JP3692690B2 - 周波数シンセサイザおよび受信機および周波数変調器 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主としてページャー、コードレスリモコン、コードレス電話等の無線通信機器の信号源に用いられる周波数シンセサイザに関する。
【０００２】
【従来の技術】
周波数シンセサイザとしてＰＬＬ（Phase Locked Loop）方式によるものが知られている。図１１は、従来の周波数シンセサイザの構成を示すブロック図である。図１１において、１０５は基準信号源、１０３は可変分周器、７は出力端子、１０１は電圧制御発振器、１０２は位相比較器、１０３はローパスフィルタである。
【０００３】
電圧制御発振器１０１の出力は可変分周器１０３に入力される。可変分周器１０３は入力信号の周波数を分周して出力する。ここで、分周数は予め所定の値に設定してある。そして前記可変分周器１０３の出力と基準信号源１０５からの信号が位相比較器１０２に入力される。位相比較器１０２では可変分周器１０３の出力と基準信号源１０５の出力の位相比較を行い位相差の大きさに応じた信号を出力する。位相比較器１０２の出力はローパスフィルタ１０３で高域成分を除去されて電圧制御発振器１０１の制御端子に入力される。上記ようなフィードバックループが構成され、位相比較器１０２での位相差が小さくなるよう制御が行われる。
【０００４】
上記のようなＰＬＬ方式による周波数シンセサイザの特徴は任意のチャンネル周波数に対応した複数の周波数を出力できることである。
【０００５】
次に、従来の受信機および周波数変調器について説明する。
図１２は、従来の受信機および周波数変調器の構成を示すブロック図である。図１２において、１０５は基準信号源、１０４はＰＬＬシンセサイザ、１２は第１のミキサ、１３は第２のミキサ、１７は受信アンプ、１８は復調回路、１０９は高周波信号端子、１９は復調データ出力端子、１０６は変調信号発生器、１５は高周波フィルタ、１１０は送信アンプ、１０８はスイッチ、２２は９０度移相器、２５は変調データ入力端子である。
【０００６】
まず従来の受信機の動作について説明する。高周波信号入力端子１０９に入力された高周波信号はスイッチ１０８、高周波フィルタ１５および受信アンプ１７を経由して第１および第２のミキサ１２、１３に入力される。一方、ＰＬＬシンセサイザ１０４の出力周波数は受信する前記高周波信号の周波数とほぼ同じに設定されている。前記ＰＬＬシンセサイザ１０４の出力は第１および第２のミキサ１２、１３に入力される。ここで第１のミキサ１２に入力される信号は９０度移相器２２により９０度移相されている。これは第１および第２のミキサ１２、１３により互いに直交したベースバンド信号を得るためである。第１および第２のミキサ１２、１３でミキシングが行われ、それぞれ第１および第２のベースバンド信号が出力される。前記第１および第２のベースバンド信号を用いて復調回路１８で復調が行われ、復調データが復調データ出力端子１９より出力される。以上のような構成により受信機が構成されている。
【０００７】
次に従来の周波数変調器について説明する。
変調データ入力端子２５に入力された変調データは変調信号発生器１０６に入力される。変調信号発生器１０６では変調データに応じてＰＬＬシンセサイザ１０４および基準信号源１０５の周波数を変調するための信号を発生する。すなわち変調信号発生器１０６の出力はＰＬＬシンセサイザ１０４の周波数制御端子および基準信号源１０６の周波数可変端子に入力される。ここでＰＬＬシンセサイザ１０４の周波数制御端子とは、図１１の説明で述べた電圧制御発振器１０１の周波数制御端子に相当する。また、基準信号源１０５の周波数可変端子とは、例えば水晶発振器において水晶発振子に接続された負荷容量を可変するために設けられた容量可変コンデンサのバイアス端子である。このようにしてＰＬＬシンセサイザ１０４の出力信号は周波数変調される。前記ＰＬＬシンセサイザ１０４の出力は送信アンプ１１０およびスイッチ１０８を経由して高周波信号端子１０９より出力される。以上のような構成により周波数変調器が構成されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の周波数シンセサイザの問題点は所定の周波数を得るための制御にフィードバックループを用いているため、電源投入時の立ち上げ動作および周波数切り替えに時間を要することである。立ち上げ時間および周波数切り替え時間は、ＰＬＬのフィードバックループの自然角周波数により特徴づけられる。そして、自然角周波数を大きく設定すれば、上記の時間を短縮できる。しかし各チャンネルに対応した周波数間隔で信号を設定するという制約と、Ｃ／Ｎ特性やスプリアス特性の制約から十分に自然角周波数を大きくすることは困難であった。すなわち１番目の制約のため位相比較器の比較周波数がチャンネル周波数間隔またはそれ以下である必要があり、２番目の制約のためループゲインを大きくできない。そのため従来の周波数シンセサイザでは立ち上げ時間や周波数切り替え時間を短くするのに限界があり、十分な特性が得られなかった。
【０００９】
また、上記のような従来の受信機の問題点は、信号源としてＰＬＬシンセサイザを用いているため電源投入時の立ち上げ動作および周波数切り替えに時間を要することである。
【００１０】
また、従来の上記の周波数変調器の問題点は周波数変調を行うためにＰＬＬシンセサイザおよび基準信号源の両方を変調する必要があり、安定して変調信号が得られず、また調整が必要なことである。ＰＬＬシンセサイザおよび基準信号源の両方を変調する必要がある理由を説明する。たとえば変調データとして２値ＦＳＫに用いるＮＲＺ信号を考えると、この信号は高い周波数から直流までの周波数成分を含んでいる。伝送速度２４００bpsのベースバンド信号では直流成分から１．２KHzの成分までが存在する。ところがＰＬＬシンセサイザのフィードバックループのループゲインは低い周波数で大きくなるため直流成分付近では変調がかからない。一方、基準信号源はすべての周波数で周波数変調することができる。しかし、高い周波数ではＰＬＬシンセサイザのループゲインが小さいためＰＬＬシンセサイザに変調がかからない。従って高い周波数での変調にはＰＬＬシンセサイザを直接変調する必要があり、低い周波数の変調には基準信号源を変調する必要がある。そのため、ＰＬＬシンセサイザおよび基準信号源の両方を変調する必要がある。
【００１１】
本発明は上記の課題を解決するものであり、電源投入時の立ち上げおよび周波数切り替えが短時間で行える、周波数シンセサイザ、受信機を提供するとともに安定して変調信号が得られ、調整が不要な周波数変換器を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の周波数シンセサイザは、上記課題を解決するために、信号源の信号を複数の分周器で分周し、非線形素子でミキシングすることにより所望の周波数を得るものである。
【００１３】
上記発明によれば、可変分周器により周波数を選択するためフィードバックループが不要となり、立ち上げおよび各チャンネルに対応した周波数への切り替えを短時間実現することができる。また、出力周波数が複数の分周器の分周数の組み合わせにより決まるので、出力周波数を小さな周波数間隔で設定することが出来る。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明は、信号源の出力を入力する第１、第２、第３および第４の可変分周器と、前記第１および第２の可変分周器の出力を入力する第１のミキサと、前記第３および第４の可変分周器の出力を入力する第２のミキサと、前記第１および第２のミキサの出力を入力する第３のミキサと、前記第３のミキサの出力を入力し前記第１、第２、第３および第４の可変分周器の出力周波数の和または差の周波数成分を通過するフィルタと、制御回路とデータテーブルを備え、前記制御回路は前記データテーブルのデータに基づいて前記第１、第２、第３および第４の可変分周器の分周数を設定する行うものである。そして、小さな周波数間隔で出力周波数を設定できる。
【００１７】
また、前記信号源の出力を入力する第１および第２の可変分周器と、前記第１および第２の可変分周器の出力を入力する第１のミキサと、前記第１のミキサの出力と前記信号源の出力を入力する第２のミキサと、前記第２のミキサの出力を入力し前記第１および第２の可変分周器および前記信号源の出力周波数の和または差の周波数成分を通過するフィルタと、制御回路とデータテーブルを備えるものである。そして、高い周波数の出力信号を小さな周波数間隔で設定できる。
【００１８】
また、高周波信号と前記信号源の出力を入力して第１の中間周波数信号を得るための第１のミキサと、前記信号源の出力を入力する２個以上の分周器と、前記分周器の出力を入力する非線形素子と、前記非線形素子の出力を入力するフィルタと、前記フィルタの出力と前記第１の中間周波数信号を入力して第２の中間周波数信号を得るための第２のミキサと、前記第２のミキサの出力を用いて復調する復調回路を備え、前記分周器の分周数を変更して受信する高周波信号のチャンネル選択を行うものである。そして、電源投入後および周波数切り換え時に、短い時間で所望のチャンネル周波数の高周波信号を受信することができる。
【００１９】
また、信号源の出力を入力する第１および第２の可変分周器と、前記第１および第２の可変分周器の出力を入力し前記第１の可変分周器と前記第２の可変分周器の出力周波数の和または差の周波数成分を出力する第１のミキサと、前記第１のミキサの出力と前記信号源の出力を入力する第２のミキサと、前記第２のミキサの出力を入力し前記第１のミキサと前記信号源の出力周波数の和または差の周波数成分を通過するフィルタと、前記フィルタの出力と高周波信号をミキシングして中間周波数信号を得るための第３のミキサと、前記中間周波数信号を用いて復調する復調回路と、前記第１および第２の可変分周器の分周数を設定する制御回路と、各チャンネルに対応した前記可変分周器の分周数を決めるためのデータテーブルを備えたものである。そして、ローカル信号として高い周波数の信号で小さい周波数間隔が得られ、高周波信号を１度の周波数変換で復調可能な低い周波数に変換できる。そのためスプリアス特性に優れた受信機を実現できる。
【００２０】
また、信号源の出力と高周波信号をミキシングして中間周波数信号を得るための第１のミキサと、前記信号源の出力を入力する第１および第２の可変分周器と、前記第１および第２の可変分周器の出力を入力する第２のミキサと、前記第２のミキサの出力を入力し前記第１および第２の可変分周器の出力周波数の和または差の周波数成分を通過するフィルタと、前記フィルタの出力と前記中間周波数信号をミキシングして互いに直交した第１および第２のベースバンド信号を得るための第３および第４のミキサと、前記第１および第２のベースバンド信号により復調する復調回路を備えたものである。そして、分周器の分周数を大きく設定できるため、更に小さな周波数間隔でローカル信号の周波数を設定することが出来る。
【００２１】
また、フィルタの出力信号の周波数ずれを検出する周波数ずれ検出回路を備え、前記周波数ずれ検出回路からの信号に基づいて可変分周器の分周数を変更することにより前記ローカル信号の周波数補正を行うものである。そして、ローカル信号の周波数補正を簡単な回路でかつ高速に行うことができる。
【００２２】
また、信号源の出力を入力する第１および第２の可変分周器と、前記第１および第２の可変分周器の出力を入力し前記第１の可変分周器と前記第２の可変分周器の出力周波数の和または差の周波数成分を出力する第１のミキサと、前記第１のミキサの出力と前記信号源の出力を入力する第２のミキサと、前記第２のミキサの出力を入力し前記第１のミキサと前記信号源の出力周波数の和または差の周波数成分を通過するフィルタと、変調制御回路を備え、前記変調制御回路は変調データに応じて前記可変分周器の分周数を変えて周波数変調を行うものである。そして、安定して変調信号が得られ、調整が不要である。そして、大きな周波数偏位の変調が得られる。
【００２３】
以下、図面を参照して本発明の実施例について説明する。
（実施例１）
図１は、本発明による周波数シンセサイザの実施例１の構成を示すブロック図である。図１において、１は信号源、２は第１の可変分周器、３は第２の可変分周器、４は第３の可変分周器、５は非線形素子、６はフィルタ、７は出力端子である。
【００２４】
信号源１の出力は第１、第２および第３の可変分周器２、３および４に入力される。第１、第２および第３の可変分周器２、３および４の出力は非線形素子５に入力される。非線形素子５では、非線形性により周波数のミキシングが行われ、第１、第２、第３の可変分周器２、３および４の出力信号周波数の和または差の周波数の信号成分が複数出力される。次に非線形素子５の出力はフィルタ６に入力され、不要な信号成分が除去される。つまりフィルタ６は、第１、第２、第３の可変分周器２、３および４の出力信号周波数の和または差の周波数の信号成分のち１つの成分を通過し、他の成分を除去するためのものである。フィルタ６の出力は出力端子７より出力される。ここで複数の可変分周器の信号を非線形素子でミキシングするのは小さな周波数間隔の出力信号を得るためである。例えば、１００MHzの信号から１MHz付近の出力信号を得る場合を考えると、分周器が１つであると設定できる出力の周波数間隔は約１００ppmである。一方、２つの分周器を用いて分周数をそれぞれ１９９および２０１にすると分周器の出力は０.５０２５１２MHzおよび０.４９７５１２・・MHzであり、非線形素子によるミキシングにより和の周波数である１.００００２４・・MHzの信号成分が得られる。そして、分周数を１９８および２０２に設定すると分周器の出力は０.５０５０５０MHzおよび０.４９５０４９・・MHzであり、非線形素子の出力として１.００００９９・・MHzが得られる。これら得られた信号の周波数差は０.７５５ppmと非常に小さな周波数間隔を実現することができる。従って、所望の出力周波数を得るためにそれぞれの可変分周器の分周数の組み合わせ変更することにより小さな周波数間隔で出力周波数を設定することが出来る。
【００２５】
電源投入後の回路の立ち上げ時間は、可変分周器２、３、４および非線形素子５およびフィルタ６の立ち上げ時間だけで決まり、いずれも非常に高速に立て上げることが可能である。これはＰＬＬ方式のようにフィードバックループが不要であるからである。また、可変分周器２、３および４の分周数を設定すると直ちに所望の出力周波数得られる。従って、本実施例の周波数シンセサイザは電源投入後の立ち上げ時間および周波数切り替えの時間を著しく短くすることができる。
【００２６】
尚、本実施例では、３つの可変分周器を用いたが、２つまたは４つ以上の可変分周器を用いて構成してもよい。
【００２７】
（実施例２）
図２は、本発明による周波数シンセサイザの実施例２の構成を示すブロック図である。図２において、図１と同じ構成要素には同一の番号を付けてある。図２において、８はミキサ、９は制御回路、１０はデータテーブルである。本実施例の特徴は第１および第２の可変分周器２、３の出力をミキサ８に入力することと、所望の出力周波数を得るための第１および第２の可変分周器２、３の分周数を制御回路９により設定することである。制御回路は出力端子７の出力として所望の周波数を得るための分周器の分周数をデータテーブル１０のデータに基づいて決定し、第１および第２の可変分周器２、３の分周数を設定する。本実施例では、ミキサを用いているために出力の信号品質を向上することが出来る。すなわちバランス型のミキサを用いることによりミキサへの２つの入力信号周波数の和および差の周波数成分を得るが、入力信号の周波数成分は除去することが出来る。また、イメージキャンセルミキサを用いることにより、ミキサへの２つの入力信号周波数の和または差の周波数の一方を出力し、他方を減衰することが出来る。
【００２８】
尚、ミキサによるミキシング操作は、デジタル信号処理のＥＸＯＲ演算によっても実現出来るため、本実施例の回路の大部分をデジタル回路で構成することが出来るという利点がある。
また、制御回路による分周数の設定は、データテーブルではなく、演算器を設けて演算処理により分周数を求めても良い。
【００２９】
（実施例３）
図３は、本発明による周波数シンセサイザの実施例３の構成を示すブロック図である。図３において、１１は第４の可変分周器、１２は第１のミキサ、１３は第２のミキサ、１４は第３のミキサである。また、図１および２と同じ構成要素には同一の番号を付けてある。
【００３０】
実施例３の特徴は、４つの可変分周器の出力をミキサによりミキシングしている点である。本実施例では４つの可変分周器２、３、４、１１の分周数を制御回路９により独立に設定している。それぞれの可変分周器の分周数の組み合わせにより出力端子７の出力として更に小さな周波数間隔の信号を得ることが出来る。そのため所望の出力周波数に非常に近い周波数の出力を得ることが出来る。フィルタ６は第３のミキサの出力から所望の周波数以外の成分を除去するためのものである。
【００３１】
尚、フィルタ６を第３のミキサの出力側にのみ接続したが、第１および第２のミキサの出力にもフィルタを接続し、第１および第２のミキサの出力の不要成分をそれぞれ除去してから第３のミキサに入力する構成とすることにより、不要成分の除去量を改善することが出来る。
【００３２】
（実施例４）
図４は、本発明による周波数シンセサイザの実施例４の構成を示すブロック図である。図２および３と同じ構成要素には同一の番号を付けてある。
【００３３】
本実施例の特徴は第１のミキサ１２の出力と信号源１の出力を第２のミキサ１３でミキシングしている点にある。信号源１の信号は第１および第２の可変分周器２、３で分周され、第１のミキサ１２でミキシングされる。ここで、第１のミキサからは第１および第２の可変分周器２、３のそれぞれの出力周波数の和または差の周波数成分が出力される。そして、第１のミキサ１２の出力が第２のミキサ１３で信号源１の信号とミキシングされることにより高い周波数に変換される。そして、不要信号成分をフィルタ６で除去している。本実施例では第２のミキサ１３を用いない前記第２の実施例の場合と同様の小さな周波数間隔を得ることが出来ことができ、これに加えて出力周波数を高くすることが出来るという特徴がある。
【００３４】
尚、本実施例ではフィルタを第２のミキサ１３の出力側のみに接続したが、第１のミキサ１２の出力にも接続することにより不要成分の除去量を改善することが出来る。
【００３５】
（実施例５）
図５は、本発明による受信機の実施例５の構成を示すブロック図である。図５において、１５は高周波フィルタ、１６は中間周波数フィルタ、１７は受信アンプ、１８は復調回路、１９は復調データ出力端子、２０は高周波信号入力端子である。また、図２および３と同じ構成要素には同一の番号を付けてある。
【００３６】
以下に本実施例の動作について説明する。
高周波信号端子２０に入力された高周波信号は高周波フィルタ１５によりイメージ周波数を除去されて第１のミキサ１２に入力される。そして第１のミキサ１２では高周波信号と信号源１の信号がミキシングされ、第１の中間周波数信号が出力される。第１の中間周波数信号はイメージ周波数を除去するために中間周波数フィルタ１６を経由して第２のミキサ１３に入力される。一方、信号源１の信号は第１の分周器２および第２の分周器３に入力され、それぞれ分周される。ここで第１および第２の分周器は異なった分周数に設定されていても良い。第１および第２の分周器の出力は非線形素子５に入力され、非線形素子５からは前記第１および第２の分周器２、３の出力のそれぞれの周波数の差および和の周波数成分が出力される。フィルタ６では前記和または差の周波数成分の一方を通過し、その他の周波数成分を減衰する。フィルタ６の出力は第２のミキサ１３に入力され、前記中間周波数信号とミキシングされ低周波の第２の中間周波数信号に変換される。そして第２の中間周波数信号を用いて復調器１８により復調操作が行われる。ここで、第１および第２の分周器２、３の分周数を変更することにより、受信するチャンネル周波数を選択することができる。
【００３７】
以上が本実施例の受信機の動作である。
本実施例による受信機では、第１のミキサへ入力される信号源１の周波数を固定とし、チャンネル選択のための周波数設定を第２のミキサ１３への入力信号を二つの分周器の分周数の組み合わせを適切に設定することにより行っている。そのためＰＬＬ回路のようなフィードバック回路が不要となり受信機の立ち上がり時間を短くすることが出来る。また二つの分周器の分周数の組み合わせにより所望の周波数を得ているため、設定可能な周波数間隔を小さくすることが出来る。
【００３８】
尚、設定可能な周波数間隔を更に小さくするために、分周器を３個以上設けても良い。
【００３９】
（実施例６）
図６は、本発明による受信機の実施例６の構成を示すブロック図である。図６において、図２および５と同じ構成要素には同一の番号を付けてある。本実施例と実施例５の受信機の違いは第３のミキサ１４を設けたことにある。ミキサを用いることにより第１および第２の可変分周器の出力のミキシングを確実に行うことが出来る。そしてバランスミキサとすることにより不要なスプリアス成分を低減することができる。またイメージキャンセルミキサとすることにより前記第１および第２の可変分周器のそれぞれの出力周波数の差または和の周波数の１方を出力し、他方を減衰することが出来るため後段のフィルタ６の減衰特性を緩和することができる。
【００４０】
また、本実施例では制御回路９およびデータテーブル１０を設けている。制御回路９は、第２のミキサ１３への入力信号として所望の周波数を得るための第１および第２の可変分周器２、３の分周数をデータテーブルのデータより決定し、前記第１および第２の可変分周器２、３の分周数を設定する。
【００４１】
尚、本実施例ではデータテーブルを用いたが所望の周波数を得るための分周数を演算によって求めても良い。
【００４２】
（実施例７）
図７は、本発明による受信機の実施例７の構成を示すブロック図である。図７において、図２および５と同じ構成要素には同一の番号を付けてある。本実施例では第１および第２の可変分周器２、３の出力を第２のミキサ１３でミキシングし、第２のミキサ１３の出力と信号源１の出力を第３のミキサ１４でミキシングすることにより第１のミキサ１２への入力信号を得ている。第２のミキサ１３からは第１および第２の可変分周器２、３のそれぞれの周波数の和または差の周波数成分が出力される。そして第３のミキサ１４からは前記和または差の周波数と信号源１の周波数の和または差の周波数成分が出力される。ここで、フィルタ６は第３のミキサ１４の出力の不要成分を除去するためのものである。本実施例では、第３のミキサ１４の出力周波数として信号源１に近い高い周波数を小さな周波数間隔で得ることが出来るため、高周波信号を１回のミキシングで低い周波数に変換することが出来、同時にチャンネル選択を行うことが出来る。高周波信号とのミキシングを１回とできるためイメージ妨害特性を向上することが出来る。
【００４３】
（実施例８）
図８は、本発明による受信機の実施例８の構成を示すブロック図である。図８において、２１は第４のミキサ、２２は９０度移相器である。また図７と同じ構成要素には同一の番号を付けてある。
【００４４】
本実施例８と実施例７との違いは第３のミキサ１４、第４のミキサ２１、および９０度移相器２２からなる直交復調器を構成していることである。本実施例の構成では第１のミキサ１２の出力信号を直交復調器によりベースバンド信号に変換する。そのために第２のミキサ１３の出力として第１のミキサ１２の出力信号周波数とほぼ等しい周波数が得られるように第１および第２の可変分周器２、３の分周数を設定している。本構成の特徴は第２のミキサ１３の出力周波数を低くすることができるため、第１および第２の可変分周器２、３の分周数を大きくすることが出来ることである。分周数を大きくすることにより更に小さな周波数間隔で信号を得ることが出来る。
【００４５】
（実施例９）
図９は、本発明による受信機の実施例９の構成を示すブロック図である。図９において、２３は周波数ずれ検出回路である。また、図８と同じ構成要素には同一の番号を付けてある。
【００４６】
本実施例の特徴は、高周波信号入力端子２０から入力される高周波信号と信号源１の周波数のズレを検出し、補償することである。受信機としての動作は、前記実施例８と同様であるが、復調回路１８からの信号により周波数ずれを検出する周波数ずれ検出回路２３を設けている。そして、前記周波数ずれ検出回路２３からの信号を基に制御回路９は第１および第２の可変分周器２、３の分周数を変更する。
【００４７】
本実施例の受信機では、周波数ずれが補償されるため安定して受信動作を行うことが出来る。そして、この補償は分周数を変更するだけで行えるため、高速で行うことが出来る。
【００４８】
（実施例１０）
図１０は、本発明による周波数変調器の実施例１０の構成を示すブロック図である。図１０において、２４は変調制御回路、２５は変調データ入力である。信号源１の信号は、第１の可変分周器２および第２の可変分周器３に入力され、分周が行われる。前記第１および第２の可変分周器３の出力は第１のミキサ１２に入力され、ミキシングが行われる。第１のミキサからは第１および第２の可変分周器２、３のそれぞれの出力周波数の和または差の周波数が出力される。第１のミキサ１２の出力と信号源１の出力が第２のミキサ１３でミキシングされ、それぞれの周波数の和または差の周波数が出力される。そしてフィルタ６で不要成分が除去されて出力端子７から出力される。
【００４９】
周波数変調の動作は変調制御回路２４により、第１および第２の可変分周器２、３の分周数を変えることによって行われる。すなわち、変調データ入力端子２５に入力された変調データが変調制御回路２４に入力され、変調制御回路２４は前記変調データに基づいて第１および第２の可変分周器２、３の分周数を時間的に変化させることにより周波数変調を行うことができる。そして分周数の変化で変調特性が決まるため安定して変調が得られ、調整も不要である。
【００５０】
また、変調を分周数の変更のみで行うので、高速に変調をかけることが可能である。また、変調の周波数偏位量は分周数の変化によって決まるが、この分周数は大きく変えることができ、大きな周波数偏位量を得ることが可能である。
【００５１】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように本発明の周波数シンセサイザによれば、次の効果が得られる。
【００５４】
また、４個の可変分周器を用いてそれぞれ分周数を独立に設定しているため、出力信号の周波数を小さな周波数間隔で設定することができる。
【００５５】
また、２つの可変分周器の出力のミキシング信号を更に信号源の信号とミキシングしているため、高い周波数の出力信号を得ることができるという効果がある。
【００５６】
また、本発明の受信機によれば、次の効果が得られる。
信号源の信号を分周した信号をローカル信号として用いていてチャンネル選択しているので、分周数を変更するだけで短時間に受信するチャンネルを切り替えることができるという効果がある。
【００５７】
また、高周波信号を１回のミキシングで低周波の信号に変換できるため、イメージ妨害特性を向上できるという効果がある。
【００５８】
また、直交復調器を構成しているため、分周器の分周数を大きくでき、更に小さな周波数間隔で設定することができる。
【００５９】
また、周波数ずれ検出回路を設けて、可変分周器の分周数を変更するので、周波数ずれを補正し、常に安定した受信状態を保つことができるという効果がある。
【００６０】
また、本発明の周波数変換器によれば、次の効果が得られる。
変調制御回路により分周数を変化させて周波数変調を行うので、安定して変調が得られ、調整も不要である。また、高速に変調をかけることが可能である。また、大きな周波数偏位量を得ることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１における周波数シンセサイザのブロック図
【図２】本発明の実施例２における周波数シンセサイザのブロック図
【図３】本発明の実施例３における周波数シンセサイザのブロック図
【図４】本発明の実施例４における周波数シンセサイザのブロック図
【図５】本発明の実施例５における周波数シンセサイザのブロック図
【図６】本発明の実施例６における受信機のブロック図
【図７】本発明の実施例７における受信機のブロック図
【図８】本発明の実施例８における受信機のブロック図
【図９】本発明の実施例９における受信機のブロック図
【図１０】本発明の実施例１０における周波数変調器のブロック図
【図１１】従来の周波数シンセサイザの構成を示すブロック図
【図１２】従来の受信機および周波数変調器の構成を示すブロック図
【符号の説明】
１ 信号源
２ 第１の可変分周器
３ 第２の可変分周器
４ 第３の可変分周器
５ 非線形素子
６ フィルタ
７ 出力端子
８ ミキサ
９ 制御回路
１０ データテーブル
１１ 第４の可変分周器
１２ 第１のミキサ
１３ 第２のミキサ
１４ 第３のミキサ
１５ 高周波フィルタ
１６ 中間周波数フィルタ
１７ 受信アンプ
１８ 復調回路
１９ 復調データ出力端子
２０ 高周波信号入力端子
２１ 第４のミキサ
２２ ９０度移相器
２３ 周波数ずれ検出回路
２４ 変調制御回路
２５ 変調データ入力端子
【発明の属する技術分野】
本発明は、主としてページャー、コードレスリモコン、コードレス電話等の無線通信機器の信号源に用いられる周波数シンセサイザに関する。
【０００２】
【従来の技術】
周波数シンセサイザとしてＰＬＬ（Phase Locked Loop）方式によるものが知られている。図１１は、従来の周波数シンセサイザの構成を示すブロック図である。図１１において、１０５は基準信号源、１０３は可変分周器、７は出力端子、１０１は電圧制御発振器、１０２は位相比較器、１０３はローパスフィルタである。
【０００３】
電圧制御発振器１０１の出力は可変分周器１０３に入力される。可変分周器１０３は入力信号の周波数を分周して出力する。ここで、分周数は予め所定の値に設定してある。そして前記可変分周器１０３の出力と基準信号源１０５からの信号が位相比較器１０２に入力される。位相比較器１０２では可変分周器１０３の出力と基準信号源１０５の出力の位相比較を行い位相差の大きさに応じた信号を出力する。位相比較器１０２の出力はローパスフィルタ１０３で高域成分を除去されて電圧制御発振器１０１の制御端子に入力される。上記ようなフィードバックループが構成され、位相比較器１０２での位相差が小さくなるよう制御が行われる。
【０００４】
上記のようなＰＬＬ方式による周波数シンセサイザの特徴は任意のチャンネル周波数に対応した複数の周波数を出力できることである。
【０００５】
次に、従来の受信機および周波数変調器について説明する。
図１２は、従来の受信機および周波数変調器の構成を示すブロック図である。図１２において、１０５は基準信号源、１０４はＰＬＬシンセサイザ、１２は第１のミキサ、１３は第２のミキサ、１７は受信アンプ、１８は復調回路、１０９は高周波信号端子、１９は復調データ出力端子、１０６は変調信号発生器、１５は高周波フィルタ、１１０は送信アンプ、１０８はスイッチ、２２は９０度移相器、２５は変調データ入力端子である。
【０００６】
まず従来の受信機の動作について説明する。高周波信号入力端子１０９に入力された高周波信号はスイッチ１０８、高周波フィルタ１５および受信アンプ１７を経由して第１および第２のミキサ１２、１３に入力される。一方、ＰＬＬシンセサイザ１０４の出力周波数は受信する前記高周波信号の周波数とほぼ同じに設定されている。前記ＰＬＬシンセサイザ１０４の出力は第１および第２のミキサ１２、１３に入力される。ここで第１のミキサ１２に入力される信号は９０度移相器２２により９０度移相されている。これは第１および第２のミキサ１２、１３により互いに直交したベースバンド信号を得るためである。第１および第２のミキサ１２、１３でミキシングが行われ、それぞれ第１および第２のベースバンド信号が出力される。前記第１および第２のベースバンド信号を用いて復調回路１８で復調が行われ、復調データが復調データ出力端子１９より出力される。以上のような構成により受信機が構成されている。
【０００７】
次に従来の周波数変調器について説明する。
変調データ入力端子２５に入力された変調データは変調信号発生器１０６に入力される。変調信号発生器１０６では変調データに応じてＰＬＬシンセサイザ１０４および基準信号源１０５の周波数を変調するための信号を発生する。すなわち変調信号発生器１０６の出力はＰＬＬシンセサイザ１０４の周波数制御端子および基準信号源１０６の周波数可変端子に入力される。ここでＰＬＬシンセサイザ１０４の周波数制御端子とは、図１１の説明で述べた電圧制御発振器１０１の周波数制御端子に相当する。また、基準信号源１０５の周波数可変端子とは、例えば水晶発振器において水晶発振子に接続された負荷容量を可変するために設けられた容量可変コンデンサのバイアス端子である。このようにしてＰＬＬシンセサイザ１０４の出力信号は周波数変調される。前記ＰＬＬシンセサイザ１０４の出力は送信アンプ１１０およびスイッチ１０８を経由して高周波信号端子１０９より出力される。以上のような構成により周波数変調器が構成されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の周波数シンセサイザの問題点は所定の周波数を得るための制御にフィードバックループを用いているため、電源投入時の立ち上げ動作および周波数切り替えに時間を要することである。立ち上げ時間および周波数切り替え時間は、ＰＬＬのフィードバックループの自然角周波数により特徴づけられる。そして、自然角周波数を大きく設定すれば、上記の時間を短縮できる。しかし各チャンネルに対応した周波数間隔で信号を設定するという制約と、Ｃ／Ｎ特性やスプリアス特性の制約から十分に自然角周波数を大きくすることは困難であった。すなわち１番目の制約のため位相比較器の比較周波数がチャンネル周波数間隔またはそれ以下である必要があり、２番目の制約のためループゲインを大きくできない。そのため従来の周波数シンセサイザでは立ち上げ時間や周波数切り替え時間を短くするのに限界があり、十分な特性が得られなかった。
【０００９】
また、上記のような従来の受信機の問題点は、信号源としてＰＬＬシンセサイザを用いているため電源投入時の立ち上げ動作および周波数切り替えに時間を要することである。
【００１０】
また、従来の上記の周波数変調器の問題点は周波数変調を行うためにＰＬＬシンセサイザおよび基準信号源の両方を変調する必要があり、安定して変調信号が得られず、また調整が必要なことである。ＰＬＬシンセサイザおよび基準信号源の両方を変調する必要がある理由を説明する。たとえば変調データとして２値ＦＳＫに用いるＮＲＺ信号を考えると、この信号は高い周波数から直流までの周波数成分を含んでいる。伝送速度２４００bpsのベースバンド信号では直流成分から１．２KHzの成分までが存在する。ところがＰＬＬシンセサイザのフィードバックループのループゲインは低い周波数で大きくなるため直流成分付近では変調がかからない。一方、基準信号源はすべての周波数で周波数変調することができる。しかし、高い周波数ではＰＬＬシンセサイザのループゲインが小さいためＰＬＬシンセサイザに変調がかからない。従って高い周波数での変調にはＰＬＬシンセサイザを直接変調する必要があり、低い周波数の変調には基準信号源を変調する必要がある。そのため、ＰＬＬシンセサイザおよび基準信号源の両方を変調する必要がある。
【００１１】
本発明は上記の課題を解決するものであり、電源投入時の立ち上げおよび周波数切り替えが短時間で行える、周波数シンセサイザ、受信機を提供するとともに安定して変調信号が得られ、調整が不要な周波数変換器を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の周波数シンセサイザは、上記課題を解決するために、信号源の信号を複数の分周器で分周し、非線形素子でミキシングすることにより所望の周波数を得るものである。
【００１３】
上記発明によれば、可変分周器により周波数を選択するためフィードバックループが不要となり、立ち上げおよび各チャンネルに対応した周波数への切り替えを短時間実現することができる。また、出力周波数が複数の分周器の分周数の組み合わせにより決まるので、出力周波数を小さな周波数間隔で設定することが出来る。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明は、信号源の出力を入力する第１、第２、第３および第４の可変分周器と、前記第１および第２の可変分周器の出力を入力する第１のミキサと、前記第３および第４の可変分周器の出力を入力する第２のミキサと、前記第１および第２のミキサの出力を入力する第３のミキサと、前記第３のミキサの出力を入力し前記第１、第２、第３および第４の可変分周器の出力周波数の和または差の周波数成分を通過するフィルタと、制御回路とデータテーブルを備え、前記制御回路は前記データテーブルのデータに基づいて前記第１、第２、第３および第４の可変分周器の分周数を設定する行うものである。そして、小さな周波数間隔で出力周波数を設定できる。
【００１７】
また、前記信号源の出力を入力する第１および第２の可変分周器と、前記第１および第２の可変分周器の出力を入力する第１のミキサと、前記第１のミキサの出力と前記信号源の出力を入力する第２のミキサと、前記第２のミキサの出力を入力し前記第１および第２の可変分周器および前記信号源の出力周波数の和または差の周波数成分を通過するフィルタと、制御回路とデータテーブルを備えるものである。そして、高い周波数の出力信号を小さな周波数間隔で設定できる。
【００１８】
また、高周波信号と前記信号源の出力を入力して第１の中間周波数信号を得るための第１のミキサと、前記信号源の出力を入力する２個以上の分周器と、前記分周器の出力を入力する非線形素子と、前記非線形素子の出力を入力するフィルタと、前記フィルタの出力と前記第１の中間周波数信号を入力して第２の中間周波数信号を得るための第２のミキサと、前記第２のミキサの出力を用いて復調する復調回路を備え、前記分周器の分周数を変更して受信する高周波信号のチャンネル選択を行うものである。そして、電源投入後および周波数切り換え時に、短い時間で所望のチャンネル周波数の高周波信号を受信することができる。
【００１９】
また、信号源の出力を入力する第１および第２の可変分周器と、前記第１および第２の可変分周器の出力を入力し前記第１の可変分周器と前記第２の可変分周器の出力周波数の和または差の周波数成分を出力する第１のミキサと、前記第１のミキサの出力と前記信号源の出力を入力する第２のミキサと、前記第２のミキサの出力を入力し前記第１のミキサと前記信号源の出力周波数の和または差の周波数成分を通過するフィルタと、前記フィルタの出力と高周波信号をミキシングして中間周波数信号を得るための第３のミキサと、前記中間周波数信号を用いて復調する復調回路と、前記第１および第２の可変分周器の分周数を設定する制御回路と、各チャンネルに対応した前記可変分周器の分周数を決めるためのデータテーブルを備えたものである。そして、ローカル信号として高い周波数の信号で小さい周波数間隔が得られ、高周波信号を１度の周波数変換で復調可能な低い周波数に変換できる。そのためスプリアス特性に優れた受信機を実現できる。
【００２０】
また、信号源の出力と高周波信号をミキシングして中間周波数信号を得るための第１のミキサと、前記信号源の出力を入力する第１および第２の可変分周器と、前記第１および第２の可変分周器の出力を入力する第２のミキサと、前記第２のミキサの出力を入力し前記第１および第２の可変分周器の出力周波数の和または差の周波数成分を通過するフィルタと、前記フィルタの出力と前記中間周波数信号をミキシングして互いに直交した第１および第２のベースバンド信号を得るための第３および第４のミキサと、前記第１および第２のベースバンド信号により復調する復調回路を備えたものである。そして、分周器の分周数を大きく設定できるため、更に小さな周波数間隔でローカル信号の周波数を設定することが出来る。
【００２１】
また、フィルタの出力信号の周波数ずれを検出する周波数ずれ検出回路を備え、前記周波数ずれ検出回路からの信号に基づいて可変分周器の分周数を変更することにより前記ローカル信号の周波数補正を行うものである。そして、ローカル信号の周波数補正を簡単な回路でかつ高速に行うことができる。
【００２２】
また、信号源の出力を入力する第１および第２の可変分周器と、前記第１および第２の可変分周器の出力を入力し前記第１の可変分周器と前記第２の可変分周器の出力周波数の和または差の周波数成分を出力する第１のミキサと、前記第１のミキサの出力と前記信号源の出力を入力する第２のミキサと、前記第２のミキサの出力を入力し前記第１のミキサと前記信号源の出力周波数の和または差の周波数成分を通過するフィルタと、変調制御回路を備え、前記変調制御回路は変調データに応じて前記可変分周器の分周数を変えて周波数変調を行うものである。そして、安定して変調信号が得られ、調整が不要である。そして、大きな周波数偏位の変調が得られる。
【００２３】
以下、図面を参照して本発明の実施例について説明する。
（実施例１）
図１は、本発明による周波数シンセサイザの実施例１の構成を示すブロック図である。図１において、１は信号源、２は第１の可変分周器、３は第２の可変分周器、４は第３の可変分周器、５は非線形素子、６はフィルタ、７は出力端子である。
【００２４】
信号源１の出力は第１、第２および第３の可変分周器２、３および４に入力される。第１、第２および第３の可変分周器２、３および４の出力は非線形素子５に入力される。非線形素子５では、非線形性により周波数のミキシングが行われ、第１、第２、第３の可変分周器２、３および４の出力信号周波数の和または差の周波数の信号成分が複数出力される。次に非線形素子５の出力はフィルタ６に入力され、不要な信号成分が除去される。つまりフィルタ６は、第１、第２、第３の可変分周器２、３および４の出力信号周波数の和または差の周波数の信号成分のち１つの成分を通過し、他の成分を除去するためのものである。フィルタ６の出力は出力端子７より出力される。ここで複数の可変分周器の信号を非線形素子でミキシングするのは小さな周波数間隔の出力信号を得るためである。例えば、１００MHzの信号から１MHz付近の出力信号を得る場合を考えると、分周器が１つであると設定できる出力の周波数間隔は約１００ppmである。一方、２つの分周器を用いて分周数をそれぞれ１９９および２０１にすると分周器の出力は０.５０２５１２MHzおよび０.４９７５１２・・MHzであり、非線形素子によるミキシングにより和の周波数である１.００００２４・・MHzの信号成分が得られる。そして、分周数を１９８および２０２に設定すると分周器の出力は０.５０５０５０MHzおよび０.４９５０４９・・MHzであり、非線形素子の出力として１.００００９９・・MHzが得られる。これら得られた信号の周波数差は０.７５５ppmと非常に小さな周波数間隔を実現することができる。従って、所望の出力周波数を得るためにそれぞれの可変分周器の分周数の組み合わせ変更することにより小さな周波数間隔で出力周波数を設定することが出来る。
【００２５】
電源投入後の回路の立ち上げ時間は、可変分周器２、３、４および非線形素子５およびフィルタ６の立ち上げ時間だけで決まり、いずれも非常に高速に立て上げることが可能である。これはＰＬＬ方式のようにフィードバックループが不要であるからである。また、可変分周器２、３および４の分周数を設定すると直ちに所望の出力周波数得られる。従って、本実施例の周波数シンセサイザは電源投入後の立ち上げ時間および周波数切り替えの時間を著しく短くすることができる。
【００２６】
尚、本実施例では、３つの可変分周器を用いたが、２つまたは４つ以上の可変分周器を用いて構成してもよい。
【００２７】
（実施例２）
図２は、本発明による周波数シンセサイザの実施例２の構成を示すブロック図である。図２において、図１と同じ構成要素には同一の番号を付けてある。図２において、８はミキサ、９は制御回路、１０はデータテーブルである。本実施例の特徴は第１および第２の可変分周器２、３の出力をミキサ８に入力することと、所望の出力周波数を得るための第１および第２の可変分周器２、３の分周数を制御回路９により設定することである。制御回路は出力端子７の出力として所望の周波数を得るための分周器の分周数をデータテーブル１０のデータに基づいて決定し、第１および第２の可変分周器２、３の分周数を設定する。本実施例では、ミキサを用いているために出力の信号品質を向上することが出来る。すなわちバランス型のミキサを用いることによりミキサへの２つの入力信号周波数の和および差の周波数成分を得るが、入力信号の周波数成分は除去することが出来る。また、イメージキャンセルミキサを用いることにより、ミキサへの２つの入力信号周波数の和または差の周波数の一方を出力し、他方を減衰することが出来る。
【００２８】
尚、ミキサによるミキシング操作は、デジタル信号処理のＥＸＯＲ演算によっても実現出来るため、本実施例の回路の大部分をデジタル回路で構成することが出来るという利点がある。
また、制御回路による分周数の設定は、データテーブルではなく、演算器を設けて演算処理により分周数を求めても良い。
【００２９】
（実施例３）
図３は、本発明による周波数シンセサイザの実施例３の構成を示すブロック図である。図３において、１１は第４の可変分周器、１２は第１のミキサ、１３は第２のミキサ、１４は第３のミキサである。また、図１および２と同じ構成要素には同一の番号を付けてある。
【００３０】
実施例３の特徴は、４つの可変分周器の出力をミキサによりミキシングしている点である。本実施例では４つの可変分周器２、３、４、１１の分周数を制御回路９により独立に設定している。それぞれの可変分周器の分周数の組み合わせにより出力端子７の出力として更に小さな周波数間隔の信号を得ることが出来る。そのため所望の出力周波数に非常に近い周波数の出力を得ることが出来る。フィルタ６は第３のミキサの出力から所望の周波数以外の成分を除去するためのものである。
【００３１】
尚、フィルタ６を第３のミキサの出力側にのみ接続したが、第１および第２のミキサの出力にもフィルタを接続し、第１および第２のミキサの出力の不要成分をそれぞれ除去してから第３のミキサに入力する構成とすることにより、不要成分の除去量を改善することが出来る。
【００３２】
（実施例４）
図４は、本発明による周波数シンセサイザの実施例４の構成を示すブロック図である。図２および３と同じ構成要素には同一の番号を付けてある。
【００３３】
本実施例の特徴は第１のミキサ１２の出力と信号源１の出力を第２のミキサ１３でミキシングしている点にある。信号源１の信号は第１および第２の可変分周器２、３で分周され、第１のミキサ１２でミキシングされる。ここで、第１のミキサからは第１および第２の可変分周器２、３のそれぞれの出力周波数の和または差の周波数成分が出力される。そして、第１のミキサ１２の出力が第２のミキサ１３で信号源１の信号とミキシングされることにより高い周波数に変換される。そして、不要信号成分をフィルタ６で除去している。本実施例では第２のミキサ１３を用いない前記第２の実施例の場合と同様の小さな周波数間隔を得ることが出来ことができ、これに加えて出力周波数を高くすることが出来るという特徴がある。
【００３４】
尚、本実施例ではフィルタを第２のミキサ１３の出力側のみに接続したが、第１のミキサ１２の出力にも接続することにより不要成分の除去量を改善することが出来る。
【００３５】
（実施例５）
図５は、本発明による受信機の実施例５の構成を示すブロック図である。図５において、１５は高周波フィルタ、１６は中間周波数フィルタ、１７は受信アンプ、１８は復調回路、１９は復調データ出力端子、２０は高周波信号入力端子である。また、図２および３と同じ構成要素には同一の番号を付けてある。
【００３６】
以下に本実施例の動作について説明する。
高周波信号端子２０に入力された高周波信号は高周波フィルタ１５によりイメージ周波数を除去されて第１のミキサ１２に入力される。そして第１のミキサ１２では高周波信号と信号源１の信号がミキシングされ、第１の中間周波数信号が出力される。第１の中間周波数信号はイメージ周波数を除去するために中間周波数フィルタ１６を経由して第２のミキサ１３に入力される。一方、信号源１の信号は第１の分周器２および第２の分周器３に入力され、それぞれ分周される。ここで第１および第２の分周器は異なった分周数に設定されていても良い。第１および第２の分周器の出力は非線形素子５に入力され、非線形素子５からは前記第１および第２の分周器２、３の出力のそれぞれの周波数の差および和の周波数成分が出力される。フィルタ６では前記和または差の周波数成分の一方を通過し、その他の周波数成分を減衰する。フィルタ６の出力は第２のミキサ１３に入力され、前記中間周波数信号とミキシングされ低周波の第２の中間周波数信号に変換される。そして第２の中間周波数信号を用いて復調器１８により復調操作が行われる。ここで、第１および第２の分周器２、３の分周数を変更することにより、受信するチャンネル周波数を選択することができる。
【００３７】
以上が本実施例の受信機の動作である。
本実施例による受信機では、第１のミキサへ入力される信号源１の周波数を固定とし、チャンネル選択のための周波数設定を第２のミキサ１３への入力信号を二つの分周器の分周数の組み合わせを適切に設定することにより行っている。そのためＰＬＬ回路のようなフィードバック回路が不要となり受信機の立ち上がり時間を短くすることが出来る。また二つの分周器の分周数の組み合わせにより所望の周波数を得ているため、設定可能な周波数間隔を小さくすることが出来る。
【００３８】
尚、設定可能な周波数間隔を更に小さくするために、分周器を３個以上設けても良い。
【００３９】
（実施例６）
図６は、本発明による受信機の実施例６の構成を示すブロック図である。図６において、図２および５と同じ構成要素には同一の番号を付けてある。本実施例と実施例５の受信機の違いは第３のミキサ１４を設けたことにある。ミキサを用いることにより第１および第２の可変分周器の出力のミキシングを確実に行うことが出来る。そしてバランスミキサとすることにより不要なスプリアス成分を低減することができる。またイメージキャンセルミキサとすることにより前記第１および第２の可変分周器のそれぞれの出力周波数の差または和の周波数の１方を出力し、他方を減衰することが出来るため後段のフィルタ６の減衰特性を緩和することができる。
【００４０】
また、本実施例では制御回路９およびデータテーブル１０を設けている。制御回路９は、第２のミキサ１３への入力信号として所望の周波数を得るための第１および第２の可変分周器２、３の分周数をデータテーブルのデータより決定し、前記第１および第２の可変分周器２、３の分周数を設定する。
【００４１】
尚、本実施例ではデータテーブルを用いたが所望の周波数を得るための分周数を演算によって求めても良い。
【００４２】
（実施例７）
図７は、本発明による受信機の実施例７の構成を示すブロック図である。図７において、図２および５と同じ構成要素には同一の番号を付けてある。本実施例では第１および第２の可変分周器２、３の出力を第２のミキサ１３でミキシングし、第２のミキサ１３の出力と信号源１の出力を第３のミキサ１４でミキシングすることにより第１のミキサ１２への入力信号を得ている。第２のミキサ１３からは第１および第２の可変分周器２、３のそれぞれの周波数の和または差の周波数成分が出力される。そして第３のミキサ１４からは前記和または差の周波数と信号源１の周波数の和または差の周波数成分が出力される。ここで、フィルタ６は第３のミキサ１４の出力の不要成分を除去するためのものである。本実施例では、第３のミキサ１４の出力周波数として信号源１に近い高い周波数を小さな周波数間隔で得ることが出来るため、高周波信号を１回のミキシングで低い周波数に変換することが出来、同時にチャンネル選択を行うことが出来る。高周波信号とのミキシングを１回とできるためイメージ妨害特性を向上することが出来る。
【００４３】
（実施例８）
図８は、本発明による受信機の実施例８の構成を示すブロック図である。図８において、２１は第４のミキサ、２２は９０度移相器である。また図７と同じ構成要素には同一の番号を付けてある。
【００４４】
本実施例８と実施例７との違いは第３のミキサ１４、第４のミキサ２１、および９０度移相器２２からなる直交復調器を構成していることである。本実施例の構成では第１のミキサ１２の出力信号を直交復調器によりベースバンド信号に変換する。そのために第２のミキサ１３の出力として第１のミキサ１２の出力信号周波数とほぼ等しい周波数が得られるように第１および第２の可変分周器２、３の分周数を設定している。本構成の特徴は第２のミキサ１３の出力周波数を低くすることができるため、第１および第２の可変分周器２、３の分周数を大きくすることが出来ることである。分周数を大きくすることにより更に小さな周波数間隔で信号を得ることが出来る。
【００４５】
（実施例９）
図９は、本発明による受信機の実施例９の構成を示すブロック図である。図９において、２３は周波数ずれ検出回路である。また、図８と同じ構成要素には同一の番号を付けてある。
【００４６】
本実施例の特徴は、高周波信号入力端子２０から入力される高周波信号と信号源１の周波数のズレを検出し、補償することである。受信機としての動作は、前記実施例８と同様であるが、復調回路１８からの信号により周波数ずれを検出する周波数ずれ検出回路２３を設けている。そして、前記周波数ずれ検出回路２３からの信号を基に制御回路９は第１および第２の可変分周器２、３の分周数を変更する。
【００４７】
本実施例の受信機では、周波数ずれが補償されるため安定して受信動作を行うことが出来る。そして、この補償は分周数を変更するだけで行えるため、高速で行うことが出来る。
【００４８】
（実施例１０）
図１０は、本発明による周波数変調器の実施例１０の構成を示すブロック図である。図１０において、２４は変調制御回路、２５は変調データ入力である。信号源１の信号は、第１の可変分周器２および第２の可変分周器３に入力され、分周が行われる。前記第１および第２の可変分周器３の出力は第１のミキサ１２に入力され、ミキシングが行われる。第１のミキサからは第１および第２の可変分周器２、３のそれぞれの出力周波数の和または差の周波数が出力される。第１のミキサ１２の出力と信号源１の出力が第２のミキサ１３でミキシングされ、それぞれの周波数の和または差の周波数が出力される。そしてフィルタ６で不要成分が除去されて出力端子７から出力される。
【００４９】
周波数変調の動作は変調制御回路２４により、第１および第２の可変分周器２、３の分周数を変えることによって行われる。すなわち、変調データ入力端子２５に入力された変調データが変調制御回路２４に入力され、変調制御回路２４は前記変調データに基づいて第１および第２の可変分周器２、３の分周数を時間的に変化させることにより周波数変調を行うことができる。そして分周数の変化で変調特性が決まるため安定して変調が得られ、調整も不要である。
【００５０】
また、変調を分周数の変更のみで行うので、高速に変調をかけることが可能である。また、変調の周波数偏位量は分周数の変化によって決まるが、この分周数は大きく変えることができ、大きな周波数偏位量を得ることが可能である。
【００５１】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように本発明の周波数シンセサイザによれば、次の効果が得られる。
【００５４】
また、４個の可変分周器を用いてそれぞれ分周数を独立に設定しているため、出力信号の周波数を小さな周波数間隔で設定することができる。
【００５５】
また、２つの可変分周器の出力のミキシング信号を更に信号源の信号とミキシングしているため、高い周波数の出力信号を得ることができるという効果がある。
【００５６】
また、本発明の受信機によれば、次の効果が得られる。
信号源の信号を分周した信号をローカル信号として用いていてチャンネル選択しているので、分周数を変更するだけで短時間に受信するチャンネルを切り替えることができるという効果がある。
【００５７】
また、高周波信号を１回のミキシングで低周波の信号に変換できるため、イメージ妨害特性を向上できるという効果がある。
【００５８】
また、直交復調器を構成しているため、分周器の分周数を大きくでき、更に小さな周波数間隔で設定することができる。
【００５９】
また、周波数ずれ検出回路を設けて、可変分周器の分周数を変更するので、周波数ずれを補正し、常に安定した受信状態を保つことができるという効果がある。
【００６０】
また、本発明の周波数変換器によれば、次の効果が得られる。
変調制御回路により分周数を変化させて周波数変調を行うので、安定して変調が得られ、調整も不要である。また、高速に変調をかけることが可能である。また、大きな周波数偏位量を得ることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１における周波数シンセサイザのブロック図
【図２】本発明の実施例２における周波数シンセサイザのブロック図
【図３】本発明の実施例３における周波数シンセサイザのブロック図
【図４】本発明の実施例４における周波数シンセサイザのブロック図
【図５】本発明の実施例５における周波数シンセサイザのブロック図
【図６】本発明の実施例６における受信機のブロック図
【図７】本発明の実施例７における受信機のブロック図
【図８】本発明の実施例８における受信機のブロック図
【図９】本発明の実施例９における受信機のブロック図
【図１０】本発明の実施例１０における周波数変調器のブロック図
【図１１】従来の周波数シンセサイザの構成を示すブロック図
【図１２】従来の受信機および周波数変調器の構成を示すブロック図
【符号の説明】
１ 信号源
２ 第１の可変分周器
３ 第２の可変分周器
４ 第３の可変分周器
５ 非線形素子
６ フィルタ
７ 出力端子
８ ミキサ
９ 制御回路
１０ データテーブル
１１ 第４の可変分周器
１２ 第１のミキサ
１３ 第２のミキサ
１４ 第３のミキサ
１５ 高周波フィルタ
１６ 中間周波数フィルタ
１７ 受信アンプ
１８ 復調回路
１９ 復調データ出力端子
２０ 高周波信号入力端子
２１ 第４のミキサ
２２ ９０度移相器
２３ 周波数ずれ検出回路
２４ 変調制御回路
２５ 変調データ入力端子
Claims (8)
- 信号源と、前記信号源からの出力信号を入力する第１、第２、第３および第４の可変分周器と、前記第１および第２の可変分周器からの出力信号を入力する第１のミキサと、前記第３および第４の可変分周器からの出力信号を入力する第２のミキサと、前記第１および第２のミキサからの出力信号を入力する第３のミキサと、前記第３のミキサの出力を入力し前記第１、第２、第３および第４の可変分周器の出力周波数の和または差の周波数成分を通過するフィルタと、制御回路とデータテーブルを備え、前記制御回路は前記データテーブルのデータに基づいて前記第１、第２、第３および第４の可変分周器の分周数を設定する周波数シンセサイザ。
- 信号源と、前記信号源の出力を入力する第１および第２の可変分周器と、前記第１および第２の可変分周器からの出力信号を入力する第１のミキサと、前記第１のミキサからの出力信号と前記信号源からの出力信号を入力する第２のミキサと、前記第２のミキサからの出力信号を入力し前記第１および第２の可変分周器および前記信号源の出力周波数の和または差の周波数成分を通過するフィルタと、制御回路とデータテーブルを備え、前記制御回路は前記データテーブルのデータに基づいて前記第１および第２の可変分周器の分周数を設定する周波数シンセサイザ。
- 信号源と、高周波信号と前記信号源からの出力信号を入力して第１の中間周波数信号を得るための第１のミキサと、前記信号源からの出力信号を入力する複数の分周器と、前記分周器からの出力信号を入力する非線形素子と、前記非線形素子からの出力信号を入力するフィルタと、前記フィルタの出力と前記第１の中間周波数信号を入力して第２の中間周波数信号を得るための第２のミキサと、前記第２のミキサの出力を用いて復調する復調回路を備え、前記分周器の分周数を変更して受信する高周波信号のチャンネル選択を行う受信機。
- 信号源と、前記信号源からの出力信号と高周波信号をミキシングして第１の中間周波数信号を得るための第１のミキサと、前記信号源からの出力信号を入力する第１および第２の可変分周器と、前記第１および第２の可変分周器からの出力信号を入力する第２のミキサと、前記第２のミキサからの出力信号を入力し前記第１および第２の可変分周器の出力周波数の和または差の周波数成分を通過するフィルタと、前記フィルタの出力と前記第１の中間周波数信号をミキシングして第２の中間周波数信号を得るための第３のミキサと、前記第２の中間周波数信号を用いて復調する復調回路と、前記第１および第２の可変分周器の分周数を設定する制御回路と、各チャンネルに対応した前記可変分周器の分周数を決めるためのデータテーブルを備え、前記制御回路は所望のチャンネルを得るために前記データテーブルのデータにより前記第１および第２の可変分周器の分周数の設定を行う受信機。
- 信号源と、前記信号源からの出力信号を入力する第１および第２の可変分周器と、前記第１および第２の可変分周器からの出力信号を入力し前記第１の可変分周器と前記第２の可変分周器の出力周波数の和または差の周波数成分を出力する第１のミキサと、前記第１のミキサからの出力信号と前記信号源の出力を入力する第２のミキサと、前記第２のミキサからの出力信号を入力し前記第１のミキサと前記信号源の出力周波数の和または差の周波数成分を通過するフィルタと、前記フィルタの出力と高周波信号をミキシングして中間周波数信号を得るための第３のミキサと、前記中間周波数信号を用いて復調する復調回路と、前記第１および第２の可変分周器の分周数を設定する制御回路と、各チャンネルに対応した前記可変分周器の分周数を決めるためのデータテーブルを備え、前記制御回路は所望のチャンネルを得るために前記データテーブルのデータにより前記第１および第２の可変分周器の分周数の設定を行う受信機。
- 信号源と、前記信号源の出力と高周波信号をミキシングして中間周波数信号を得るための第１のミキサと、前記信号源からの出力信号を入力する第１および第２の可変分周器と、前記第１および第２の可変分周器からの出力信号を入力する第２のミキサと、前記第２のミキサからの出力信号を入力し前記第１および第２の可変分周器の出力周波数の和または差の周波数成分を通過するフィルタと、前記フィルタの出力と前記中間周波数信号をミキシングして互いに直交した第１および第２のベースバンド信号を得るための第３および第４のミキサと、前記第１および第２のベースバンド信号により復調する復調回路を備えた受信機。
- フィルタの出力信号の周波数ずれを検出する周波数ずれ検出回路を備え、前記周波数ずれ検出回路からの信号に基づいて可変分周器の分周数を変更することにより前記フィルタの出力信号の周波数を補正する請求項３、４、５または６記載の受信機。
- 信号源と、前記信号源からの出力信号を入力する第１および第２の可変分周器と、前記第１および第２の可変分周器からの出力信号を入力し前記第１の可変分周器と前記第２の可変分周器の出力周波数の和または差の周波数成分を出力する第１のミキサと、前記第１のミキサの出力と前記信号源からの出力信号を入力する第２のミキサと、前記第２のミキサからの出力信号を入力し前記第１のミキサと前記信号源の出力周波数の和または差の周波数成分を通過するフィルタと、変調制御回路を備え、前記変調制御回路は変調データに応じて前記第１または第２の可変分周器の分周数を変えて周波数変調を行う周波数変調器。
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