JP2785996B2 - PLL frequency synthesizer - Google Patents

PLL frequency synthesizer

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JP2785996B2
JP2785996B2 JP2103425A JP10342590A JP2785996B2 JP 2785996 B2 JP2785996 B2 JP 2785996B2 JP 2103425 A JP2103425 A JP 2103425A JP 10342590 A JP10342590 A JP 10342590A JP 2785996 B2 JP2785996 B2 JP 2785996B2
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  • Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はPLL(位相同期グループ)周波数シンセサイ
ザに関し、特に出力周波数で高速で切り替えることを可
能とした周波数シンセサイザに関する。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a PLL (Phase Synchronous Group) frequency synthesizer, and more particularly to a frequency synthesizer capable of switching at a high speed at an output frequency.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

一般に、PLL周波数シンセサイザは、電圧制御発振
器,位相周波数比較器,基準周波数発振器,ループフィ
ルタ等で構成され、第1の分周器で分周された基準周波
数発振器の出力と、第2の分周器で分周された電圧制御
発振器の出力とを位相周波数比較器で比較し、この比較
誤差をループフィルタを通した上で電圧制御発振器に帰
還させることで、電圧制御発振器の発振周波数を制御
し、所要の周波数出力を得るようになっている。
In general, a PLL frequency synthesizer includes a voltage controlled oscillator, a phase frequency comparator, a reference frequency oscillator, a loop filter, and the like. The output of the reference frequency oscillator divided by the first divider and the second divided frequency The output of the voltage-controlled oscillator divided by the comparator is compared with the phase-frequency comparator, and this comparison error is passed through a loop filter and fed back to the voltage-controlled oscillator, thereby controlling the oscillation frequency of the voltage-controlled oscillator. , To obtain the required frequency output.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problems to be solved by the invention]

上述した従来のPLL周波数シンセサイザでは、周波数
を切り替える際の応答として、周波数引込領域および位
相引込領域があり、これらの領域の時間が出力周波数の
切り替え時間を決定する要因となっている。従来、この
切り替え時間を短縮するためには、第1及び第2の各分
周器の出力周波数を高くすることで、周波数引込領域の
時間を短縮する試みがなされている。
In the above-mentioned conventional PLL frequency synthesizer, there are a frequency lock-in area and a phase lock-in area as responses when switching frequencies, and the time of these areas is a factor that determines the switching time of the output frequency. Conventionally, in order to shorten the switching time, attempts have been made to shorten the time in the frequency pull-in region by increasing the output frequencies of the first and second frequency dividers.

しかしながら、従来の周波数シンセサイザでは、電圧
制御発振器による周波数変化に伴う相対的な位相誤差の
変化を利用して位相の引き込みを行っているのに過ぎな
いため、第1及び第2の各分周器の出力周波数を高くし
ても位相引込領域の時間を短縮することが難しく、結果
として周波数を高速で切り替えることが困難であるとい
う問題がある。
However, in the conventional frequency synthesizer, the first and second frequency dividers are merely used to pull in the phase by using the relative phase error change accompanying the frequency change by the voltage controlled oscillator. However, even if the output frequency is increased, it is difficult to shorten the time of the phase lock-in area, and as a result, it is difficult to switch the frequency at high speed.

本発明の目的は高周波の切り替えを高速に行うことが
できるPLL周波数シンセサイザを提供することにある。
An object of the present invention is to provide a PLL frequency synthesizer that can perform high-speed switching at high speed.

〔課題を解決するための手段〕[Means for solving the problem]

本発明のPLL周波数シンセサイザは、基準周波数発振
器と、電圧制御発振器と、前記電圧制御発振器の出力の
位相を変化させる可変移相器と、前記基準周波数発振器
及び可変移相器の出力信号の各位相及び周波数を比較
し、周波数誤差及び位相誤差をそれぞれ出力する位相周
波数比較器と、この位相周波数比較器の周波数誤差を平
滑化して前記電圧制御発振器の制御入力とするループフ
ィルタとを備えており、前記位相周波数比較器の位相誤
差に基づいて前記可変移相器の移相量を前記周波数誤差
による電圧制御発信器の制御とは独立して変化制御する
ように構成している。
A PLL frequency synthesizer according to the present invention includes a reference frequency oscillator, a voltage controlled oscillator, a variable phase shifter for changing a phase of an output of the voltage controlled oscillator, and each phase of output signals of the reference frequency oscillator and the variable phase shifter. And a frequency filter that compares the frequency and outputs a frequency error and a phase error, respectively, and a loop filter that smoothes the frequency error of the phase frequency comparator and serves as a control input of the voltage-controlled oscillator. The phase shift amount of the variable phase shifter is configured to be changed and controlled independently of the voltage control oscillator based on the frequency error based on the phase error of the phase frequency comparator.

この場合、基準周波数発振器の出力を分周する第1の
分周器と、可変移相器の出力を分周する第2の分周器を
設け、これら各分周器の出力を位相周波数比較器により
比較するように構成することが好ましい。
In this case, a first frequency divider that divides the output of the reference frequency oscillator and a second frequency divider that divides the output of the variable phase shifter are provided. It is preferable to make the comparison by a vessel.

〔作用〕[Action]

本発明によれば、位相周波数比較器における基準周波
数発振器と電圧制御発振器の比較から得られる周波数誤
差に基づいて電圧制御発振器の出力周波数を制御し、か
つ位相誤差に基づいて可変移相器の移相量を制御するこ
とで、周波数及び位相の各引込領域の時間を短縮するこ
とが可能となる。
According to the present invention, the output frequency of the voltage controlled oscillator is controlled based on the frequency error obtained from the comparison between the reference frequency oscillator and the voltage controlled oscillator in the phase frequency comparator, and the shift of the variable phase shifter is controlled based on the phase error. By controlling the phase amount, it is possible to shorten the time of each frequency and phase pull-in area.

〔実施例〕〔Example〕

次に、本発明を図面を参照して説明する。 Next, the present invention will be described with reference to the drawings.

第1図は本発明の一実施例のブロック図である。図に
おいて、1は位相周波数比較器であり、基準周波数発振
器2の出力を第1の分周器3で分周した出力と、電圧制
御発振器4の出力を第2の分周器5で分周した出力の各
周波数と位相とを比較し、周波数誤差ΔFと位相誤差Δ
Pをそれぞれ電圧または電流として端子A,Bから出力す
ることができる。また、位相周波数比較器1には周波数
引込状態と位相引込状態とを区別する手段を有してお
り、周波数引込状態では端子Bからの位相誤差ΔPを固
定とする機能を有している。
FIG. 1 is a block diagram of one embodiment of the present invention. In the figure, reference numeral 1 denotes a phase frequency comparator, which divides the output of a reference frequency oscillator 2 by a first frequency divider 3 and the output of a voltage controlled oscillator 4 by a second frequency divider 5. The frequency and the phase of each output are compared, and the frequency error ΔF and the phase error Δ
P can be output from terminals A and B as a voltage or a current, respectively. Further, the phase frequency comparator 1 has means for distinguishing between the frequency lock-in state and the phase lock-in state, and has a function of fixing the phase error ΔP from the terminal B in the frequency lock-in state.

前記位相周波数比較器1の周波数誤差ΔFの端子Aに
は、該周波数誤差ΔFを出力を平滑化するループフィル
タ6を接続し、このループフィルタ6の平滑化された出
力電圧を前記電圧制御発振器4に入力させ、該電圧制御
発振器4の出力周波数を変化制御させている。この電圧
制御発振器4の出力端子には可変移相器7を接続してお
り、この可変移相器7の出力端子に前記第2の分周器5
を接続している。また、この可変移相器7の制御端子に
は前記移相周波数比較器1のB端子からの位相誤差ΔP
が入力され、この位相誤差ΔPによって移相量が変化制
御されるように構成されている。
A loop filter 6 for smoothing the output of the frequency error ΔF is connected to a terminal A of the frequency error ΔF of the phase frequency comparator 1, and the smoothed output voltage of the loop filter 6 is applied to the voltage controlled oscillator 4. And the output frequency of the voltage controlled oscillator 4 is controlled to change. A variable phase shifter 7 is connected to an output terminal of the voltage controlled oscillator 4, and the output terminal of the variable phase shifter 7 is connected to the second frequency divider 5.
Are connected. The control terminal of the variable phase shifter 7 has a phase error ΔP from the terminal B of the phase shift frequency comparator 1.
Is input, and the phase shift amount is changed and controlled by the phase error ΔP.

この構成によれば、位相周波数比較器1では、第1の
分周器3によって分周された基準周波数発振器2の出力
と、第2の分周器5によって分周された電圧制御発振器
4の出力の位相及び周波数が比較される。そして、端子
Aから出力される周波数誤差ΔFはループフィルタ6に
よって平滑化され、その出力電圧によって電圧制御発振
器4の出力周波数を制御することで所要の出力周波数を
得ることができる。このとき、第1の分周器3と第2の
分周器5の出力周波数を高くすることで、周波数引込領
域の時間を短くすることができる。
According to this configuration, in the phase frequency comparator 1, the output of the reference frequency oscillator 2 divided by the first divider 3 and the output of the voltage controlled oscillator 4 divided by the second divider 5 are output. The output phase and frequency are compared. Then, the frequency error ΔF output from the terminal A is smoothed by the loop filter 6, and the output frequency of the voltage controlled oscillator 4 is controlled by the output voltage to obtain a required output frequency. At this time, by increasing the output frequencies of the first frequency divider 3 and the second frequency divider 5, the time in the frequency lock-in region can be shortened.

一方、移相周波数比較器1の端子Bからは、基準周波
数発振器2の出力と電圧制御発振器4を比較して得られ
る位相誤差ΔPに基づいて可変移相器7の移相量が変化
され、両出力の位相誤差が零となるように制御される。
これにより、位相引込領域の時間を短くすることが可能
となる。
On the other hand, the amount of phase shift of the variable phase shifter 7 is changed from the terminal B of the phase shift frequency comparator 1 based on the phase error ΔP obtained by comparing the output of the reference frequency oscillator 2 and the voltage controlled oscillator 4, Control is performed so that the phase error between the two outputs becomes zero.
This makes it possible to shorten the time of the phase acquisition region.

なお、周波数誤差ΔFが予め設定した値よりも大きな
場合に、位相周波数比較器1の端子Bから出力がでない
ようにしておき、周波数の引き込みに際しての不必要な
外乱を系に与えないようにし、周波数の引き込みを安定
に行わせることができる。
When the frequency error ΔF is larger than a preset value, the output from the terminal B of the phase frequency comparator 1 should be prevented from being output, and unnecessary disturbance at the time of frequency pull-in should not be given to the system. Frequency pull-in can be performed stably.

ここで、本発明は第1の分周器,第2の分周器を可変
分周器で構成してもよいことは言うまでもない。
Here, it goes without saying that in the present invention, the first frequency divider and the second frequency divider may be constituted by variable frequency dividers.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上説明したように本発明は、位相周波数比較器にお
ける基準周波数発振器と電圧制御発振器の比較から得ら
れる周波数誤差に基づいて電圧制御発振器の出力周波数
を制御するとともに、同時に得られる位相誤差に基づい
て移相量が変化される可変移相器を設けているので、こ
の移相量を制御することで位相引込領域の時間を短縮す
ることができ、周波数の切り替えを高速に行うことがで
きる効果がある。また、本発明では、周波数誤差による
電圧制御発振器の制御と、位相誤差による可変移相器の
制御とを独立して行うことができるため、周波数誤差が
大きいときには可変移相器の制御を一時的に停止させる
ことで、電圧制御発振器における引込み動作に際しての
不必要な外乱を抑制して安定した周波数引込みを迅速に
行わせることが可能になる。
As described above, the present invention controls the output frequency of the voltage controlled oscillator based on the frequency error obtained from the comparison between the reference frequency oscillator and the voltage controlled oscillator in the phase frequency comparator, and based on the phase error obtained simultaneously. Since a variable phase shifter in which the amount of phase shift is provided is provided, controlling the amount of phase shift can shorten the time of the phase pull-in region, and the effect of switching the frequency at high speed can be obtained. is there. In the present invention, the control of the voltage-controlled oscillator based on the frequency error and the control of the variable phase shifter based on the phase error can be performed independently. Therefore, when the frequency error is large, the control of the variable phase shifter is temporarily performed. In this case, unnecessary disturbance during the pull-in operation of the voltage-controlled oscillator can be suppressed, and stable frequency pull-in can be quickly performed.

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

第1図は本発明のPLL周波数シンセサイザの一実施例の
ブロック図である。 1……位相周波数比較器、2……基準周波数発振器、3
……第1の分周器、4……電圧制御発振器、5……第2
の分周器、6……ループフィルタ、7……可変移相器。
FIG. 1 is a block diagram of one embodiment of a PLL frequency synthesizer of the present invention. 1 ... Phase frequency comparator, 2 ... Reference frequency oscillator, 3
... First divider, 4... Voltage-controlled oscillator, 5.
, A loop filter, and a variable phase shifter.

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】基準周波数発振器と、電圧制御発振器と、
前記電圧制御発振器の出力の位相を変化させる可変移相
器と、前記基準周波数発振器及び可変移相器の出力信号
の各位相及び周波数を比較し、周波数誤差及び位相誤差
をそれぞれ出力する位相周波数比較器と、この位相周波
数比較器の周波数誤差を平滑化して前記電圧制御発振器
の制御入力とするループフィルタとを備え、前記位相周
波数比較器の位相誤差に基づいて前記可変移相器の移相
量を前記周波数誤差による電圧制御発振器の制御とは独
立して変化制御するように構成したことを特徴とするPL
L周波数シンセサイザ。
A reference frequency oscillator; a voltage controlled oscillator;
A variable phase shifter for changing the phase of the output of the voltage controlled oscillator, and a phase frequency comparison for comparing each phase and frequency of the output signals of the reference frequency oscillator and the variable phase shifter to output a frequency error and a phase error, respectively. And a loop filter that smoothes the frequency error of the phase frequency comparator and serves as a control input of the voltage controlled oscillator, and the phase shift amount of the variable phase shifter based on the phase error of the phase frequency comparator. Characterized in that PL is controlled to change independently of the control of the voltage-controlled oscillator by the frequency error.
L frequency synthesizer.
【請求項2】基準周波数発振器の出力を分周する第1の
分周器と、可変移相器の出力を分周する第2の分周器を
備え、これら各分周器の出力を位相周波数比較器により
比較するように構成してなる特許請求の範囲第1項記載
のPLL周波数シンセサイザ。
A first frequency divider for dividing the output of the reference frequency oscillator; and a second frequency divider for dividing the output of the variable phase shifter. 2. The PLL frequency synthesizer according to claim 1, wherein said PLL frequency synthesizer is configured to compare by a frequency comparator.
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