波数特性を第2図において右に平行移動したこ
とと等価になり、前記したように同じ制御電圧にて
OUTLOCALの関係を満足させることができる。2つの
VCOはその必要帯域がほぼ同じなので、当然同じタイプ
のものを用いる。よってその特性は近似しており、バラ
ツキも比較的小さくできるので、このような操作は容易
である。
As shown in FIG. 2, a relationship of OUT > LOCAL holds between the two VCOs at the same control voltage. Otherwise, the comparator V
An offset means such as connecting a diode in series to the T2 input terminal may be inserted. Then, the control voltage vs. frequency characteristic of the VCO 2 is effectively equivalent to having been translated to the right in FIG. 2, and the same control voltage is used as described above.
OUT > LOCAL can be satisfied. Two
Since the required bandwidth of the VCO is almost the same, naturally the same type is used. Therefore, the characteristics are similar and the variation can be relatively small, so that such an operation is easy.

次いで、チャンネルが切替えられてたとえばN1=10、
N2=320になったとする。第2のPLL回路3は、いったん
ロックが外れたのちV2re2なるようにVCO2・21
に制御がかかるので、LOCAL=1600〔MHz〕、VT2=5.5
〔V〕にてロックする。一方、VCO1・1の制御電圧VT1
・14も追随して上昇するが、もし追随が遅れてVT1<VT2
になっても前記の説明と同様の過程をたどり、最終的に
OUT=1650〔MHz〕、VT1=6.0〔V〕でロックする。
The channel is then switched, for example, N 1 = 10,
Suppose N 2 = 320. The second PLL circuit 3 outputs VCO2 · 21 so that V2 = re2 once the lock is released.
LOCAL = 1600 [MHz], V T2 = 5.5
Lock with [V]. On the other hand, the control voltage V T1 of VCO 1.1
・ 14 rises following, but if the following is delayed, V T1 <V T2
, The same process as described above is followed, and finally
Lock at OUT = 1650 [MHz] and V T1 = 6.0 [V].

このようにしても、起動時も、チャンネル切替え時も
イメージ周波数で誤ってロックすることなく、本来希望
の周波数に収束し安定することがわかる。
Even in this case, it can be seen that the frequency converges to the originally desired frequency and stabilizes without erroneously locking at the image frequency both at the time of startup and at the time of channel switching.

第3図は本発明の第2の実施例による周波数シンセサ
イザの一部のブロック図で、第1図におけるORゲートと
同じ機能を有するものである。35はコンパレータで、そ
の入力端子にVT2・29が入力端子にVT1・14が入力さ
れている点が第1図の場合と異なる。32はコンパレータ
出力電圧VCOMPで、36はANDゲートである。今、VT1>VT2
の時はVCOMP=“High"したがってV1、またはV
T1<VT2の時はVCOMP=“Low"したがっては常時“Lo
w"となるため=0であり、第1図にて説明したこと
と同じ機能を実現できることがわかる。
FIG. 3 is a block diagram of a part of a frequency synthesizer according to a second embodiment of the present invention, which has the same function as the OR gate in FIG. Reference numeral 35 denotes a comparator, which differs from the case of FIG. 1 in that VT2 • 29 is input to its input terminal and VT1 • 14 is input to its input terminal. 32 is a comparator output voltage V COMP and 36 is an AND gate. Now, V T1 > V T2
When, V COMP = “High”, so G = V1 or V
When T1 < VT2 , V COMP = “Low”, so G is always “Lo”
w ", G = 0, and it can be seen that the same function as described with reference to FIG. 1 can be realized.

第4図は本発明の第3の実施例による周波数シンセサ
イザの一部のブロック図で、やはり第1図におけるORゲ
ートと同じ機能を有するものである。、37はアナログス
イッチ、38はDCカット用のコンデンサである。今、VT1
>VT2の時はVCOMP=“Low"なのでアナログスイッチ37は
“OFF"したがってV1、またVT1<VT2の時はV
COMP=“High"なのでアナログスイッチ37は“ON"し、ゲ
ートされた周波数信号34はきわめて小さなON抵抗を介し
て接地されるので大きく減衰し、次段の位相比較器を駆
動できないレベルとなる。したがって=0となった
と等しい。よってやはり第1図にて説明したことと同じ
機能を実現できることがわかる。
FIG. 4 is a partial block diagram of a frequency synthesizer according to a third embodiment of the present invention, which also has the same function as the OR gate in FIG. And 37 are analog switches, and 38 is a DC cut capacitor. Now V T1
V when the> V V COMP = "Low" because the analog switch 37 when the T2 is "OFF" and therefore G = V1, also V T1 <V T2
Since COMP = “High”, the analog switch 37 is turned “ON”, and the gated frequency signal 34 is grounded via an extremely small ON resistance, so that it is greatly attenuated to a level at which the next-stage phase comparator cannot be driven. Therefore, it is equal to G = 0. Therefore, it can be seen that the same function as described with reference to FIG. 1 can be realized.

以上の説明においては、ANDあるいはORといったゲー
トを用いて信号を遮断する。およびアナログスイッチを
用いて信号を接地する例を示した。ゲートとしては、勿
論他のものたとえばNAND・NOR・トランスファゲート
(アナログスイッチ)・FETなど信号を遮断する機能を
有するものであれば何でもよい。またリードリレー等機
械的スイッチを用いることもできる。さらに接地する方
法のみならず、他の電源など低インピーダンスのものに
接地する、あるいはPINアッテネータなどを用いて信号
そのものを減衰させるなどの他の手段を用いることも可
能である。そのような手段を接続する箇所も、ミキシン
グされた周波数信号や分周された周波数信号にかかわら
ず、要するにVCOから位相比較器に至る経路のいずれか
適当なところに接続することができる。制御電圧検知手
段も、もっとも汎用的な方法としてコンパレータを用い
たが、他の検知手段でもよいことは当然である。
In the above description, the signal is blocked using a gate such as AND or OR. And an example in which a signal is grounded using an analog switch. Of course, any other gate, such as a NAND / NOR / transfer gate (analog switch) / FET, may be used as long as it has a function of blocking a signal. Also, a mechanical switch such as a reed relay can be used. In addition to the grounding method, it is also possible to use other means such as grounding to a low impedance device such as another power supply, or attenuating the signal itself using a PIN attenuator or the like. The connection point of such a means can be connected to any appropriate point on the path from the VCO to the phase comparator, regardless of the mixed frequency signal and the divided frequency signal. As the control voltage detecting means, a comparator is used as the most versatile method, but it goes without saying that other detecting means may be used.

さらに本実施例ではVCOの周波数を判断する手段とし
てその制御電圧を検知する方法を用いた。これはVCOの
制御電圧対周波数特性が必ず単調増加(あるいは単調減
少)であり、両者の相関が一義的に決まるので、周波数
を判断する手段としてもっとも適しているからである。
また、2つのVCOはその必要とする周波数帯域がほぼ同
じなので、普通には同じタイプのものを使う。よって制
御電圧対周波数特性及びその温度特性が近似しており、
コンパレータで両者の差のみを検出すれば、温度等によ
る変動要素分は相殺される。しかし、勿論別の方式を用
いてもよく、要するに両者の周波数の差・大小が判断で
きる手段ならば何でもよい。
Further, in this embodiment, a method of detecting the control voltage is used as a means for determining the frequency of the VCO. This is because the control voltage vs. frequency characteristic of the VCO is always monotonically increasing (or monotonically decreasing) and the correlation between the two is uniquely determined, so that it is most suitable as a means for judging the frequency.
Since the two VCOs have almost the same required frequency band, the same type is usually used. Therefore, the control voltage versus frequency characteristic and its temperature characteristic are similar,
If only the difference between the two is detected by the comparator, the fluctuation component due to temperature or the like is canceled. However, of course, another method may be used. In short, any means can be used as long as it can determine the difference and magnitude of the two frequencies.

発明の効果 以上のような簡単な構成により、2重PLL方式周波数
シンセサイザにおいて、ループ内にミキサを有する側の
VCOがイメージ周波数で発振したとしても、それによっ
て誤ってロックしてしまうことを防ぐことができる。ま
た、前記VCOの制御電圧をその周波数がイメージ周波数
から外れて本来得たい周波数に移動するように自動的に
制御がかかるように構成してあるので、制御電圧を掃引
するためのスイープオシレータなど、特別な手段を用い
る必要はない。
Effect of the Invention With the simple configuration as described above, in the double PLL frequency synthesizer, the side having the mixer in the loop
Even if the VCO oscillates at the image frequency, it can prevent erroneous locking. Further, since the control voltage of the VCO is configured to be automatically controlled so that its frequency deviates from the image frequency to a frequency originally desired, such as a sweep oscillator for sweeping the control voltage, No special measures need to be taken.

さらに、イメージ周波数と本来希望する周波数が接近
してもよいので、ミキサにてミキシングされた周波数
IF)が低くなるように設定することが可能で、分周
器の設計や選択が容易となり低価格のものが使用でき
る。
Furthermore, since the image frequency and the originally desired frequency may be close to each other, the frequency ( IF ) mixed by the mixer can be set to be low, so that the design and selection of the frequency divider become easy and the low frequency can be obtained. Priced ones can be used.

加うるに、本発明では第1のPLL回路の制御電圧の応
答遅れがあってもよいので、ローパスフィルタや制御電
圧信号線に大きな時定数を付加することが可能となる。
よって、ローパスフィルタの高周波除去特性・制御信号
線の安定性を良くすることができ、スプリアス除去性能
・耐ノイズ性能を向上することができるという波及効果
も得られる。
In addition, in the present invention, since there may be a response delay of the control voltage of the first PLL circuit, it is possible to add a large time constant to the low-pass filter and the control voltage signal line.
Therefore, it is possible to improve the high-frequency removal characteristics of the low-pass filter and the stability of the control signal line, and also obtain a ripple effect that the spurious removal performance and the noise resistance performance can be improved.

以上述べたように、簡単な回路の付加で、優れた効果
を得ることができる。
As described above, an excellent effect can be obtained by adding a simple circuit.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は本発明の一実施例による周波数シンセサイザの
ブロック図、第2図は本発明の一実施例に使用している
VCOの制御電圧対周波数特性図、第3図は本発明の第2
の実施例による周波数シンセサイザの一部のブロック
図、第4図は本発明の第3の実施例による周波数シンセ
サイザの一部のブロック図、第5図は従来の周波数シン
セサイザのブロック図である。 1……VCO1、2……出力周波数信号(OUT)、3……
第2のPLL回路、4……局部発振周波数信号
LOCAL)、5……ミキサ、6……ミキシングされた
周波数信号(IF)、7……分周器1、8……N1分周さ
れた周波数信号(V1)、9……基準発振器1、10……
基準周波数信号1(re1)、11……位相比較器1、
12……誤差信号1(er1)、13……ローパスフィルタ
1、14……制御信号1(VT1)、15……第1のPLL回路、
21……VCO2、22……分周器2、23……N2分周された周波
数信号(V2)、24……位相比較器2、25……基準発振
器2、26……基準周波数信号(re2)、27……誤差
信号2(er2)、28……ローパスフィルタ2、29……制
御信号2(VT2)、31・35……コンパレータ、32……コ
ンパレータ出力電圧(VCOMP)、33……ORゲート、34…
…ゲートされた周波数信号()、36……ANDゲー
ト、37……アナログスイッチ、38……コンデンサ。
FIG. 1 is a block diagram of a frequency synthesizer according to one embodiment of the present invention, and FIG. 2 is used in one embodiment of the present invention.
FIG. 3 shows a control voltage vs. frequency characteristic of the VCO, and FIG.
FIG. 4 is a block diagram of a part of a frequency synthesizer according to a third embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a block diagram of a conventional frequency synthesizer. 1 ... VCO1, 2 ... Output frequency signal ( OUT ), 3 ...
The second PLL circuit, 4 ...... local oscillation frequency signal (LOCAL), 5 ...... mixer, 6 ...... mixing frequency signal (IF), 7 ...... divider 1,8 is ...... N 1 divided Frequency signal ( V1 ), 9 ... Reference oscillator 1, 10 ...
Reference frequency signal 1 ( re1 ), 11 ... phase comparator 1,
12 ...... error signal 1 (e r1), 13 ...... low pass filter 1, 14 ...... control signal 1 (V T1), 15 ...... first PLL circuit,
21 VCO2, 22 Frequency divider 2 , 23 Frequency signal ( V2 ) divided by N2, 24 Phase comparator 2, 25 Reference oscillator 2, 26 Reference frequency signal ( re2), 27 ...... error signal 2 (e r2), 28 ...... lowpass filter 2,29 ...... control signal 2 (V T2), 31 · 35 ...... comparator 32 ...... comparator output voltage (V COMP), 33 …… OR gate, 34…
... gated frequency signal ( G ), 36 ... AND gate, 37 ... analog switch, 38 ... capacitor.

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】周波数がfOである第1の電圧制御発振器の
出力を、ミキサ、分周器、位相比較器、ローパスフィル
タを介して前記第1の電圧制御発振器に帰還してなる第
1の位相同期ループと、 周波数がfLであり、前記ミキサに局部発振周波数信号を
供給するための第2の電圧制御発振器を含む第2の位相
同期ループを有し、 前記fOが前記fLに比較して、 fO>fLが正規である場合は、前記fOが前記fLよりも所定
の周波数幅以上に低下した時に、 前記第1の電圧制御発振器から前記位相比較器までの信
号のうち少くとも1ヵ所の信号を、遮断あるいは消失あ
るいは著しく減衰させるように構成した周波数シンセサ
イザ。
An output of a first voltage controlled oscillator having a frequency of f O is fed back to the first voltage controlled oscillator via a mixer, a frequency divider, a phase comparator, and a low-pass filter. And a second phase-locked loop having a frequency f L and including a second voltage-controlled oscillator for supplying a local oscillation frequency signal to the mixer, wherein f O is the f L When f O > f L is normal, when f O falls below f L by a predetermined frequency width or more, the signal from the first voltage controlled oscillator to the phase comparator A frequency synthesizer configured to block, eliminate, or significantly attenuate at least one of the signals.
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