JP3164160B2 - Frequency synthesizer and pulse train generator - Google Patents

Frequency synthesizer and pulse train generator

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JP3164160B2
JP3164160B2 JP20592591A JP20592591A JP3164160B2 JP 3164160 B2 JP3164160 B2 JP 3164160B2 JP 20592591 A JP20592591 A JP 20592591A JP 20592591 A JP20592591 A JP 20592591A JP 3164160 B2 JP3164160 B2 JP 3164160B2
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pulse train
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匡夫 中川
哲夫 廣田
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、マイクロ波帯の周波数
シンセサイザ、およびこの周波数シンセサイザにおいて
1つのパルスから複数のパルスを生成するパルス列発生
器に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a frequency synthesizer in a microwave band and a pulse train generator for generating a plurality of pulses from one pulse in the frequency synthesizer.

【0002】[0002]

【従来の技術】図10は、従来の周波数シンセサイザの
構成例を示すブロック図である。図において、入力端子
41から入力された基準信号は、位相比較器42の一方
の入力端子に入力され、その出力はループフィルタ43
を介して電圧制御発振器(VCO)44の周波数制御端
子に入力される。電圧制御発振器44の出力は、マイク
ロ波出力として出力端子45から取り出されるとともに
可変分周器46に入力される。可変分周器46で周波数
分周された信号は、位相比較器42の他方の入力端子に
帰還接続され、位相同期ループが構成される。
2. Description of the Related Art FIG. 10 is a block diagram showing a configuration example of a conventional frequency synthesizer. In the figure, a reference signal input from an input terminal 41 is input to one input terminal of a phase comparator 42, and the output thereof is
Is input to a frequency control terminal of a voltage controlled oscillator (VCO) 44 through The output of the voltage controlled oscillator 44 is taken out from the output terminal 45 as a microwave output and is input to the variable frequency divider 46. The signal whose frequency has been frequency-divided by the variable frequency divider 46 is fed back to the other input terminal of the phase comparator 42 to form a phase locked loop.

【0003】このように、電圧制御発振器44の出力を
分周した後に基準信号との位相比較を行い、その誤差に
比例した出力をループフィルタ43を介して電圧制御発
振器44の周波数制御入力として与える構成により、出
力端子45には基準信号に同期した高安定なマイクロ波
出力を取り出すことができる。すなわち、例えば電圧制
御発振器44に発振周波数あるいは発振位相が時間軸上
で細かくゆらぐジッタがあっても、この位相同期ループ
によってジッタが抑圧される方向に帰還がかかるので、
同期状態では出力端子45にジッタの少ない(位相雑音
の低い)マイクロ波出力を得ることができる。
As described above, the frequency of the output of the voltage controlled oscillator 44 is divided, the phase is compared with the reference signal, and an output proportional to the error is given as the frequency control input of the voltage controlled oscillator 44 via the loop filter 43. With this configuration, a highly stable microwave output synchronized with the reference signal can be extracted from the output terminal 45. That is, for example, even if the voltage controlled oscillator 44 has jitter whose oscillation frequency or oscillation phase fluctuates finely on the time axis, feedback is applied in a direction in which the jitter is suppressed by this phase locked loop.
In the synchronized state, a microwave output with little jitter (low phase noise) can be obtained at the output terminal 45.

【0004】ところで、マイクロ波出力周波数は、マイ
クロ波出力周波数=基準信号周波数×分周比という関係
があるので、可変分周器46の分周比Nを切り替えるこ
とによりマイクロ波出力周波数の切り替えが可能にな
る。ここで、分周比Nは整数であるので、周波数シンセ
サイザとしての分解能、すなわち周波数可変最小ステッ
プ幅は基準信号周波数に等しい。したがって、周波数可
変最小ステップ幅を小さくするには、基準信号周波数を
低くし、分周比Nを大きな値に設定すればよい。
Since the microwave output frequency has a relation of microwave output frequency = reference signal frequency × division ratio, the switching of the microwave output frequency is achieved by switching the frequency division ratio N of the variable frequency divider 46. Will be possible. Here, since the division ratio N is an integer, the resolution as a frequency synthesizer, that is, the frequency variable minimum step width is equal to the reference signal frequency. Therefore, in order to reduce the frequency variable minimum step width, the reference signal frequency may be lowered and the frequency division ratio N may be set to a large value.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】ところが、基準信号周
波数を低くすると、同じジッタであっても位相角に換算
すると相対的に小さな値になり、位相比較器の検波感度
が実効上で劣化したのと等価になって周波数シンセサイ
ザの位相雑音が増加する。なお、実験的には基準信号周
波数が半分になると、位相雑音が6dB劣化することが知
られている( T.Ohira et al:"Dual-chip GaAs monolit
hic integration Ku-band phase-locked-loop microwav
e synthesizer",IEEE Trans. MicrowaveTheory & Tec
h.,vol.38,no.9,pp.1204-1209,Sept.1990.) 。
However, when the reference signal frequency is lowered, the same jitter becomes a relatively small value when converted into a phase angle, and the detection sensitivity of the phase comparator deteriorates in effect. And the phase noise of the frequency synthesizer increases. It is experimentally known that when the reference signal frequency is halved, the phase noise is degraded by 6 dB (T. Ohira et al: "Dual-chip GaAs monolit
hic integration Ku-band phase-locked-loop microwav
e synthesizer ", IEEE Trans. MicrowaveTheory & Tec
h., vol. 38, no. 9, pp. 1204-1209, Sept. 1990.).

【0006】すなわち、周波数シンセサイザにおいて、
可変分周器の分周比を小さくし、位相比較器で比較対象
となる基準信号周波数を高くすることにより位相雑音は
低下するが、周波数可変最小ステップ幅が大きくなって
しまう。一方、同じ出力周波数を得る場合に、周波数可
変最小ステップ幅を小さくするために可変分周器の分周
比を大きくし、基準信号周波数を低くすることが行われ
るが、位相雑音が大きくなる。このように、周波数シン
セサイザにおける位相雑音の低減化と周波数可変最小ス
テップ幅の縮小化はトレードオフの関係にある。
That is, in a frequency synthesizer,
By reducing the frequency division ratio of the variable frequency divider and increasing the reference signal frequency to be compared by the phase comparator, the phase noise is reduced, but the minimum frequency variable step width is increased. On the other hand, when obtaining the same output frequency, the frequency division ratio of the variable frequency divider is increased to reduce the frequency variable minimum step width, and the reference signal frequency is reduced, but the phase noise increases. Thus, there is a trade-off between the reduction of the phase noise and the reduction of the frequency variable minimum step width in the frequency synthesizer.

【0007】本発明は、位相比較器に入力される基準信
号周波数を高く保持したまま周波数可変最小ステップ幅
を小さくすることができる周波数シンセサイザおよびそ
れに用いるパルス列発生器を提供することを目的とす
る。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a frequency synthesizer capable of reducing a frequency variable minimum step width while keeping a reference signal frequency input to a phase comparator high, and a pulse train generator used therefor.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】請求項1に記載のパルス
列発生器は、入力パルスを一方の端子に取り込み、その
入力パルスと他方の端子に入力されるパルスとの論理和
をとり、その論理和パルスを出力するとともに所定の遅
延を与えて他方の端子に入力させ、入力パルスの間に新
たなパルスを埋めるパルス列発生ループと、パルス列発
生ループを回るパルスの数を計数し、それが所定値にな
ってから次の入力パルスが与えられて所定時間が経過す
るまで、パルス列発生ループを回るパルス列をマスクす
るパルス列中断手段とを備えたことを特徴とする。
A pulse according to claim 1
The column generator captures the input pulse at one terminal and
Logical OR of input pulse and pulse input to the other terminal
And outputs a logical sum pulse of the logical sum and a predetermined delay.
And input it to the other terminal.
A pulse train generation loop that fills the pulse and a pulse train
Count the number of pulses traversing the raw loop and reach the desired value.
After a predetermined time elapses after the next input pulse is given
Mask the pulse train going around the pulse train generation loop until
Pulse train interrupting means.

【0009】請求項2に記載のパルス列発生器は、入力
パルスを一方の端子に取り込み、その入力パルスと他方
の端子に入力されるパルスとの否定論理和をとる第1の
否定論理和手段と、入力パルスに所定の遅延を与える第
1の遅延手段と、第1の否定論理和手段から出力される
否定論理和パルスと、第1の遅延手段から出力されるパ
ルスとの否定論理和をとり、その否定論理和パルスを出
力する第2の否定論理和手段と、第2の否定論理和手段
から出力される否定論理和パルスに所定の遅延を与えて
第1の否定論理和手段の他方の端子に入力させる第2の
遅延手段とを備えたことを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a pulse train generator comprising:
A pulse is input to one terminal, and the input pulse and the other
The first one that performs a NOR operation with the pulse input to the terminal
NOR circuit means for providing a predetermined delay to the input pulse
Output from the first delay means and the first NOR circuit
A NOR pulse and a pulse output from the first delay means.
And the logical sum of the pulse and the logical OR pulse
Second negating-or means, and second negating-or means
A predetermined delay to the NOR pulse output from
A second input to the other terminal of the first NOR circuit
And delay means.

【0010】請求項3に記載の周波数シンセサイザは、
周波数制御端子に入力される制御信号によって発振周波
数が制御され、設定された周波数の信号を出力する電圧
制御発振器と、電圧制御発振器の出力信号を分岐して取
り込み、設定される分周比に応じて対応する周波数のパ
ルスに変換する可変分周器と、可変分周器の出力パルス
と基準信号との位相差に対応した信号を出力する位相比
較器と、位相比較器の出力信号を電圧制御発振器の周波
数制御端子に帰還接続するループフィルタとを備えた周
波数シンセサイザにおいて、可変分周器と位相比較器と
の間に、請求項1または請求項2に記載のパルス列発生
器を備え、可変分周器の出力パルスが1個入力されるご
とに、複数個のパルスを発生させる構成であることを特
徴とする。
The frequency synthesizer according to claim 3 is
The oscillation frequency is controlled by the control signal input to the frequency control terminal.
A voltage whose number is controlled and outputs a signal of the set frequency
The control oscillator and the output signal of the voltage-controlled oscillator
And the frequency of the corresponding frequency according to the set dividing ratio.
Variable frequency divider to convert to pulse and output pulse of variable frequency divider
Output the signal corresponding to the phase difference between the reference signal and the reference signal
The output signals of the comparator and phase comparator are
Loop filter with a feedback connection to the number control terminal.
In a wave number synthesizer, a variable frequency divider and a phase comparator
Generating a pulse train according to claim 1 or 2.
And one output pulse of the variable frequency divider is input.
In particular, it is a configuration that generates a plurality of pulses.
Sign.

【0011】[0011]

【作用】請求項1に記載のパルス列発生器は、パルス列
発生ループによって入力パルスから新たなパルスを発生
させ、入力パルスを含めてパルス列を作る。しかし、入
力パルスから次のパルスを作る遅延時間が入力パルスの
周期に対して整数倍の関係にすることが困難であり、そ
のままでは新たに発生させたパルスが入力パルス間を埋
め尽くしてパルス列を構成しなくなる。そこで、パルス
列中断手段が、パルス列発生ループのパルスの流れを一
時的にマスクし、常に入力パルスを基準に新たなパルス
を発生させることにより、恒常的なパルス列を発生させ
ることができる。
The pulse train generator according to claim 1 is a pulse train generator.
New pulse generated from input pulse by generation loop
And make a pulse train including the input pulse. However,
The delay time to make the next pulse from the force pulse
It is difficult to make the relationship an integral multiple of the period.
If left as is, the newly generated pulse fills the interval between input pulses.
The pulse train is exhausted. So the pulse
The column interrupting means controls the pulse flow of the pulse train generation loop.
Temporarily mask, always new pulse based on input pulse
To generate a constant pulse train
Can be

【0012】請求項2に記載のパルス列発生器は、第1
の否定論理和手段,第1の遅延手段および第2の否定論
理和手段により、第1の遅延手段の遅延時間で決まる幅
をもった最初のパルスが生成される。以下、第1の否定
論理和手段,第2の否定論理和手段および第2の遅延手
段により構成されるパルス列発生ループにより、最初に
生成されたパルスをもとに、新たなパルスを発生させて
パルス列が作られる。ここで、第1の遅延手段を介して
第2の否定論理和手段に入力パルスが与えられると、パ
ルス列発生ループで生成されていたパルス列にリセット
がかかり、改めてその入力パルスを基準に上述のパルス
列生成過程が繰り返される。したがって、恒常的なパル
ス列を発生させることができる。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a pulse train generator comprising:
OR, first delay and second NOT
The width determined by the delay time of the first delay means by the logical sum means
The first pulse with is generated. Hereinafter, the first negation
OR means, second NOT OR means, and second delay means
First, a pulse train generation loop composed of stages
Generate a new pulse based on the generated pulse
A pulse train is created. Here, via the first delay means
When an input pulse is given to the second NOR circuit,
Reset to the pulse train generated by the pulse train generation loop
Is applied, and the above-mentioned pulse
The column generation process is repeated. Therefore, constant pal
Can be generated.

【0013】請求項3に記載の周波数シンセサイザは、
可変分周器の分周比が大きな値に設定されても、本願請
求項1,2に記載のパルス列発生器によって可変分周器
の出力パルス間に新たなM個のパルスが埋められ、可変
分周器の出力パルス1個に対してM+1個のパルス列に
なる。このとき、実質的に分周比を1/(M+1)に小
さく設定した場合と等価になり、それに伴って基準信号
周波数を高く設定することができるとともに、周波数可
変最小ステップ幅は基準信号周波数の1/(M+1)に
小さくすることが可能になる。 すなわち、位相比較器に
入力される基準信号周波数を高く保持したまま周波数可
変最小ステップ幅を小さくすることが可能になる。
[0013] The frequency synthesizer according to claim 3 is
Even if the division ratio of the variable divider is set to a large value,
Variable frequency divider by the pulse train generator according to claim 1 or 2
New M pulses are buried between the output pulses of
M + 1 pulse train for one output pulse of frequency divider
Become. At this time, the frequency division ratio is substantially reduced to 1 / (M + 1).
And the reference signal
The frequency can be set higher and the frequency
The variable minimum step width is 1 / (M + 1) of the reference signal frequency.
It becomes possible to make it smaller. That is, the phase comparator
Frequency can be maintained while the input reference signal frequency is kept high
The variable minimum step width can be reduced.

【0014】[0014]

【実施例】図1は、本発明の周波数シンセサイザの実施
例構成を示すブロック図である。図において、入力端子
41から入力された基準信号は、位相比較器42の一方
の入力端子に入力され、その出力はループフィルタ43
を介して電圧制御発振器(VCO)44の周波数制御端
子に入力される。電圧制御発振器44の出力は、マイク
ロ波出力として出力端子45から取り出されるとともに
可変分周器46に入力される。可変分周器46で周波数
分周された信号は、本発明の特徴とするパルス列発生器
11を介して位相比較器42の他方の入力端子に帰還接
続され、位相同期ループが構成される。
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of an embodiment of a frequency synthesizer according to the present invention. In the figure, a reference signal input from an input terminal 41 is input to one input terminal of a phase comparator 42, and the output thereof is
Is input to a frequency control terminal of a voltage controlled oscillator (VCO) 44 through The output of the voltage controlled oscillator 44 is taken out from the output terminal 45 as a microwave output and is input to the variable frequency divider 46. The signal frequency-divided by the variable frequency divider 46 is feedback-connected to the other input terminal of the phase comparator 42 via the pulse train generator 11, which is a feature of the present invention, to form a phase locked loop.

【0015】可変分周器46と位相比較器42との間に
設けられるパルス列発生器11は、可変分周器46の出
力パルスの間に新たにM個(Mは1以上の整数)のパル
スを発生する構成であるので、分周比Nを1/(M+
1)にして周波数アップしたことと等価になる。すなわ
ち、電圧制御発振器44の発振周波数をfVCO 、基準信
号周波数をfREF とすると、 fVCO =(N/(M+1))・fREF となる。これは、分周比Nを変化させることによりf
REF /(M+1)の単位で発振周波数fVCO を可変でき
ることを示しており、可変分周器46の分周比Nが等価
的にN/(M+1)に小さくなっても周波数可変最小ス
テップ幅が大きくならない本発明の特徴を示している。
したがって、同じ周波数可変最小ステップ幅を実現する
従来の周波数シンセサイザに比べて、基準信号周波数f
REF をM+1倍にできる本発明の周波数シンセサイザで
は、位相比較器42の検波感度がM+1倍になり、良好
な位相雑音特性を得ることができる。
The pulse train generator 11 provided between the variable frequency divider 46 and the phase comparator 42 has M pulses (M is an integer of 1 or more) between output pulses of the variable frequency divider 46. , The frequency division ratio N is set to 1 / (M +
This is equivalent to increasing the frequency by 1). That is, if the oscillation frequency of the voltage controlled oscillator 44 is f VCO and the reference signal frequency is f REF , then f VCO = (N / (M + 1)) · f REF . This is achieved by changing the frequency division ratio N to obtain f
This shows that the oscillation frequency f VCO can be varied in units of REF / (M + 1), and even if the frequency division ratio N of the variable frequency divider 46 is equivalently reduced to N / (M + 1), the frequency variable minimum step width can be increased. 3 illustrates a feature of the invention that does not grow.
Therefore, as compared with the conventional frequency synthesizer that realizes the same frequency variable minimum step width, the reference signal frequency f
In the frequency synthesizer of the present invention capable of increasing REF by M + 1 times, the detection sensitivity of the phase comparator 42 becomes M + 1 times, and good phase noise characteristics can be obtained.

【0016】図2は、本発明の周波数シンセサイザに用
いられる請求項1に記載のパルス列発生器の第一実施例
の構成を示すブロック図である。図において、入力端子
21から入力されたパルスは第1のノアゲート22に
入力され、そのノア出力(NOR)が第1の遅延線2
3に入力され、オア出力(OR)が出力端子24に出
力される。第1の遅延線23の出力は、第2のノアゲ
ート25に入力され、そのノア出力(NOR)が第1
のノアゲート22に入力される。また、パルスは第2
の遅延線26に入力され、その出力がカウンタ27の
リセット端子に入力される。カウンタ27は、第1の遅
延線23の出力によってアップカウントし、カウンタ
出力を第2のノアゲート25に出力する。
FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of a first embodiment of the pulse train generator according to claim 1 used in the frequency synthesizer of the present invention. In the figure, a pulse input from an input terminal 21 is input to a first NOR gate 22, and a NOR output (NOR) of the pulse is input to a first delay line 2.
3, and an OR output (OR) is output to the output terminal 24. The output of the first delay line 23 is input to a second NOR gate 25, and its NOR output (NOR) is output to the first NOR gate 25.
Is input to the NOR gate 22. The pulse is the second
, And its output is input to the reset terminal of the counter 27. The counter 27 counts up by the output of the first delay line 23 and outputs the counter output to the second NOR gate 25.

【0017】ここで、第1のノアゲート22,第1の遅
延線23および第2のノアゲート25により形成される
パルス列発生ループにより、入力端子21から入力され
たパルスの間を埋めるパルス列が、パルスとともに
出力端子24から出力される。しかし、第1の遅延線2
3の遅延時間をパルスの周期のちょうど整数倍に設定
することは極めて困難であるので、そのずれがパルス列
発生ループを回ることによって重なり、いずれ出力端子
24に出力されるオア出力が「ハイ」に固定されてし
まう。第2の遅延線26およびカウンタ27は、オア出
力の「ハイ」固定を回避するために、第1の遅延線2
3の出力を計数してそれが所定値になったことを示す
カウンタ出力を出力してから、第2の遅延線26の出
力によってカウンタ27がリセットされるまでの一定
時間、カウンタ出力を「ハイ」にしてパルス列発生ル
ープをパルス列が伝わらないようにマスクする。
Here, the pulse train generating loop formed by the first NOR gate 22, the first delay line 23, and the second NOR gate 25 forms a pulse train that fills the interval between the pulses input from the input terminal 21 together with the pulses. Output from the output terminal 24. However, the first delay line 2
Since it is extremely difficult to set the delay time 3 to exactly an integral multiple of the pulse period, the shifts overlap by going around the pulse train generation loop, and the OR output output to the output terminal 24 eventually becomes “high”. It will be fixed. The second delay line 26 and the counter 27 are connected to the first delay line 2 to prevent the OR output from being fixed to “high”.
The counter output is set to "high" for a certain period of time from the time when the output of the second delay line 26 is counted to the time when the counter 27 is reset by the output of the second delay line 26 after the output of the counter 27 is counted. To mask the pulse train generation loop so that the pulse train is not transmitted.

【0018】以下、図3に示すタイムチャートを参照
し、各部の動作を具体的数値に基づいて説明する。入力
端子21から入力されるパルスの周波数を20MHz、デ
ューティ比を5%とする。また、第1の遅延線23の遅
延時間を17.5ns、第2の遅延線26の遅延時間を10nsと
し、カウンタ27はアップエッジ動作の2進カウンタで
リセット機能をもち、ここでは第1の遅延線23の出力
のアップエッジが入力されるごとにアップカウントを
行い、それが「2」を計数して最下位桁の1つ上の桁に
「1」がたったとき、それをカウンタ出力として取り
出す。
The operation of each section will be described below based on specific numerical values with reference to a time chart shown in FIG. The frequency of the pulse input from the input terminal 21 is 20 MHz, and the duty ratio is 5%. The delay time of the first delay line 23 is 17.5 ns, the delay time of the second delay line 26 is 10 ns, and the counter 27 is a binary counter of an up-edge operation and has a reset function. Every time the up edge of the output of the line 23 is input, an up-count is performed. When it counts "2" and "1" is placed on the digit immediately above the least significant digit, it is taken out as a counter output. .

【0019】パルスが入力されカウンタ出力が「ロ
ー」の間、パルス列発生ループによって、最初のパルス
の入力タイミングから17.5nsと17.5×2=35nsのとこ
ろに新たなパルスが発生する(図中a,bのパルス)。
この2つの新たなパルスが発生した時点でカウンタ出力
が「ハイ」となり、17.5×3=52.5nsのパルスは第2
のノアゲート25の出力として伝わらず、出力端子2
4には50nsごとに入力される次のパルスが第1のノア
ゲート22のオア出力として現れる(図中cのパル
ス)。カウンタ27は、この次のパルスを10ns遅延さ
せた第2の遅延線26の出力によりリセットされてカ
ウンタ出力が「ロー」となる。したがって、パルス列
発生ループはパルスが伝達する状態となり、次のパルス
の入力タイミングから17.5nsと17.5×2=35nsのとこ
ろ(最初のパルスの入力タイミングから50+17.5=6
7.5nsと50+17.5×2=85nsのところ)に新たなパルス
が発生する(図中d,eのパルス)。以下同様である。
While the pulse is input and the counter output is “low”, a new pulse is generated by the pulse train generation loop at 17.5 ns and 17.5 × 2 = 35 ns from the input timing of the first pulse (a, a in the figure). b pulse).
When these two new pulses are generated, the counter output becomes “high”, and the pulse of 17.5 × 3 = 52.5 ns becomes the second pulse.
Output terminal 2 of the NOR gate 25
At 4, the next pulse input every 50 ns appears as the OR output of the first NOR gate 22 (pulse c in the figure). The counter 27 is reset by the output of the second delay line 26 that delays the next pulse by 10 ns, and the counter output becomes “low”. Therefore, the pulse train generation loop is in a state where the pulse is transmitted, and 17.5 ns and 17.5 × 2 = 35 ns from the input timing of the next pulse (50 + 17.5 = 6 from the input timing of the first pulse).
A new pulse is generated at 7.5 ns and 50 + 17.5 × 2 = 85 ns (d and e pulses in the figure). The same applies hereinafter.

【0020】なお、ここに示す数値例では、入力端子2
1からパルスが1個入力されるごとに、次のパルス
との間に新たな2個のパルスを発生させることができる
が、この新たなパルス発生数は第1の遅延線23の遅延
時間に応じたものである。したがって、例えばパルスの
発生個数を増やすには第1の遅延線23の遅延時間を小
さくすればよいが、その発生個数に応じてカウンタ出力
を取り出すカウンタ27の桁位置を上位側に移し、第
2の遅延線26の遅延時間を適宜設定することが必要で
ある。
In the numerical example shown here, the input terminal 2
Each time one pulse is input from 1, two new pulses can be generated between the next pulse and this new number of generated pulses is equal to the delay time of the first delay line 23. It depends. Therefore, for example, to increase the number of generated pulses, the delay time of the first delay line 23 may be reduced. It is necessary to appropriately set the delay time of the delay line 26.

【0021】図4は、パルス列発生器の第一実施例を実
際のICを用いて構成した実験結果を示す図である。こ
こでは、ノアゲート22,25としてはMECLの「MC
10102 」、2進のカウンタ27としては「MC10H016」を
用いた。また、入力端子21から入力されるパルスは
10MHz、デューティ比13%とし、第1の遅延線23の遅
延時間を36ns、第2の遅延線26の遅延時間を25nsとし
た。
FIG. 4 is a diagram showing the results of an experiment in which the first embodiment of the pulse train generator was constructed using an actual IC. Here, as the NOR gates 22 and 25, “MC” of MECL is used.
10102 "and" MC10H016 "as the binary counter 27. The pulse input from the input terminal 21 is
The delay time of the first delay line 23 was 36 ns, and the delay time of the second delay line 26 was 25 ns.

【0022】図において、,,は、それぞれ図3
に示す入力端子21から入力されるパルス,カウンタ
出力,出力端子24に取り出される第1のノアゲート
22のオア出力に対応する。ここに示すように、パル
スが入力されるごとに、2個のパルスを新たに発生し
て出力端子24に出力していることがわかる。
In the figure,, and are respectively shown in FIG.
, A pulse input from the input terminal 21, a counter output, and an OR output of the first NOR gate 22 extracted to the output terminal 24. As shown here, it can be seen that every time a pulse is input, two pulses are newly generated and output to the output terminal 24.

【0023】なお、入力端子21から入力されるパルス
の間に新たに挿入される最後のパルスと次の入力パル
スの間隔が他のパルス間に比べて狭まり、図3あるいは
図4に示すようにパルスの入力ごとに位相ずれが発生
する。
Note that the interval between the last pulse newly inserted between the pulses input from the input terminal 21 and the next input pulse is narrower than that between the other pulses, and as shown in FIG. 3 or FIG. A phase shift occurs for each pulse input.

【0024】ここで、出力端子24に取り出される第1
のノアゲート22のオア出力の周波数スペクトラムを
スペクトラムアナライザにより測定した結果を図5に示
すが、入力端子21から入力されるパルス(周波数10
MHz)の3倍波の30MHzの成分が一番大きくなっている
ことから、上述のパルス列発生器を本発明の周波数シン
セサイザに用いても所期の機能を果たすことがわかる。
Here, the first signal output to the output terminal 24 is
FIG. 5 shows the result of measuring the frequency spectrum of the OR output of the NOR gate 22 by the spectrum analyzer.
Since the component at 30 MHz of the third harmonic of (MHz) is the largest, it can be seen that the intended function is achieved even if the above-described pulse train generator is used in the frequency synthesizer of the present invention.

【0025】また、本実施例では、パルス列発生ループ
を形成する論理回路として2つのノアゲート22,25
を用いた構成となっているが、他の論理回路を用いても
同様の機能を果たすパルス列発生ループを形成すること
ができる。ここでは、第一実施例の論理関係をド・モル
ガンの定理により変換したパルス列発生器の第二実施例
の構成を図6に示し、その動作を説明するタイムチャー
トを図7に示す。
In this embodiment, two NOR gates 22 and 25 are used as a logic circuit for forming a pulse train generation loop.
However, even if another logic circuit is used, a pulse train generation loop that performs the same function can be formed. Here, FIG. 6 shows the configuration of the second embodiment of the pulse train generator obtained by converting the logical relationship of the first embodiment according to De Morgan's theorem, and FIG. 7 shows a time chart for explaining the operation thereof.

【0026】図6において、第一実施例に示す第1のノ
アゲート22および第2のノアゲート25をそれぞれオ
アゲート31およびアンドゲート32に置き換え、第一
実施例に示すカウンタ27をダウンエッジ動作でリセッ
ト入力時にカウンタ出力を「ハイ」にするカウンタ3
3に置き換え、オアゲート31のオア出力を出力端子
24に取り出すとともに第1の遅延線23に入力させる
ことにより、第一実施例と等価なパルス列発生器を実現
することができる。
In FIG. 6, the first NOR gate 22 and the second NOR gate 25 shown in the first embodiment are replaced with an OR gate 31 and an AND gate 32, respectively, and the counter 27 shown in the first embodiment is reset by a down-edge operation. Counter 3 that makes the counter output "high" at the time
3, the OR output of the OR gate 31 is taken out to the output terminal 24 and input to the first delay line 23, whereby a pulse train generator equivalent to the first embodiment can be realized.

【0027】その動作は図7に示すように、第一の遅延
線23の出力と、カウンタ33のカウンタ出力の論
理が第一実施例に対して反転している他はまったく同様
であり、入力端子21からパルスが1個入力されるご
とに、次のパルスとの間に新たな2個のパルスを発生
させることができる。
The operation is exactly the same as shown in FIG. 7 except that the logic of the output of the first delay line 23 and the counter output of the counter 33 are inverted with respect to the first embodiment. Every time one pulse is input from the terminal 21, two new pulses can be generated between the next pulse and the next pulse.

【0028】図8は、本発明の周波数シンセサイザに用
いられる請求項2に記載のパルス列発生器の実施例構成
を示すブロック図である。図において、入力端子21か
ら入力されたパルスは、第1の遅延線35に入力され
るとともに第1のノアゲート36に入力される。第1の
遅延線35の出力が第2のノアゲート37に入力さ
れ、そのノア出力(NOR)が出力端子24に出力さ
れるとともに、第2の遅延線38に入力される。第2の
遅延線38の出力は第1のノアゲート36に入力さ
れ、そのノア出力(NOR)が第2のノアゲート37
に入力される。ここで、第1のノアゲート36,第2の
ノアゲート37および第2の遅延線38により形成され
るパルス列発生ループにより、入力端子21からパルス
の入力に対して複数のパルスが生成され、出力端子2
4から出力される。
FIG. 8 is a block diagram showing an embodiment of a pulse train generator according to claim 2 used in the frequency synthesizer of the present invention. In the figure, a pulse input from an input terminal 21 is input to a first delay line 35 and also to a first NOR gate 36. The output of the first delay line 35 is input to the second NOR gate 37, and its NOR output (NOR) is output to the output terminal 24 and is input to the second delay line 38. The output of the second delay line 38 is input to the first NOR gate 36, and its NOR output (NOR) is output to the second NOR gate 37.
Is input to Here, a plurality of pulses are generated in response to a pulse input from the input terminal 21 by a pulse train generation loop formed by the first NOR gate 36, the second NOR gate 37, and the second delay line 38, and the output terminal 2
4 is output.

【0029】以下、図9に示すタイムチャートを参照
し、その動作について説明する。入力端子21から入力
されたパルスは、第1の遅延線35,第1のノアゲー
ト36および第2のノアゲート37により、まず第1の
遅延線35の遅延時間で決まる幅を持ったデューティ比
がさらに小さいパルス(ノア出力)に変換される(図
中斜線のパルス)。そのパルスは、第2の遅延線38の
遅延時間で決まる時間間隔でパルス列発生ループを回
り、第2のノアゲート37からノア出力として出力端
子24に取り出される。ここで、次のパルスが入力端
子21から入力されると、第1のノアゲート36の出力
が「ロー」となってパルス列発生ループをパルス列が
伝わらなくなる。結果として、入力端子21からパルス
が1個入力されるごとに、次のパルスとの間に新た
な複数個のパルスを発生させることができる。
Hereinafter, the operation will be described with reference to a time chart shown in FIG. The pulse input from the input terminal 21 has a duty ratio having a width determined by the delay time of the first delay line 35 by the first delay line 35, the first NOR gate 36, and the second NOR gate 37. It is converted to a small pulse (Nor output) (the shaded pulse in the figure). The pulse goes through a pulse train generation loop at a time interval determined by the delay time of the second delay line 38, and is taken out from the second NOR gate 37 to the output terminal 24 as a NOR output. Here, when the next pulse is input from the input terminal 21, the output of the first NOR gate 36 becomes "low", and the pulse train is not transmitted through the pulse train generating loop. As a result, every time one pulse is input from the input terminal 21, a plurality of new pulses can be generated between the next pulse.

【0030】[0030]

【発明の効果】以上説明したように本発明は、位相比較
器に入力される基準信号周波数を高く保持したまま周波
数可変最小ステップ幅を小さくすることができ、低位相
雑音かつ高分解能の周波数シンセサイザを実現すること
ができる。したがって、無線通信機に搭載される局部発
振回路のように小さいチャネル間隔が要求される場合で
も、本発明の周波数シンセサイザを用いることにより良
好な位相雑音特性を実現することができる。
As described above, according to the present invention, the frequency variable minimum step width can be reduced while the reference signal frequency input to the phase comparator is kept high, and the frequency synthesizer with low phase noise and high resolution can be obtained. Can be realized. Therefore, even when a small channel interval is required as in a local oscillation circuit mounted on a wireless communication device, good phase noise characteristics can be realized by using the frequency synthesizer of the present invention.

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

【図1】本発明の周波数シンセサイザの実施例構成を示
すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an embodiment of a frequency synthesizer according to the present invention.

【図2】本発明の周波数シンセサイザに用いられる請求
項1に記載のパルス列発生器の第一実施例の構成を示す
ブロック図である。
FIG. 2 shows a claim used in the frequency synthesizer of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a first embodiment of the pulse train generator described in item 1 .

【図3】請求項1に記載のパルス列発生器の第一実施例
の動作を説明するタイムチャートである。
FIG. 3 is a time chart for explaining the operation of the first embodiment of the pulse train generator according to claim 1 ;

【図4】請求項1に記載のパルス列発生器の第一実施例
を実際のICを用いて構成した実験結果を示す図であ
る。
4 is a diagram showing experimental results constructed using the actual IC a first embodiment of a pulse train generator according to claim 1.

【図5】請求項1に記載のパルス列発生器の第一実施例
の出力信号の周波数スペクトラムを示す図である。
5 is a diagram showing the frequency spectrum of the output signal of the first embodiment of the pulse train generator according to claim 1.

【図6】本発明の周波数シンセサイザに用いられる請求
項1に記載のパルス列発生器の第二実施例の構成を示す
ブロック図である。
FIG. 6 shows a claim used in the frequency synthesizer of the present invention.
FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of a second embodiment of the pulse train generator described in item 1 .

【図7】請求項1に記載のパルス列発生器の第二実施例
の動作を説明するタイムチャートである。
7 is a time chart for explaining the operation of the second embodiment of the pulse train generator according to claim 1.

【図8】本発明の周波数シンセサイザに用いられる請求
項2に記載のパルス列発生器の実施例構成を示すブロッ
ク図である。
FIG. 8 shows a claim used in the frequency synthesizer of the present invention.
It is a block diagram which shows the Example structure of the pulse train generator of item 2 .

【図9】請求項2に記載のパルス列発生器の実施例の動
作を説明するタイムチャートである。
FIG. 9 is a time chart for explaining the operation of the embodiment of the pulse train generator according to claim 2 ;

【図10】従来の周波数シンセサイザの構成例を示すブ
ロック図である。
FIG. 10 is a block diagram illustrating a configuration example of a conventional frequency synthesizer.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 パルス列発生器 21 入力端子 22 第1のノアゲート 23 第1の遅延線 24 出力端子 25 第2のノアゲート 26 第2の遅延線 27 カウンタ 31 オアゲート 32 アンドゲート 33 カウンタ 35 第1の遅延線 36 第1のノアゲート 37 第2のノアゲート 38 第2の遅延線 41 入力端子 42 位相比較器 43 ループフィルタ 44 電圧制御発振器(VCO) 45 出力端子 46 可変分周器 Reference Signs List 11 pulse train generator 21 input terminal 22 first NOR gate 23 first delay line 24 output terminal 25 second NOR gate 26 second delay line 27 counter 31 OR gate 32 AND gate 33 counter 35 first delay line 36 first NOR gate 37 Second NOR gate 38 Second delay line 41 Input terminal 42 Phase comparator 43 Loop filter 44 Voltage controlled oscillator (VCO) 45 Output terminal 46 Variable frequency divider

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−43216(JP,A) 特開 昭56−72544(JP,A) 特開 平1−261027(JP,A) 特開 昭50−116265(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H03L 7/18 H03K 3/64 H03L 7/08 実用ファイル(PATOLIS) 特許ファイル(PATOLIS)Continuation of the front page (56) References JP-A-62-43216 (JP, A) JP-A-56-72544 (JP, A) JP-A-1-261027 (JP, A) JP-A-50-116265 (JP) (A) (58) Fields surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) H03L 7/18 H03K 3/64 H03L 7/08 Practical file (PATOLIS) Patent file (PATOLIS)

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 入力パルスを一方の端子に取り込み、そ
の入力パルスと他方の端子に入力されるパルスとの論理
和をとり、その論理和パルスを出力するとともに所定の
遅延を与えて前記他方の端子に入力させ、前記入力パル
スの間に新たなパルスを埋めるパルス列発生ループと、 前記パルス列発生ループを回るパルスの数を計数し、そ
れが所定値になってから次の入力パルスが与えられて所
定時間が経過するまで、前記パルス列発生ループを回る
パルス列をマスクするパルス列中断手段と を備えたこと
を特徴とするパルス列発生器。
1. An input pulse is taken into one terminal, and
Between the input pulse of the input and the pulse input to the other terminal
Take the sum, output the logical sum pulse, and
A delay is applied to input the other terminal, and the input pulse
A pulse train generation loop that fills a new pulse between pulses, and the number of pulses passing through the pulse train generation loop are counted.
When the next input pulse is given after
Go around the pulse train generation loop until the fixed time elapses
That a pulse train interruption means for masking the pulse train
A pulse train generator.
【請求項2】 入力パルスを一方の端子に取り込み、そ
の入力パルスと他方の端子に入力されるパルスとの否定
論理和をとる第1の否定論理和手段と、 前記入力パルスに所定の遅延を与える第1の遅延手段
と、 前記第1の否定論理和手段から出力される否定論理和パ
ルスと、前記第1の遅延手段から出力されるパルスとの
否定論理和をとり、その否定論理和パルスを出力する第
2の否定論理和手段と、 前記第2の否定論理和手段から出力される否定論理和パ
ルスに所定の遅延を与えて前記第1の否定論理和手段の
他方の端子に入力させる第2の遅延手段と を備えたこと
を特徴とするパルス列発生器。
2. An input pulse is taken into one terminal, and
Negation between the input pulse of and the pulse input to the other terminal
First NOR circuit for performing an OR operation, and first delay unit for applying a predetermined delay to the input pulse
And a NOR gate output from the first NOR circuit.
Between the pulse and the pulse output from the first delay means.
The NOR that takes the NOR and outputs the NOR pulse
2 NOR operation means and a NOR operation circuit output from the second NOR operation means.
A predetermined delay to the first NOR
Having second delay means for inputting to the other terminal
A pulse train generator.
【請求項3】 周波数制御端子に入力される制御信号に
よって発振周波数が制御され、設定された周波数の信号
を出力する電圧制御発振器と、 前記電圧制御発振器の出力信号を分岐して取り込み、設
定される分周比に応じて対応する周波数のパルスに変換
する可変分周器と、 前記可変分周器の出力パルスと基準信号との位相差に対
応した信号を出力する位相比較器と、 前記位相比較器の出力信号を前記電圧制御発振器の周波
数制御端子に帰還接続するループフィルタと を備えた周
波数シンセサイザにおいて、 前記可変分周器と前記位相比較器との間に、請求項1ま
たは請求項2に記載のパルス列発生器を備え、前記可変
分周器の出力パルスが1個入力されるごとに、 複数個の
パルスを発生させる構成である ことを特徴とする周波数
シンセサイザ。
3. A control signal input to a frequency control terminal.
Therefore, the oscillation frequency is controlled, and the signal of the set frequency is
A voltage-controlled oscillator that outputs a signal, and an output signal of the voltage-controlled oscillator.
Converts to a pulse of the corresponding frequency according to the specified dividing ratio
A variable frequency divider which, against the phase difference between the output pulse and the reference signal of the variable frequency divider
A phase comparator for outputting a response signal, frequency of the voltage controlled oscillator output signal of the phase comparator
Zhou and a loop filter for feeding back connected to several control terminals
2. The wave number synthesizer according to claim 1 , wherein said variable frequency divider and said phase comparator are provided between said variable frequency divider and said phase comparator.
Or a pulse train generator according to claim 2, wherein
Each time one frequency divider output pulse is input, multiple
A frequency characterized by generating pulses
Synthesizer.
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