JP4252602B2 - VCO drive circuit and frequency synthesizer - Google Patents

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  • Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)

Description

本発明は、周波数シンセサイザのVCO(Voltage Controlled Oscillator:電圧制御発振器)を駆動する回路に係り、特に、VCOの制御端子からみたインピーダンスを低くして、VCOの位相雑音特性の劣化を防ぐと共に、VCOの固体バラツキや温度変化に対して、固有周波数を一定値に保つVCO駆動回路及びそれを用いた周波数シンセサイザに関する。   The present invention relates to a circuit for driving a VCO (Voltage Controlled Oscillator) of a frequency synthesizer. In particular, the impedance viewed from the control terminal of the VCO is lowered to prevent the VCO phase noise characteristics from being deteriorated and the VCO. The present invention relates to a VCO driving circuit that keeps a natural frequency at a constant value with respect to solid state variations and temperature changes, and a frequency synthesizer using the same.

標準信号発生器の一つとしてPLL(Phase Locked Loop)を応用した周波数シンセサイザがある。
[従来の周波数シンセサイザ:図15]
従来の周波数シンセサイザについて図15を使って説明する。図15は、従来の周波数シンセサイザの概略構成図である。
従来の周波数シンセサイザは、図15に示すように、基準周波数信号fref を発振する発振器21と、その周波数信号を1/Mに分周する分周器22と、分周器22からの基準信号と分周器27からの出力信号との位相を比較し、位相差信号を出力する位相比較器(PLL IC)23と、位相差をパルス幅の電圧で出力するチャージポンプ(Charge pump)24と、チャージポンプ24からの出力電圧を平滑化するLPF(Low Pass Filter)25と、LPF25からの制御電圧によって周波数を変更して希望する周波数を発振するVCO26と、VCO26からの出力周波数を分岐して入力し、1/Nに分周して位相比較器23に出力する分周器27とから基本的に構成されている。
As one of standard signal generators, there is a frequency synthesizer applying a PLL (Phase Locked Loop).
[Conventional frequency synthesizer: Fig. 15]
A conventional frequency synthesizer will be described with reference to FIG. FIG. 15 is a schematic configuration diagram of a conventional frequency synthesizer.
As shown in FIG. 15, the conventional frequency synthesizer includes an oscillator 21 that oscillates a reference frequency signal fref, a frequency divider 22 that divides the frequency signal by 1 / M, and a reference signal from the frequency divider 22. A phase comparator (PLL IC) 23 that compares the phase with the output signal from the frequency divider 27 and outputs a phase difference signal; a charge pump 24 that outputs the phase difference as a pulse width voltage; An LPF (Low Pass Filter) 25 that smoothes the output voltage from the charge pump 24, a VCO 26 that oscillates at a desired frequency by changing the frequency according to the control voltage from the LPF 25, and an output frequency from the VCO 26 is branched and input. The frequency divider 27 is basically composed of a frequency divider 27 that divides the frequency into 1 / N and outputs it to the phase comparator 23.

尚、位相比較器23は、PLL IC によって実現される。また、分周器22,27は、通常カウンタが使用される。
また、一般に、LPF25には、ラグフィルタ、ラグリードフィルタが用いられる。
ラグフィルタは、抵抗RとコンデンサCで構成したフィルタである。
ラグリードフィルタは、2つの抵抗Rと1つのコンデンサCで構成したフィルタである。
The phase comparator 23 is realized by a PLL IC. Further, as the frequency dividers 22 and 27, normal counters are used.
In general, a lag filter or a lag reed filter is used for the LPF 25.
The lag filter is a filter composed of a resistor R and a capacitor C.
The lag reed filter is a filter composed of two resistors R and one capacitor C.

図15の周波数シンセサイザは、VCO26の位相を基準信号の位相に対して一定となるように位相比較器23で位相差を検出してフィードバック制御を行うPLL発振器である。
通常、上記の構成を複数個用意して機器を構成するようになっている。
このような周波数シンセサイザの先行技術としては、例えば、特開2004−274673号公報がある(特許文献1)。
The frequency synthesizer in FIG. 15 is a PLL oscillator that performs feedback control by detecting a phase difference with the phase comparator 23 so that the phase of the VCO 26 is constant with respect to the phase of the reference signal.
Normally, a device is configured by preparing a plurality of the above-described configurations.
As a prior art of such a frequency synthesizer, for example, there is JP-A-2004-274673 (Patent Document 1).

また、特開平05−90993号公報には、ループフィルタを2個備え、出力高周波信号周波数の高速切り替えに際して、両者を交互に切り替えるPLL方式周波数シンセサイザ回路が記載されている(特許文献2)。   Japanese Patent Application Laid-Open No. 05-90993 discloses a PLL frequency synthesizer circuit that includes two loop filters and alternately switches between them when high-speed switching of the output high-frequency signal frequency is performed (Patent Document 2).

また、特開平10−173521号公報には、通常のVCOを使用し、外付け部品を削減すると共に、製造上のばらつきによりVCOの発振周波数がずれても、引き込み動作を行えるようにすることを目的とし、位相比較器とループフィルタの間にマルチプレクサを挿入すると共に、基準クロックに基づきデューティの低いPWM−L信号とデューティの高いPWM−H信号を発生するPWM信号発生器と、基準クロックに基づいて分周信号周波数が所定周波数範囲内か否か判定し、判定結果に応じた切換信号をマルチプレクサに送出する周波数判定回路を設け、分周信号周波数が所定範囲内であれば位相比較器の出力を、所定範囲より高ければPWM−L信号を、低ければPWM−H信号をループフィルタに供給するPLL回路が記載されている(特許文献3)。   Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-173521 discloses that a normal VCO is used to reduce the number of external parts and that the pull-in operation can be performed even if the oscillation frequency of the VCO shifts due to manufacturing variations. A purpose is to insert a multiplexer between the phase comparator and the loop filter, and to generate a PWM-L signal having a low duty and a PWM-H signal having a high duty based on the reference clock, and a reference clock based on the reference clock. A frequency determination circuit is provided for determining whether the frequency-divided signal frequency is within a predetermined frequency range and sending a switching signal according to the determination result to the multiplexer. If the frequency-divided signal frequency is within the predetermined range, the output of the phase comparator A PLL circuit that supplies a PWM-L signal to a loop filter if it is higher than a predetermined range and a PWM-H signal if it is lower is described. Are (Patent Document 3).

また、特開平11−185395号公報には、温度によるPLLロック外れを防止し、また基準電圧自体も位相誤差信号より細かな分解能で精度良く生成させることを目的とし、差動アンプの一方の入力には位相比較器における8ビットの位相誤差信号を入力し、他方の入力には12ビットの分解能を持つ基準データをデータ変調回路で時間軸方向に変調して入力し、実質的に12ビット分の分解能を持つ基準電圧に基づいて制御電圧を発生させるクロック再生用PLL装置が記載されている(特許文献4)。   Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-185395 discloses that one of the inputs of a differential amplifier is designed to prevent the PLL lock from being removed due to temperature and to generate the reference voltage itself with a finer resolution than the phase error signal. Is inputted with a phase error signal of 8 bits in the phase comparator, and the reference data having a resolution of 12 bits is inputted to the other input after being modulated in the time axis direction by the data modulation circuit, and substantially 12 bits are inputted. A clock recovery PLL device that generates a control voltage based on a reference voltage having a resolution of 1 is described (Patent Document 4).

特開2004−274673号公報JP 2004-274673 A 特開平05−90993号公報JP 05-90993 A 特開平10−173521号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-173521 特開平11−185395号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-185395

しかしながら、上記従来の周波数シンセサイザでは、VCO26の制御端子に接続するチャージポンプ24、LPF25等の駆動回路が高インピーダンスの場合、VCO26の位相雑音特性はオフセット周波数が数kHz以下において劣化することがあるため、高インピーダンスでVCO26を駆動した場合、PLLをかけても抑圧できないという問題点があった。   However, in the above conventional frequency synthesizer, when the drive circuit such as the charge pump 24 and the LPF 25 connected to the control terminal of the VCO 26 has a high impedance, the phase noise characteristics of the VCO 26 may deteriorate when the offset frequency is several kHz or less. When the VCO 26 is driven with high impedance, there is a problem in that it cannot be suppressed even when a PLL is applied.

この場合、高インピーダンスとは数百Ωであるため、通常のラグリードフィルタで対処することはできないものとなっていた。   In this case, since the high impedance is several hundred Ω, it cannot be dealt with by a normal lag lead filter.

本発明は上記実情に鑑みて為されたもので、VCOの制御端子からみたインピーダンスを低くして、VCOの位相雑音特性の劣化を防ぐと共に、VCOの固体バラツキや温度変化に対して、固有周波数を一定値に保つことができるVCO駆動回路及び周波数シンセサイザを提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and lowers the impedance viewed from the control terminal of the VCO to prevent the deterioration of the phase noise characteristics of the VCO. An object of the present invention is to provide a VCO driving circuit and a frequency synthesizer that can maintain a constant value.

上記従来例の問題点を解決するための本発明は、電圧制御発振器の制御端子に制御信号を入力するVCO駆動回路であって、粗調用周波数のデジタルデータと微調用周波数のデジタルデータとを出力する制御回路と、粗調用周波数のデジタルデータを入力し、アナログ信号を出力する粗調用DACと、微調用周波数のデジタルデータを入力し、アナログ信号を出力する微調用DACと、粗調用DACからの出力のノイズを除去して電圧制御発振器の制御端子への入力とする第1のLPFと、微調用DACからの出力を電圧に変換し、信号の平滑化を行う第2のLPFと、第1のLPFの入力段と第2のLPFの入力段とを接続する抵抗と、第1のLPFの出力に第2のLPFの出力が加算されるよう容量結合するコンデンサと、第2のLPFの出力側に設けられ、電圧を可変にする電圧制御手段とを有し、第1のLPFが、第2のLPFの周波数通過特性に対して低い周波数しか通過させない周波数通過特性を有し、第2のLPFが、第1のLPFの周波数通過特性に対して高い周波数まで通過させる周波数通過特性を有することを特徴とする。 The present invention for solving the problems of the above conventional example is a VCO driving circuit for inputting a control signal to a control terminal of a voltage controlled oscillator, which outputs digital data for coarse tuning frequency and digital data for fine tuning frequency. From the control circuit to input the coarse adjustment frequency digital data and output the analog signal, the fine adjustment DAC to input the fine adjustment frequency digital data and output the analog signal, and the coarse adjustment DAC a first LPF shall be the input to the control terminal of the voltage controlled oscillator to remove noise from the output, and converts the output from the fine adjustment DAC to a voltage, a second LPF intends line smoothing signal, a resistor connecting the input stage of the input stage and the second LPF of the first LPF, the capacitor for capacitive coupling so that the output of the second LPF is added to the output of the first LPF, the second LPF Provided on the output side, it has a voltage control means for the voltage variable, the first LPF has a frequency pass characteristic of not only low frequency pass with respect to the frequency pass characteristic of the second LPF, the second LPF, characterized in Rukoto that having a frequency pass characteristic of passing to a higher frequency for frequency pass characteristic of the first LPF of.

本発明は、上記VCO駆動回路において、第1のLPFは、抵抗とコンデンサ、コイルとコンデンサ又は抵抗、コイルとコンデンサで構成され、第2のLPFは、抵抗とコンデンサ、コイルとコンデンサ又は抵抗、コイルとコンデンサで構成され、第1のLPFの入力段と第2のLPFの入力段とを接続している抵抗の値は、第2のLPFを構成する抵抗の値の総和より大きくし、電圧制御手段は、可変抵抗で構成されていることを特徴とする。   In the VCO driving circuit according to the present invention, the first LPF includes a resistor and a capacitor, a coil and a capacitor or a resistor, a coil and a capacitor, and the second LPF includes a resistor and a capacitor, a coil and a capacitor or a resistor, and a coil. And the capacitor, and the value of the resistor connecting the input stage of the first LPF and the input stage of the second LPF is made larger than the sum of the values of the resistors constituting the second LPF, and voltage control is performed. The means is constituted by a variable resistor.

本発明は、電圧制御発振器の制御端子に制御信号を入力するVCO駆動回路であって、粗調用周波数のデジタルデータと微調用周波数のデジタルデータとを出力する制御回路と、粗調用周波数のデジタルデータを入力し、アナログ信号を出力する粗調用DACと、微調用周波数のデジタルデータを入力し、アナログ信号を出力する微調用DACと、粗調用DACからの出力のノイズを除去する第1のLPFと、微調用DACからの出力の電圧を分圧する分圧手段と、第1のLPFの入力段と分圧手段の入力段とを接続する抵抗と、第1のLPFからの出力信号を平滑化して電圧制御発振器の制御端子への入力とする第3のLPFと、前記第1のLPFの出力に前記分圧手段で分圧された電圧が印加されるよう容量結合するコンデンサと、分圧手段に設けられ、電圧を可変にする電圧制御手段とを有し、第1のLPFが、第3のLPFの周波数通過特性に対して低い周波数しか通過させない周波数通過特性を有することを特徴とする。 The present invention is a VCO driving circuit for inputting a control signal to a control terminal of a voltage controlled oscillator, a control circuit for outputting digital data for coarse adjustment frequency and digital data for fine adjustment frequency, and digital data for coarse adjustment frequency type and a DAC for rough tuning for outputting an analog signal, and inputs the digital data of the fine tuning frequency, the first LPF remove the fine-adjustment DAC that outputs an analog signal, the noise of the output from the coarse adjustment DAC for And a voltage dividing means for dividing the output voltage from the fine adjustment DAC, a resistor connecting the input stage of the first LPF and the input stage of the voltage dividing means, and the output signal from the first LPF is smoothed A third LPF that is input to the control terminal of the voltage controlled oscillator, a capacitor that is capacitively coupled so that the voltage divided by the voltage dividing means is applied to the output of the first LPF, Provided stage, have a voltage control means for the voltage variable, characterized Rukoto the first LPF is having a frequency pass characteristic of not only low frequency pass with respect to the frequency pass characteristic of the third LPF And

本発明は、上記VCO駆動回路において、第1のLPFは、抵抗とコンデンサ、コイルとコンデンサ又は抵抗、コイルとコンデンサで構成され、第3のLPFは、抵抗とコンデンサ、コイルとコンデンサ又は抵抗、コイルとコンデンサで構成され、分圧手段は、抵抗と可変抵抗で構成され、第1のLPFの入力段と分圧手段の入力段とを接続している抵抗の値は、分圧手段を構成する抵抗の値の総和より大きいことを特徴とする。   In the VCO driving circuit according to the present invention, the first LPF includes a resistor and a capacitor, a coil and a capacitor or a resistor, and a coil and a capacitor. The third LPF includes a resistor and a capacitor, a coil and a capacitor or a resistor, and a coil. The voltage dividing means is constituted by a resistor and a variable resistor, and the value of the resistor connecting the input stage of the first LPF and the input stage of the voltage dividing means constitutes the voltage dividing means. It is characterized by being larger than the sum of the resistance values.

本発明は、上記VCO駆動回路において、制御回路が、電圧制御発振器の固体バラツキに対応して固有周波数を一定に保つためのVCO駆動回路における電圧制御手段の制御値を記憶しており、電圧制御手段に当該制御値を供給することを特徴とする。   According to the present invention, in the VCO driving circuit, the control circuit stores the control value of the voltage control means in the VCO driving circuit for keeping the natural frequency constant corresponding to the solid variation of the voltage controlled oscillator. The control value is supplied to the means.

本発明は、電圧制御発振器の近傍に設けられ、温度を測定する温度測定手段を備え、制御回路が、電圧制御発振器の温度変化に対応して固有周波数を一定に保つためのVCO駆動回路における電圧制御手段の制御値を記憶しており、温度測定手段から入力される温度の値に対して電圧制御手段に当該制御値を供給することを特徴とする。 The present invention provides a voltage in a VCO driving circuit that is provided in the vicinity of a voltage controlled oscillator, includes temperature measuring means for measuring temperature, and the control circuit keeps the natural frequency constant in response to a temperature change of the voltage controlled oscillator. The control value of the control means is stored, and the control value is supplied to the voltage control means with respect to the temperature value input from the temperature measuring means.

本発明は、上記VCO駆動回路において、制御回路が、変動する温度の値に対して固有周波数を一定に保つための制御値をテーブルとして記憶するメモリを有することを特徴とする。   The present invention is characterized in that, in the VCO driving circuit, the control circuit has a memory for storing a control value for keeping the natural frequency constant as a table with respect to a fluctuating temperature value.

本発明は、上記VCO駆動回路において、第1のLPFの入力段と出力段とを接続状態又は非接続状態とするスイッチを設け、スイッチが、電源投入時又は周波数可変時に、一時的にオンとなって接続状態として容量結合するコンデンサの充放電を行うことを特徴とする。   The present invention provides a switch for connecting or disconnecting the input stage and the output stage of the first LPF in the VCO driving circuit, and the switch is temporarily turned on when the power is turned on or when the frequency is variable. Thus, charging and discharging of a capacitor that is capacitively coupled as a connected state is performed.

本発明は、上記VCO駆動回路において、スイッチが、特定時間経過後にオフとなって非接続状態とし、充電されたコンデンサの放電を行うことを特徴とする。   The present invention is characterized in that, in the VCO driving circuit, the switch is turned off after a specified time has elapsed to be disconnected, and the charged capacitor is discharged.

本発明は、周波数シンセサイザにおいて、所望の周波数を発振する電圧制御発振器と、基準周波数を発振する基準周波数発振回路と、発振された基準周波数を1/Mに分周する第1の分周器と、電圧制御発振器の出力をフィードバックし、1/Nに分周する第2の分周器と、上記VCO駆動回路とを有し、VCO駆動回路における制御回路が、第1の分周器からの信号と第2の分周器からの信号を入力して比較し、両信号の差分に基づいて粗調用周波数のデジタルデータと微調用周波数のデジタルデータとを出力することを特徴とする。   In the frequency synthesizer, the present invention provides a voltage controlled oscillator that oscillates a desired frequency, a reference frequency oscillation circuit that oscillates a reference frequency, and a first frequency divider that divides the oscillated reference frequency by 1 / M. A second frequency divider that feeds back the output of the voltage controlled oscillator and divides the output into 1 / N, and the VCO drive circuit, and the control circuit in the VCO drive circuit is supplied from the first frequency divider. The signal and the signal from the second frequency divider are input and compared, and the digital data for the coarse adjustment frequency and the digital data for the fine adjustment frequency are output based on the difference between the two signals.

本発明によれば、粗調用周波数のデジタルデータと微調用周波数のデジタルデータとを出力する制御回路と、粗調用周波数のデジタルデータを入力し、アナログ信号を出力する粗調用DACと、微調用周波数のデジタルデータを入力し、アナログ信号を出力する微調用DACと、粗調用DACからの出力のノイズを除去して電圧制御発振器の制御端子への入力とする第1のLPFと、微調用DACからの出力を電圧に変換し、信号の平滑化を行う第2のLPFと、第1のLPFの入力段と第2のLPFの入力段とを接続する抵抗と、第1のLPFの出力に第2のLPFの出力が加算されるよう容量結合するコンデンサと、第2のLPFの出力側に設けられ、電圧を可変にする電圧制御手段とを有し、第1のLPFが、第2のLPFの周波数通過特性に対して低い周波数しか通過させない周波数通過特性を有し、第2のLPFが、第1のLPFの周波数通過特性に対して高い周波数まで通過させる周波数通過特性を有するVCO駆動回路としているので、電圧制御発振器の制御端子からみたインピーダンスを低くして、電圧制御発振器の位相雑音特性の劣化を防ぐと共に、VCOの固体バラツキや温度変化に対して、固有周波数を一定値に保つことができる効果がある。 According to the present invention, a control circuit that outputs digital data for coarse adjustment frequency and digital data for fine adjustment frequency, a coarse adjustment DAC that inputs digital data for coarse adjustment frequency and outputs an analog signal, and a fine adjustment frequency digital data type and a fine adjustment DAC that outputs an analog signal, a first LPF noise output from the coarse adjustment DAC for removing shall be the input to the control terminal of the voltage controlled oscillator, the fine adjustment DAC of It converts the output voltage from the second LPF intends row smoothing the signal, a resistor connecting the input stage of an input stage and a second LPF of the first LPF, the output of first LPF a capacitor the output of the second LPF is capacitive coupling to be added to, provided on the output side of the second LPF, have a voltage control means for the voltage variable, the first LPF, the second LPF frequency communication Has a frequency pass characteristic which does not only pass low frequencies for the characteristic, the second LPF has a VCO driving circuit that having a frequency pass characteristic of passing up to a frequency higher than the frequency pass characteristic of the first LPF Therefore, the impedance viewed from the control terminal of the voltage controlled oscillator can be lowered to prevent the deterioration of the phase noise characteristic of the voltage controlled oscillator, and the natural frequency can be kept constant with respect to the VCO individual variation and temperature change. effective.

本発明によれば、第1のLPFは、抵抗とコンデンサ、コイルとコンデンサ又は抵抗、コイルとコンデンサで構成され、第2のLPFは、抵抗とコンデンサ、コイルとコンデンサ又は抵抗、コイルとコンデンサで構成され、第1のLPFの入力段と第2のLPFの入力段とを接続している抵抗の値は、第2のLPFを構成する抵抗の値の総和より大きくし、電圧制御手段は、可変抵抗で構成されている上記VCO駆動回路としているので、微調用DACの電圧の直流成分が電圧制御発振器に影響を与えないようにできる効果がある。   According to the present invention, the first LPF is composed of a resistor and a capacitor, a coil and a capacitor or a resistor, and a coil and a capacitor, and the second LPF is composed of a resistor and a capacitor, a coil and a capacitor or a resistor, and a coil and a capacitor. The value of the resistor connecting the input stage of the first LPF and the input stage of the second LPF is made larger than the sum of the values of the resistors constituting the second LPF, and the voltage control means is variable Since the VCO driving circuit is composed of a resistor, there is an effect that the DC component of the voltage of the fine tuning DAC can be prevented from affecting the voltage controlled oscillator.

本発明によれば、粗調用周波数のデジタルデータと微調用周波数のデジタルデータとを出力する制御回路と、粗調用周波数のデジタルデータを入力し、アナログ信号を出力する粗調用DACと、微調用周波数のデジタルデータを入力し、アナログ信号を出力する微調用DACと、粗調用DACからの出力のノイズを除去する第1のLPFと、微調用DACからの出力の電圧を分圧する分圧手段と、第1のLPFの入力段と分圧手段の入力段とを接続する抵抗と、第1のLPFからの出力信号を平滑化して電圧制御発振器の制御端子への入力とする第3のLPFと、前記第1のLPFの出力に前記分圧手段で分圧された電圧が印加されるよう容量結合するコンデンサと、分圧手段に設けられ、電圧を可変にする電圧制御手段とを有し、第1のLPFが、第3のLPFの周波数通過特性に対して低い周波数しか通過させない周波数通過特性を有するVCO駆動回路としているので、電圧制御発振器の制御端子からみたインピーダンスを低くして、電圧制御発振器の位相雑音特性の劣化を防ぐと共に、VCOの固体バラツキや温度変化に対して、固有周波数を一定値に保つことができる効果がある。 According to the present invention, a control circuit that outputs digital data for coarse adjustment frequency and digital data for fine adjustment frequency, a coarse adjustment DAC that inputs digital data for coarse adjustment frequency and outputs an analog signal, and a fine adjustment frequency enter the digital data, the fine-adjustment DAC that outputs an analog signal, a first LPF to eliminate noise output from the coarse adjustment DAC for a voltage divider for dividing the voltage of the output from the fine adjustment DAC A resistor that connects the input stage of the first LPF and the input stage of the voltage dividing means, and a third LPF that smoothes the output signal from the first LPF and inputs it to the control terminal of the voltage controlled oscillator a capacitor for capacitive coupling to the first voltage divided by the voltage divider to the output of the LPF is applied, it provided the voltage divider, to have a voltage control means for the voltage variable, 1st L F is, since the VCO driving circuit that having a frequency pass characteristic of not only low frequency pass with respect to the frequency pass characteristic of the third LPF, to lower the impedance as viewed from the control terminal of the voltage controlled oscillator, a voltage controlled oscillator The phase noise characteristic is prevented from deteriorating, and the natural frequency can be maintained at a constant value with respect to the solid variation of the VCO and the temperature change.

本発明によれば、第1のLPFは、抵抗とコンデンサ、コイルとコンデンサ又は抵抗、コイルとコンデンサで構成され、第3のLPFは、抵抗とコンデンサ、コイルとコンデンサ又は抵抗、コイルとコンデンサで構成され、分圧手段は、抵抗と可変抵抗で構成され、第1のLPFの入力段と分圧手段の入力段とを接続している抵抗の値は、分圧手段を構成する抵抗の値の総和より大きくした上記VCO駆動回路としているので、微調用DACの電圧の直流成分が電圧制御発振器に影響を与えないようにできる効果がある。   According to the present invention, the first LPF is composed of a resistor and a capacitor, a coil and a capacitor or a resistor, and a coil and a capacitor, and the third LPF is composed of a resistor and a capacitor, a coil and a capacitor or a resistor, and a coil and a capacitor. The voltage dividing means is composed of a resistor and a variable resistor, and the value of the resistor connecting the input stage of the first LPF and the input stage of the voltage dividing means is the value of the resistance constituting the voltage dividing means. Since the VCO driving circuit is larger than the sum, there is an effect that the DC component of the voltage of the fine tuning DAC can be prevented from affecting the voltage controlled oscillator.

本発明によれば、制御回路は、電圧制御発振器の固体バラツキ又は温度変化に対応して固有周波数を一定に保つためのVCO駆動回路における電圧制御手段の制御値を記憶しており、電圧制御手段に当該制御値を供給する上記VCO駆動回路としているので、電圧制御発振器の制御端子からみたインピーダンスを低くして、電圧制御発振器の位相雑音特性の劣化を防ぐと共に、VCOの固体バラツキや温度変化に対して、固有周波数を容易に一定値に保つことができる効果がある。   According to the present invention, the control circuit stores the control value of the voltage control means in the VCO driving circuit for keeping the natural frequency constant corresponding to the solid variation of the voltage controlled oscillator or the temperature change, and the voltage control means Since the VCO driving circuit supplies the control value to the VCO, the impedance viewed from the control terminal of the voltage controlled oscillator is lowered to prevent the phase noise characteristic of the voltage controlled oscillator from deteriorating, and the VCO varies with individual variations and temperature changes. On the other hand, there is an effect that the natural frequency can be easily maintained at a constant value.

本発明によれば、第1のLPFの入力段と出力段とを接続状態又は非接続状態とするスイッチを設け、スイッチが、電源投入時又は周波数可変時に、一時的にオンとなって接続状態として容量結合するコンデンサの充放電を行う上記VCO駆動回路としているので、電源投入時又は周波数可変時に容量結合するコンデンサを瞬時に充放電することで、ロック時間を短縮できる効果がある。   According to the present invention, a switch for connecting or disconnecting the input stage and the output stage of the first LPF is provided, and the switch is temporarily turned on and connected when the power is turned on or when the frequency is variable. As described above, the above-mentioned VCO drive circuit that charges and discharges a capacitor to be capacitively coupled is effective in that the lock time can be shortened by instantaneously charging and discharging the capacitor that is capacitively coupled when the power is turned on or when the frequency is variable.

本発明によれば、スイッチが、特定時間経過後にオフとなって非接続状態とし、充電されたコンデンサの放電を行う上記VCO駆動回路としているので、通常の駆動制御を素早く実現できる効果がある。   According to the present invention, the switch is turned off after a specified time to be in a non-connected state, and the VCO driving circuit that discharges the charged capacitor is used. Therefore, there is an effect that normal drive control can be realized quickly.

本発明によれば、所望の周波数を発振する電圧制御発振器と、基準周波数を発振する基準周波数発振回路と、発振された基準周波数を1/Mに分周する第1の分周器と、電圧制御発振器の出力をフィードバックし、1/Nに分周する第2の分周器と、上記VCO駆動回路とを有し、VCO駆動回路における制御回路が、第1の分周器からの信号と第2の分周器からの信号を入力して比較し、両信号の差分に基づいて粗調用周波数のデジタルデータと微調用周波数のデジタルデータとを出力する周波数シンセサイザとしているので、電圧制御発振器の制御端子からみたインピーダンスを低くして、電圧制御発振器の位相雑音特性の劣化を防ぐと共に、VCOの固体バラツキや温度変化に対して、固有周波数を一定値に保つことができる効果がある。   According to the present invention, a voltage controlled oscillator that oscillates a desired frequency, a reference frequency oscillation circuit that oscillates a reference frequency, a first frequency divider that divides the oscillated reference frequency by 1 / M, a voltage A second frequency divider that feeds back the output of the controlled oscillator and divides the frequency by 1 / N; and the VCO driving circuit, wherein the control circuit in the VCO driving circuit is configured to receive a signal from the first frequency divider, Since the signal from the second frequency divider is input and compared, and the frequency synthesizer outputs the coarse adjustment frequency digital data and the fine adjustment frequency digital data based on the difference between the two signals, the voltage controlled oscillator The impedance seen from the control terminal is lowered to prevent deterioration of the phase noise characteristics of the voltage controlled oscillator, and the natural frequency can be maintained at a constant value against the VCO individual variation and temperature change. .

本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
[実施の形態の概要]
本発明の実施の形態に係るVCO駆動回路は、VCOの制御端子に制御信号を入力するVCO駆動回路であって、粗調用周波数のデジタルデータと微調用周波数のデジタルデータとを出力する制御回路と、粗調用周波数のデジタルデータを入力し、アナログ信号を出力する粗調用DACと、微調用周波数のデジタルデータを入力し、アナログ信号を出力する微調用DACと、粗調用DACからの出力のノイズを除去してVCOの制御端子への入力とする、低い周波数しか通過させない周波数通過特性(応答速度の遅い)を有する第1のLPFと、微調用DACからの出力を電圧に変換し、信号の平滑化を行う、高い周波数まで通過させる周波数通過特性(応答速度の速い)を有する第2のLPFと、第1のLPFの入力段と第2のLPFの入力段とを接続する抵抗と、第1のLPFの出力に第2のLPFの出力が加算されるよう容量結合するコンデンサとを有し、第2のLPFに電圧制御手段を設けたものであり、VCOの制御端子からみたインピーダンスを低くして、VCOの位相雑音特性の劣化を防ぐことができ、更に、VCOの固体バラツキや温度変化に対して、固有周波数を一定値に保つことができるものである。
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[Outline of the embodiment]
A VCO driving circuit according to an embodiment of the present invention is a VCO driving circuit that inputs a control signal to a control terminal of a VCO, and a control circuit that outputs digital data for a coarse tuning frequency and digital data for a fine tuning frequency; The coarse adjustment frequency digital data is input by inputting the coarse adjustment frequency digital data, the fine adjustment frequency digital data is input by inputting the fine adjustment frequency digital data, and the output noise from the coarse adjustment DAC is output. The first LPF having a frequency passing characteristic (low response speed) that passes only a low frequency and is input to the control terminal of the VCO, and the output from the fine-tuning DAC are converted into a voltage to smooth the signal. A second LPF having a frequency pass characteristic (high response speed) that allows a high frequency to pass, and an input stage of the first LPF and an input of the second LPF A resistor for connecting the stage, and a capacitor that is capacitively coupled so that the output of the second LPF is added to the output of the first LPF, and the second LPF is provided with voltage control means, The impedance seen from the control terminal of the VCO can be lowered to prevent the deterioration of the phase noise characteristics of the VCO, and the natural frequency can be maintained at a constant value with respect to the VCO solid variation and temperature change. is there.

また、本発明の実施の形態に係るVCO駆動回路は、VCOの制御端子に制御信号を入力するVCO駆動回路であって、粗調用周波数のデジタルデータと微調用周波数のデジタルデータとを出力する制御回路と、粗調用周波数のデジタルデータを入力し、アナログ信号を出力する粗調用DACと、微調用周波数のデジタルデータを入力し、アナログ信号を出力する微調用DACと、粗調用DACからの出力のノイズを除去する、低い周波数しか通過させない周波数通過特性(応答速度の遅い)を有する第1のLPFと、微調用DACからの出力の電圧を分圧する分圧手段と、第1のLPFの入力段と分圧手段の入力段とを接続する抵抗と、第1のLPFからの出力信号を平滑化してVCOの制御端子への入力とする第3のLPF(平滑化LPF)と、第1のLPFの出力に分圧手段で分圧された電圧が印加されるよう容量結合するコンデンサとを有し、分圧手段に電圧制御手段を設けたものであり、VCOの制御端子からみたインピーダンスを低くして、VCOの位相雑音特性の劣化を防ぐことができ、更に、VCOの固体バラツキや温度変化に対して、固有周波数を一定値に保つことができるものである。   The VCO drive circuit according to the embodiment of the present invention is a VCO drive circuit that inputs a control signal to the control terminal of the VCO, and controls to output digital data for coarse adjustment frequency and digital data for fine adjustment frequency. The circuit, the coarse adjustment DAC for inputting the coarse adjustment frequency digital data and outputting the analog signal, the fine adjustment DAC for inputting the fine adjustment frequency digital data and outputting the analog signal, and the output from the coarse adjustment DAC A first LPF having a frequency passing characteristic (low response speed) that removes noise and passing only a low frequency, a voltage dividing unit that divides the voltage of the output from the fine-tuning DAC, and an input stage of the first LPF And a third LPF (smoothed LP) that smoothes the output signal from the first LPF and inputs it to the control terminal of the VCO. ) And a capacitor that is capacitively coupled so that the voltage divided by the voltage dividing means is applied to the output of the first LPF, and the voltage control means is provided in the voltage dividing means to control the VCO. The impedance viewed from the terminal can be lowered to prevent the deterioration of the phase noise characteristics of the VCO, and the natural frequency can be maintained at a constant value with respect to the solid variation of the VCO and the temperature change.

また、本発明の実施の形態に係る周波数シンセサイザは、所望の周波数を発振するVCOと、基準周波数を発振する基準周波数発振回路と、発振された基準周波数を1/Mに分周する第1の分周器と、VCOの出力をフィードバックし、1/Nに分周する第2の分周器と、上記VCO駆動回路とを有し、VCO駆動回路における制御回路が、第1の分周器からの信号と第2の分周器からの信号を入力して比較し、両信号の差分に基づいて粗調用周波数のデジタルデータと微調用周波数のデジタルデータとを出力するものであり、VCOの制御端子からみたインピーダンスを低くできるため、VCOの位相雑音特性の劣化を防ぐことができ、更に、VCOの固体バラツキや温度変化に対して、固有周波数を一定値に保つことができるものである。   The frequency synthesizer according to the embodiment of the present invention includes a VCO that oscillates a desired frequency, a reference frequency oscillation circuit that oscillates a reference frequency, and a first frequency that divides the oscillated reference frequency by 1 / M. A frequency divider, a second frequency divider that feeds back an output of the VCO, and divides the frequency to 1 / N; and the VCO drive circuit, and the control circuit in the VCO drive circuit includes the first frequency divider And the signal from the second frequency divider are input and compared, and based on the difference between the two signals, the coarse adjustment frequency digital data and the fine adjustment frequency digital data are output. Since the impedance viewed from the control terminal can be lowered, it is possible to prevent the deterioration of the VCO phase noise characteristics, and it is possible to keep the natural frequency at a constant value against the VCO solid variation and temperature change.

[周波数シンセサイザの概略構成:図1]
本発明の実施の形態に係る周波数シンセサイザについて図1を参照しながら説明する。図1は、本発明の実施の形態に係る周波数シンセサイザの概略構成図である。
本発明の実施の形態に係る周波数シンセサイザ(本周波数シンセサイザ)は、図1に示すように、基準周波数frefを発振する発振回路1と、その周波数を1/Mに分周する分周器(第1の分周器)2と、分周器2からの信号とVCO9からフィードバックされ、分周器10により1/Nに分周された信号を比較して、その差分に基づいて粗調用データと微調用データを出力する制御回路3と、粗調用データをデジタル信号からアナログ信号に変換する粗調用DAコンバータ(DAC)4と、粗調用DAC4からの信号について低周波を通過させるLPF(第1のLPF)5と、微調用データをデジタル信号からアナログ信号に変換する微調用DAコンバータ(DAC)6と、微調用DAC6からの信号について低周波を通過させるLPF(第2のLPF)7と、両LPF5,7からの信号を合成する合成器8と、合成器8からの信号の電圧に基づいて発振する電圧制御発振器(VCO)9と、VCO9からの出力を分岐して入力し、1/Nに分周して制御回路3に出力する分周器(第2の分周器)10とを有する。
[Schematic configuration of frequency synthesizer: Fig. 1]
A frequency synthesizer according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a frequency synthesizer according to an embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 1, a frequency synthesizer according to an embodiment of the present invention includes an oscillation circuit 1 that oscillates a reference frequency fref, and a frequency divider (first frequency) that divides the frequency by 1 / M. 1), the signal from the frequency divider 2 and the signal fed back from the VCO 9 and frequency-divided by 1 / N by the frequency divider 10, and the coarse adjustment data based on the difference A control circuit 3 that outputs fine adjustment data, a coarse adjustment DA converter (DAC) 4 that converts coarse adjustment data from a digital signal to an analog signal, and an LPF (first filter) that passes a low frequency signal from the coarse adjustment DAC 4 LPF) 5, a fine adjustment DA converter (DAC) 6 that converts fine adjustment data from a digital signal to an analog signal, and an LPF that passes a low frequency through the signal from the fine adjustment DAC 6 LPF) 7, a synthesizer 8 that synthesizes signals from both LPFs 5, 7, a voltage controlled oscillator (VCO) 9 that oscillates based on the voltage of the signal from synthesizer 8, and an output from VCO 9 is branched. And a frequency divider (second frequency divider) 10 that divides the frequency into 1 / N and outputs the result to the control circuit 3.

制御回路3は、FPGA(Field Programmable Gate Array)、DSP(Digital Signal Processor)又はASIC(Application Specific Integrated Circuit)等で構成され、粗調整を行うための周波数のデータを粗調用DAC4に出力し、微調整を行うための周波数のデータを微調用DAC6に出力する動作を行う。
つまり、粗調用の周波数データにより粗く周波数設定され、微調用の周波数データにより細かく周波数設定されるようになっており、粗調周波数電圧に微調周波数電圧を合成することでVCO9の制御電圧を素早く調整している。
The control circuit 3 is configured by an FPGA (Field Programmable Gate Array), a DSP (Digital Signal Processor), an ASIC (Application Specific Integrated Circuit), or the like, and outputs frequency data for coarse adjustment to the coarse adjustment DAC 4. An operation of outputting frequency data for adjustment to the fine-tuning DAC 6 is performed.
In other words, the frequency is coarsely set by the frequency data for coarse adjustment, and the frequency is finely set by the frequency data for fine adjustment, and the control voltage of the VCO 9 is quickly adjusted by synthesizing the fine adjustment frequency voltage with the coarse adjustment frequency voltage. is doing.

ここで、制御回路3、粗調用DAC4、LPF5、微調用DAC6、LPF7、合成器8によってVCO駆動回路を構成しており、粗調用DAC4が粗くVCO出力周波数電圧(粗調用周波数)を出力し、微調用DAC6が微調用周波数電圧を出力して、合成器8において粗調用電圧に微調用電圧を合成することで、粗調用周波数電圧を微調用周波数電圧で調整し、その調整された制御電圧がVCO9に入力される。
つまり、微調用DAC6、LPF7、合成器8で全体のPLLを構成している。
Here, the control circuit 3, coarse adjustment DAC4, LPF5, fine adjustment DAC6, LPF7, and synthesizer 8 constitute a VCO drive circuit, and the coarse adjustment DAC4 roughly outputs a VCO output frequency voltage (coarse adjustment frequency), The fine tuning DAC 6 outputs the fine tuning frequency voltage, and the synthesizer 8 synthesizes the fine tuning voltage with the coarse tuning voltage, thereby adjusting the coarse tuning frequency voltage with the fine tuning frequency voltage, and the adjusted control voltage is Input to the VCO 9.
That is, the entire PLL is composed of the fine tuning DAC 6, the LPF 7, and the synthesizer 8.

[VCO駆動回路の具体的構成(第1のVCO駆動回路):図2]
次に、上記VCO駆動回路の具体的構成について図2を参照しながら説明する。図2は、本発明の第1の実施の形態に係るVCO駆動回路の構成図である。
本発明の第1の実施の形態に係るVCO駆動回路(第1のVCO駆動回路)は、図2に示すように、制御回路3と、制御回路3から粗調用周波数のデジタルデータを入力してアナログデータに変換する粗調用DAC4と、粗調用DAC4からの出力を数倍に増幅するオペアンプ11と、制御回路3からの微調用周波数のデジタルデータを入力してパルス幅変調(PWM:Pulse Width Modulation)するパルス幅変調回路(PWM)12と、パルス幅変調回路12からのデジタルデータをアナログデータに変換する微調用DAC6と、オペアンプ11からの出力を平滑化するLPF5と、微調用DAC6からの出力を平滑化するLPF7とを備え、粗調用周波数電圧と微調用周波数電圧を結合してVCO9に出力する合成手段が、抵抗R、コンデンサCによって構成されている。
[Specific Configuration of VCO Drive Circuit (First VCO Drive Circuit): FIG. 2]
Next, a specific configuration of the VCO driving circuit will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a configuration diagram of the VCO drive circuit according to the first embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 2, the VCO drive circuit (first VCO drive circuit) according to the first embodiment of the present invention receives digital data of coarse adjustment frequency from the control circuit 3 and the control circuit 3. Pulse width modulation (PWM: Pulse Width Modulation) is input with coarse adjustment DAC 4 to be converted into analog data, operational amplifier 11 for amplifying the output from coarse adjustment DAC 4 several times, and fine adjustment frequency digital data from control circuit 3. ) A pulse width modulation circuit (PWM) 12, a fine adjustment DAC 6 that converts digital data from the pulse width modulation circuit 12 into analog data, an LPF 5 that smoothes the output from the operational amplifier 11, and an output from the fine adjustment DAC 6 And a synthesizing means for combining the coarse adjustment frequency voltage and the fine adjustment frequency voltage and outputting them to the VCO 9, the resistor R and the capacitor C. It is constituted by.

合成手段を具体的に説明すると、オペアンプ11からの出力を粗調系ライン、微調用DAC6からの出力を微調系ラインとすると、粗調系ラインには、抵抗R5 、LPF5が直列に接続され、VCO9の制御端子に入力している。   Specifically, the synthesizing means will be described. When the output from the operational amplifier 11 is a coarse adjustment line and the output from the fine adjustment DAC 6 is a fine adjustment line, resistors R5 and LPF5 are connected in series to the coarse adjustment line. Input to the control terminal of the VCO 9.

また、微調系ラインには、LPF7、可変抵抗R4 が直列に接続され、可変抵抗R4 の終端は接地されている。   Further, the LPF 7 and the variable resistor R4 are connected in series to the fine adjustment system line, and the end of the variable resistor R4 is grounded.

そして、粗調系ラインと微調系ラインは、抵抗R5 とLPF5との間の点と、微調用DAC6とLPF7との間の点が抵抗R6 を介して接続され、更にLPF5とVCO9との間の点と、LPF7と可変抵抗R4 との間の点がコンデンサC8 を介して結合している。   The coarse adjustment line and the fine adjustment line are connected via a resistor R6 between a point between the resistor R5 and the LPF5 and a point between the DAC 6 for fine adjustment and the LPF7, and further between the LPF5 and the VCO9. The point and the point between the LPF 7 and the variable resistor R4 are coupled via a capacitor C8.

そして、可変抵抗R4 は、デジタルポテンショメータ等のデジタル信号によって可変可能な抵抗である。可変抵抗R4 の可変抵抗値は、制御回路3から制御されるようになっている。尚、可変抵抗R4 は、可変抵抗の値を可変にすることで電圧を制御するものであるから、電圧制御手段といえる。   The variable resistor R4 is a resistor that can be varied by a digital signal such as a digital potentiometer. The variable resistance value of the variable resistor R4 is controlled by the control circuit 3. The variable resistor R4 is a voltage control means because it controls the voltage by changing the value of the variable resistor.

第1のVCO駆動回路は、微調用DAC6からの出力が電流出力型の構成である。つまり、粗調系ラインは電圧駆動であるが、微調系ラインにおいては、微調用DAC6からの出力電流によって微調用周波数が調整される構成である。
粗調用DAC4からの出力は、大まかなVCO出力周波数を決定するための電圧をVCO9の制御端子に与えるものである。
The first VCO driving circuit has a current output type output from the fine tuning DAC 6. That is, the coarse adjustment line is voltage driven, but the fine adjustment line has a configuration in which the fine adjustment frequency is adjusted by the output current from the fine adjustment DAC 6.
The output from the coarse adjustment DAC 4 provides a voltage for determining a rough VCO output frequency to the control terminal of the VCO 9.

PLLとして、VCO9を制御する電圧は、微調用DAC6からのPWM信号の電流であり、このPWM信号が、LPF7で平滑化され、オペアンプ11で増幅された粗調用DAC4からの出力にコンデンサC8 で結合して加算され、VCO9の制御端子に印加される。   As the PLL, the voltage for controlling the VCO 9 is the current of the PWM signal from the fine tuning DAC 6, and this PWM signal is smoothed by the LPF 7 and coupled to the output from the coarse tuning DAC 4 amplified by the operational amplifier 11 by the capacitor C 8. Are added and applied to the control terminal of the VCO 9.

尚、LPFとしては、抵抗RとコンデンサCの組み合わせであるRCフィルタ、コイルLとコンデンサCの組み合わせである抵抗ゼロのLCフィルタ、抵抗R、コイルLとコンデンサCを組み合わせたフィルタであってもよい。   The LPF may be an RC filter that is a combination of a resistor R and a capacitor C, an LC filter that is a combination of a coil L and a capacitor C, and a filter that is a combination of a resistor R, a coil L, and a capacitor C. .

微調用DAC6の出力の直流成分により、微調用DAC6の出力段における電圧V1 =(LPF7の抵抗値+R4 )I(電流)であり、可変抵抗R4 の入力段における電圧V2 =R4 Iとなる。
微調用DAC6の直流成分がVCO9の入力段の直流成分に影響を与えないようにするために、微調用DAC6からの出力は、抵抗R6 を介して粗調用DAC4からの出力に接続する。このとき、各抵抗の条件として、(LPF7の抵抗値+R4 )≪R6 とする。抵抗R6 をLPF7の抵抗値+R4 に比べて非常に大きくすることで、微調用DAC6の直流成分は粗調用DAC4の直流成分に影響を与えないことになる。
Due to the DC component of the output of the fine adjustment DAC 6, the voltage V1 at the output stage of the fine adjustment DAC 6 = (resistance value of LPF7 + R4) I (current) and the voltage V2 at the input stage of the variable resistor R4 = R4I.
In order to prevent the DC component of the fine tuning DAC 6 from affecting the DC component of the input stage of the VCO 9, the output from the fine tuning DAC 6 is connected to the output from the coarse tuning DAC 4 via the resistor R6. At this time, as a condition of each resistor, (LPF7 resistance value + R4) << R6. By making the resistance R6 very large compared to the resistance value + R4 of the LPF 7, the DC component of the fine tuning DAC 6 does not affect the DC component of the coarse tuning DAC 4.

また、抵抗R6 を接続したことにより、VCO制御端子に印加される粗調電圧は、オペアンプ11からの出力電圧から抵抗R5 、R6 、LPF7の抵抗値で分圧されるが、抵抗R6 の値が大きいため、ほぼ、{R6 /(R5 +R6 )}V(電圧)になる。
また、LPF7の抵抗値は、微調用DAC6の出力を電圧に変換するための抵抗であると共に、LPF7のコンデンサCを追加することで、PWM信号を平滑化するLPFとしても動作する。
Since the resistor R6 is connected, the coarse voltage applied to the VCO control terminal is divided by the resistance values of the resistors R5, R6 and LPF7 from the output voltage from the operational amplifier 11, but the value of the resistor R6 is Since it is large, it becomes {R6 / (R5 + R6)} V (voltage).
The resistance value of the LPF 7 is a resistor for converting the output of the fine tuning DAC 6 into a voltage, and operates as an LPF that smoothes the PWM signal by adding a capacitor C of the LPF 7.

VCO制御端子に印加される電圧のノイズは、VCO9の出力へのスプリアス(不要波)の原因になるため、LPF5は、粗調用DAC4の出力のノイズを除去するために、低い周波数しか通過させない周波数通過特性(応答速度の遅い)を有する時定数の大きいLPF(粗調用LPF)である。これに対して、LPF7及び可変抵抗R4 は、高い周波数まで通過させる周波数通過特性(応答速度の速い)を有する時定数の小さいLPF(微調用LPF)ということになる。   Since the noise of the voltage applied to the VCO control terminal causes a spurious (unnecessary wave) to the output of the VCO 9, the LPF 5 has a frequency that allows only a low frequency to pass in order to remove the noise of the output of the coarse adjustment DAC 4. It is an LPF (rough tuning LPF) with a large time constant having pass characteristics (slow response speed). On the other hand, the LPF 7 and the variable resistor R4 are low-pass LPFs (fine tuning LPFs) having a frequency passing characteristic (fast response speed) that allows a high frequency to pass.

広帯域なVCO9の制御電圧の範囲は、0〜20V程度で、DACの電源電圧以上が要求される場合があるため、オペアンプ11で増幅することから、上記の時定数の大きいLPFが必要である。
オペアンプ11は、電圧を増幅するために使用するため、VCO9の制御電圧が低いときは使用しなくてもよい。
Since the control voltage range of the wideband VCO 9 is about 0 to 20 V and may be higher than the power supply voltage of the DAC, amplification by the operational amplifier 11 requires the LPF having a large time constant described above.
Since the operational amplifier 11 is used to amplify the voltage, it may not be used when the control voltage of the VCO 9 is low.

第1のVCO駆動回路では、VCOの制御端子からみたインピーダンスは、コンデンサC8 と可変抵抗R4 で決まるため、可変抵抗R4 を小さくすることでインピーダンスを低くできる。ここで、可変抵抗R4 を数十とすることで、低インピーダンスとすることができ、VCOの位相雑音特性の劣化を防ぐことができる。   In the first VCO driving circuit, since the impedance viewed from the control terminal of the VCO is determined by the capacitor C8 and the variable resistor R4, the impedance can be lowered by reducing the variable resistor R4. Here, by setting the variable resistor R4 to several tens, the impedance can be reduced and the deterioration of the phase noise characteristic of the VCO can be prevented.

次に、第1のVCO駆動回路における特徴部分である可変抵抗R4 について具体的に説明する。
VCO9の個体バラツキ等によってVCO9のVF 感度Kv が変動する場合がある。可変抵抗R4 は、VCO9からみたVF 感度を一定に保つよう調整されることで、PLLをかけたときの固有周波数fn を一定に保つようにするものである。
可変抵抗R4 は、制御回路3からVCO9の固体バラツキや温度変化に応じて抵抗値(制御値)が制御されるようになっている。制御される抵抗値は、実験によってVCO9のVF 感度が測定され、そのVF 感度が一定となるよう設定される。
Next, the variable resistor R4, which is a characteristic part of the first VCO drive circuit, will be specifically described.
The VF sensitivity Kv of the VCO 9 may vary due to individual variations of the VCO 9 and the like. The variable resistor R4 is adapted to keep the VF sensitivity as seen from the VCO 9 constant so that the natural frequency fn when the PLL is applied is kept constant.
The resistance value (control value) of the variable resistor R4 is controlled from the control circuit 3 according to the solid variation of the VCO 9 and the temperature change. The resistance value to be controlled is set so that the VF sensitivity of the VCO 9 is measured by experiment and the VF sensitivity is constant.

[第2のVCO駆動回路:図3]
更に、本発明の第2の実施の形態に係るVCO駆動回路について図3を参照しながら説明する。図3は、本発明の第2の実施の形態に係るVCO駆動回路の構成図である。
本発明の第2の実施の形態に係るVCO駆動回路(第2のVCO駆動回路)は、図3に示すように、基本的には第1のVCO駆動回路と同様であるが、制御回路3に接続する温度センサ14を設け、当該温度センサ14がVCO9の近傍に設けられている。
第2のVCO駆動回路では、温度センサによって温度を測定し、測定された温度の値をデジタルデータで制御回路3に出力する。尚、温度センサ14を温度測定手段ということができる。
[Second VCO drive circuit: FIG. 3]
Further, a VCO driving circuit according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a configuration diagram of a VCO drive circuit according to the second embodiment of the present invention.
The VCO drive circuit (second VCO drive circuit) according to the second embodiment of the present invention is basically the same as the first VCO drive circuit as shown in FIG. A temperature sensor 14 connected to the VCO 9 is provided, and the temperature sensor 14 is provided in the vicinity of the VCO 9.
In the second VCO drive circuit, the temperature is measured by the temperature sensor, and the measured temperature value is output to the control circuit 3 as digital data. The temperature sensor 14 can be referred to as a temperature measuring unit.

VCO9は、温度変化によってVCO9のVF 感度Kv が変動する場合がある。可変抵抗R4 は、図2と同様に、微調用DAC6からみたVF 感度を一定に保つよう調整することで、PLLをかけたときの固有周波数fn を一定に保つようにするものである。   In the VCO 9, the VF sensitivity Kv of the VCO 9 may fluctuate due to temperature changes. As in FIG. 2, the variable resistor R4 is adjusted so as to keep the VF sensitivity as seen from the fine tuning DAC 6 constant so that the natural frequency fn when the PLL is applied is kept constant.

[可変抵抗R4 とVF 感度の関係:図4]
次に、可変抵抗R4 を可変とするとことで、微調用DAC6の出力からみたVF 感度を可変にする例について図4を参照しながら説明する。図4は、可変抵抗R4 とVF 感度の関係を示す図である。
図4において、例えば、VCO9のVF 感度Kv が常温で30MHz/Vであると仮定し、微調用DAC6の出力(1)が0〜0.8Vで制御されると仮定すると、第1の例[1]では、LPF7の抵抗値=10、可変抵抗R4 =10とした場合、微調用DAC6の出力が0Vに制御すると、可変抵抗R4 のコンデンサC8側の端子にかかる電圧(2)は、0Vとなり、微調用DAC6の出力が0.8Vに制御すると、電圧(2)は、0.2Vとなったとする。
[Relationship between variable resistance R4 and VF sensitivity: Fig. 4]
Next, an example in which the VF sensitivity viewed from the output of the fine adjustment DAC 6 is made variable by making the variable resistor R4 variable will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the variable resistor R4 and the VF sensitivity.
In FIG. 4, for example, assuming that the VF sensitivity Kv of the VCO 9 is 30 MHz / V at room temperature and the output (1) of the fine tuning DAC 6 is controlled at 0 to 0.8 V, the first example [ 1], when the resistance value of the LPF 7 is 10 and the variable resistor R4 is 10, and the output of the fine tuning DAC 6 is controlled to 0 V, the voltage (2) applied to the capacitor C8 side terminal of the variable resistor R4 becomes 0 V. When the output of the fine tuning DAC 6 is controlled to 0.8V, the voltage (2) is assumed to be 0.2V.

従って、VCO周波数の変化量は、VF 感度Kv 電圧(2)=30MHz/V0.2V=6.0MHzとなる。更に、微調用DAC6の出力から見たVF 感度は、30MHz/V(0.2V/0.8V)=7.5MHz/Vとなる。   Therefore, the amount of change in the VCO frequency is VF sensitivity Kv voltage (2) = 30 MHz / V0.2 V = 6.0 MHz. Further, the VF sensitivity viewed from the output of the fine adjustment DAC 6 is 30 MHz / V (0.2 V / 0.8 V) = 7.5 MHz / V.

また、第2の例[2]では、LPF7の抵抗値=10、可変抵抗R4 =5とした場合、微調用DAC6の出力が0Vに制御すると、可変抵抗R4 のコンデンサC8側の端子にかかる電圧(2)は、0Vとなり、微調用DAC6の出力が0.8Vに制御すると、電圧(2)は、0.11Vとなったとする。   In the second example [2], when the resistance value of the LPF 7 is set to 10 and the variable resistor R4 is set to 5, the voltage applied to the capacitor C8 side terminal of the variable resistor R4 when the output of the fine tuning DAC 6 is controlled to 0V. (2) is 0 V, and it is assumed that the voltage (2) becomes 0.11 V when the output of the fine tuning DAC 6 is controlled to 0.8 V.

従って、VCO周波数の変化量は、VF 感度Kv 電圧(2)=30MHz/V0.11V=3.3MHzとなる。更に、微調用DAC6の出力から見たVF 感度は、30MHz/V(0.11V/0.8V)≒4.1MHz/Vとなる。   Therefore, the amount of change in the VCO frequency is VF sensitivity Kv voltage (2) = 30 MHz / V0.11 V = 3.3 MHz. Further, the VF sensitivity viewed from the output of the fine adjustment DAC 6 is 30 MHz / V (0.11 V / 0.8 V) ≈4.1 MHz / V.

[温度に対するVF 感度及びR4 抵抗値の関係:図5]
以上の特性を踏まえ、第2のVCO駆動回路における制御方法について図5を参照しながら説明する。図5は、温度に対するVF 感度及びR4 抵抗値の関係を示す図である。
図5に示すように、温度が上昇するにつれて実際のVCO9のVF 感度はにぶくなっている。これに対して、可変抵抗R4 の抵抗値を温度上昇に対応させて徐々に上げることで、微調用DAC6から見たVF 感度を一定にできる。その結果、PLL固有周波数fn も一定値に保つことができるものである。
[Relationship between VF sensitivity and R4 resistance against temperature: Fig. 5]
Based on the above characteristics, a control method in the second VCO driving circuit will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a graph showing the relationship between the VF sensitivity and the R4 resistance value with respect to temperature.
As shown in FIG. 5, as the temperature rises, the actual VF sensitivity of the VCO 9 decreases. On the other hand, by gradually increasing the resistance value of the variable resistor R4 corresponding to the temperature rise, the VF sensitivity viewed from the fine adjustment DAC 6 can be made constant. As a result, the PLL natural frequency fn can also be maintained at a constant value.

つまり、予め、VCO9のVF 感度Kv の温度特性を測定して把握しておき、制御回路3内に設けたメモリ(例えば、ROMテーブル)に当該温度特性(温度に対するVF 感度と対応する適正なR4 抵抗値の関係)をデータとして記憶しておき、温度センサ14で検出された温度から、VCO9から見たVF 感度が目的のVF 感度になるように、制御回路3がメモリを検索して対応する適正な抵抗値を読み込み、可変抵抗R4 の抵抗値(制御値)を設定する。   That is, the temperature characteristic of the VF sensitivity Kv of the VCO 9 is measured and grasped in advance, and an appropriate R4 corresponding to the VF sensitivity with respect to the temperature is stored in a memory (for example, a ROM table) provided in the control circuit 3. The relationship between the resistance values) is stored as data, and the control circuit 3 searches the memory so that the VF sensitivity viewed from the VCO 9 becomes the target VF sensitivity from the temperature detected by the temperature sensor 14. Read the appropriate resistance value and set the resistance value (control value) of the variable resistor R4.

[VCOの位相雑音特性:図6]
第1及び第2のVCO駆動回路におけるVCOの位相雑音特性を図6に示す。図6は、VCOの位相雑音特性を示す図である。図6では、横軸がオフセット周波数(離調周波数)を示し、縦軸が位相雑音を示しており、電圧感度が低いときと電圧感度が高いときとでは、その特性が異なっている。
[VCO phase noise characteristics: Fig. 6]
FIG. 6 shows the phase noise characteristics of the VCO in the first and second VCO drive circuits. FIG. 6 is a diagram showing the phase noise characteristics of the VCO. In FIG. 6, the horizontal axis indicates the offset frequency (detuning frequency), and the vertical axis indicates the phase noise. The characteristics are different when the voltage sensitivity is low and when the voltage sensitivity is high.

[温度によるVCOの位相雑音特性:図7,図8]
また、温度が低い場合のVCOの位相雑音特性を図7に示し、温度が高い場合のVCOの位相雑音特性を図8に示す。
例えば、常温(25℃)の時、固有周波数が30kHzであったとすると、温度が高くなった時は、図7に示すように、固有周波数は18kHzになり、温度が低くなった時は、図8に示すように、固有周波数は40kHzになる。図7,8において、横軸がオフセット周波数、縦軸が位相雑音である。
[VCO phase noise characteristics with temperature: Fig. 7 and Fig. 8]
FIG. 7 shows the phase noise characteristics of the VCO when the temperature is low, and FIG. 8 shows the phase noise characteristics of the VCO when the temperature is high.
For example, if the natural frequency is 30 kHz at room temperature (25 ° C.), as shown in FIG. 7, the natural frequency is 18 kHz when the temperature is high, and the temperature is low when the temperature is low. As shown in FIG. 8, the natural frequency is 40 kHz. 7 and 8, the horizontal axis represents the offset frequency and the vertical axis represents the phase noise.

第1のVCO駆動回路によれば、VCO9の固体バラツキを可変抵抗R4 で調整することで、VCO9から見たVF 感度を一定にでき、PLL固有周波数fn も一定値に保つことができる効果がある。   According to the first VCO drive circuit, by adjusting the solid variation of the VCO 9 with the variable resistor R4, the VF sensitivity seen from the VCO 9 can be made constant, and the PLL natural frequency fn can be kept at a constant value. .

第2のVCO駆動回路によれば、VCO9の温度変化を可変抵抗R4 で調整することで、VCO9から見たVF 感度を一定にでき、PLL固有周波数fn も一定値に保つことができる効果がある。   According to the second VCO drive circuit, by adjusting the temperature change of the VCO 9 with the variable resistor R4, the VF sensitivity seen from the VCO 9 can be made constant, and the PLL natural frequency fn can be kept constant. .

尚、第1のVCO駆動回路と第2のVCO駆動回路を一体にしたVCO駆動回路としてもよい。
また、第1のVCO駆動回路と第2のVCO駆動回路を備えたシンセサイザとすることで、PLL固有周波数fn を一定値に保つことができ、安定性を確保できる効果がある。
Note that a VCO driving circuit in which the first VCO driving circuit and the second VCO driving circuit are integrated may be used.
In addition, by using a synthesizer including the first VCO drive circuit and the second VCO drive circuit, the PLL natural frequency fn can be maintained at a constant value, and there is an effect that stability can be ensured.

[第3のVCO駆動回路:図9]
次に、本発明の第3の実施の形態に係るVCO駆動回路(第3のVCO駆動回路)について図9を参照しながら説明する。図9は、本発明の第3の実施の形態に係るVCO駆動回路の構成図である。
第3のVCO駆動回路は、図9に示すように、第1のVCO駆動回路に対して、抵抗R5 とLPF5との間の点とLPF5とVCO9との間の点とを接続するスイッチ13が設けられ、制御回路3からの制御によりスイッチ13の開閉が為される。
[Third VCO drive circuit: FIG. 9]
Next, a VCO drive circuit (third VCO drive circuit) according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 9 is a configuration diagram of a VCO drive circuit according to the third embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 9, the third VCO driving circuit includes a switch 13 that connects the point between the resistor R5 and the LPF5 and the point between the LPF5 and the VCO9 with respect to the first VCO driving circuit. The switch 13 is opened and closed under the control of the control circuit 3.

スイッチ13が開となると上記2点は接続されない状態となり、コンデンサC8 にはLPF5を介して電荷が蓄積されることになり、スイッチ13が閉となると上記2点が接続された状態となり、抵抗R5 の後段の電圧がVCO9の入力側に印加されることになり、コンデンサC8 に瞬時に電荷が蓄積されることになる。   When the switch 13 is opened, the two points are not connected, and the capacitor C8 is charged with the charge via the LPF 5. When the switch 13 is closed, the two points are connected, and the resistor R5 The subsequent voltage is applied to the input side of the VCO 9, and the charge is instantaneously accumulated in the capacitor C8.

スイッチ13を設け、VCO9への電圧印加の初期に瞬時(数μsec )にオン(閉)とすることにより、応答時間を早くできるものである。
これは、粗調用DAC4の出力は、時定数の大きいLPFとなるため、ロック時間が遅くなってしまうため、ロック時間を短縮するために、スイッチ13を設けている。
By providing the switch 13 and turning it on (closed) instantaneously (several μsec) at the initial stage of voltage application to the VCO 9, the response time can be shortened.
This is because the output of the coarse adjustment DAC 4 is an LPF having a large time constant, and the lock time is delayed. Therefore, the switch 13 is provided to shorten the lock time.

[第4のVCO駆動回路:図10]
次に、本発明の第4の実施の形態に係るVCO駆動回路(第4のVCO駆動回路)について図10を参照しながら説明する。図10は、本発明の第4の実施の形態に係るVCO駆動回路の構成図である。
第4のVCO駆動回路は、図10に示すように、第2のVCO駆動回路に対して、抵抗R5 とLPF5との間の点とLPF5とVCO9との間の点とを接続するスイッチ13が設けられ、制御回路3からの制御によりスイッチ13の開閉が為される。
スイッチ13の動作は、第3のVCO駆動回路で説明したものと同様である。
[Fourth VCO Drive Circuit: FIG. 10]
Next, a VCO driving circuit (fourth VCO driving circuit) according to a fourth embodiment of the invention will be described with reference to FIG. FIG. 10 is a configuration diagram of a VCO drive circuit according to the fourth embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 10, the fourth VCO driving circuit includes a switch 13 that connects a point between the resistor R5 and the LPF5 and a point between the LPF5 and the VCO9 with respect to the second VCO driving circuit. The switch 13 is opened and closed under the control of the control circuit 3.
The operation of the switch 13 is the same as that described in the third VCO drive circuit.

[第5のVCO駆動回路:図11]
次に、本発明の第5の実施の形態に係るVCO駆動回路(第5のVCO駆動回路)について図11を参照しながら説明する。図11は、本発明の第5の実施の形態に係るVCO駆動回路の構成図である。
第5のVCO駆動回路は、図11に示すように、制御回路3から出力される粗調系ラインに、粗調用DAC4と、オペアンプ11と、抵抗R1 、LPF5、LPF15が直列に接続され、VCO9の制御端子に入力している。
[Fifth VCO drive circuit: FIG. 11]
Next, a VCO drive circuit (fifth VCO drive circuit) according to a fifth embodiment of the invention will be described with reference to FIG. FIG. 11 is a configuration diagram of a VCO driving circuit according to the fifth embodiment of the present invention.
In the fifth VCO drive circuit, as shown in FIG. 11, a coarse adjustment DAC 4, an operational amplifier 11, resistors R 1, LPF 5, and LPF 15 are connected in series to a coarse adjustment line output from the control circuit 3. Is input to the control terminal.

そして、LPF5とLPF15の間にはコンデンサC3 の一端が接続され、他端は可変抵抗R4 を介して接地されている。
尚、LPFとしては、抵抗RとコンデンサCの組み合わせであるRCフィルタ、コイルLとコンデンサCの組み合わせである抵抗ゼロのLCフィルタ、抵抗R、コイルLとコンデンサCを組み合わせたフィルタであってもよい。
One end of a capacitor C3 is connected between LPF5 and LPF15, and the other end is grounded via a variable resistor R4.
The LPF may be an RC filter that is a combination of a resistor R and a capacitor C, an LC filter that is a combination of a coil L and a capacitor C, and a filter that is a combination of a resistor R, a coil L, and a capacitor C. .

制御回路3から出力される微調系ラインに、PWM12と、微調用DAC6と、抵抗R5 、可変抵抗R4 が直列に接続され、可変抵抗R4 の終端は接地されている。
粗調系ラインの抵抗R1 とLPF5の間の点(3)と微調系ラインの微調用DAC6と抵抗R5 との間の点(1)は、抵抗R6 を介して接続している。
また、粗調系ラインのLPF5とLPF15の間の点(4)と微調系ラインの抵抗R5 と可変抵抗R4 との間の点(2)は、コンデンサC3 を介して結合している。
A PWM 12, a fine tuning DAC 6, a resistor R5, and a variable resistor R4 are connected in series to the fine adjustment line output from the control circuit 3, and the end of the variable resistor R4 is grounded.
The point (3) between the resistor R1 and the LPF 5 of the coarse adjustment line and the point (1) between the fine adjustment DAC 6 and the resistor R5 of the fine adjustment line are connected via the resistor R6.
The point (4) between the LPF5 and LPF15 of the coarse adjustment line and the point (2) between the resistance R5 and the variable resistance R4 of the fine adjustment line are coupled via a capacitor C3.

第5のVCO駆動回路は、微調用DAC6の出力が電圧出力型の場合の構成である。つまり、粗調系ラインは電圧駆動であり、微調系ラインも電圧駆動で動作するものである。基本的動作原理は、第1のVCO駆動回路における電流出力型と同様である。   The fifth VCO drive circuit is configured when the output of the fine tuning DAC 6 is a voltage output type. That is, the coarse adjustment line is voltage driven, and the fine adjustment line is also operated by voltage drive. The basic operation principle is the same as that of the current output type in the first VCO driving circuit.

第5のVCO駆動回路は、粗調用DAC4の出力が大まかなVCO出力周波数を決定し、微調用DAC6の出力のPWM信号がPLLを制御している。
微調用DAC6の出力のPWM信号は、コンデンサC3 にて粗調用DAC4の出力に加算される。
微調系ラインの微調用DAC6の直流成分(1)が、粗調系ラインの(4)に影響しないように、抵抗R6 を接続している。特に、抵抗R5 +可変抵抗R4 の値に比べて、抵抗R6 の値を十分大きくすることで影響は少なくなるものである。
また、LPF15は、PWM信号を平滑化するためのLPF(第3のLPF)である。
また、抵抗R1 及びLPF5は、粗調用DAC4の出力のノイズを除去するための時定数の大きいLPFである。
In the fifth VCO drive circuit, the output of the coarse adjustment DAC 4 determines a rough VCO output frequency, and the PWM signal of the output of the fine adjustment DAC 6 controls the PLL.
The PWM signal output from the fine adjustment DAC 6 is added to the output of the coarse adjustment DAC 4 by the capacitor C3.
The resistor R6 is connected so that the DC component (1) of the fine adjustment DAC 6 in the fine adjustment line does not affect the coarse adjustment line (4). In particular, the influence is reduced by sufficiently increasing the value of the resistor R6 as compared with the value of the resistor R5 + variable resistor R4.
The LPF 15 is an LPF (third LPF) for smoothing the PWM signal.
The resistors R1 and LPF5 are LPFs having a large time constant for removing noise from the output of the coarse adjustment DAC 4.

[第6のVCO駆動回路:図12]
次に、本発明の第6の実施の形態に係るVCO駆動回路(第6のVCO駆動回路)について図12を参照しながら説明する。図12は、本発明の第6の実施の形態に係るVCO駆動回路の構成図である。
第6のVCO駆動回路は、図12に示すように、第5のVCO駆動回路に対して、抵抗R1 とLPF5との間の点(3)とLPF5とLPF15との間の点(4)とを接続するスイッチ13が設けられ、制御回路3からの制御によりスイッチ13の開閉が為される。
スイッチ13の動作は、第3のVCO駆動回路で説明したものと同様である。
[Sixth VCO drive circuit: FIG. 12]
Next, a VCO driving circuit (sixth VCO driving circuit) according to a sixth embodiment of the invention will be described with reference to FIG. FIG. 12 is a configuration diagram of a VCO drive circuit according to the sixth embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 12, the sixth VCO driving circuit has a point (3) between the resistors R1 and LPF5 and a point (4) between the LPF5 and LPF15 with respect to the fifth VCO driving circuit. Is connected to the switch 13, and the switch 13 is opened and closed under the control of the control circuit 3.
The operation of the switch 13 is the same as that described in the third VCO drive circuit.

[第7のVCO駆動回路:図13]
次に、本発明の第7の実施の形態に係るVCO駆動回路(第7のVCO駆動回路)について図13を参照しながら説明する。図13は、本発明の第7の実施の形態に係るVCO駆動回路の構成図である。
第7のVCO駆動回路は、図13に示すように、第5のVCO駆動回路に対して、第2のVCO駆動回路と同様に、制御回路3に温度センサ14を接続し、制御回路3内に温度に対するVF 感度と対応する適正なR4 抵抗値の関係をデータとして記憶するメモリを設け、温度センサ14で検出された温度から、微調用DAC6から見たVF 感度が目的のVF 感度になるように、制御回路3がメモリを検索して対応する適正な抵抗値を読み込み、可変抵抗R4 の抵抗値(制御値)を設定するものである。
[Seventh VCO drive circuit: FIG. 13]
Next, a VCO driving circuit (seventh VCO driving circuit) according to a seventh embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 13 is a configuration diagram of a VCO driving circuit according to the seventh embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 13, the seventh VCO drive circuit is similar to the second VCO drive circuit in that the temperature sensor 14 is connected to the control circuit 3 to the fifth VCO drive circuit. A memory for storing the relationship between the VF sensitivity with respect to the temperature and the appropriate R4 resistance value as data is provided so that the VF sensitivity viewed from the fine adjustment DAC 6 becomes the target VF sensitivity from the temperature detected by the temperature sensor 14. Further, the control circuit 3 searches the memory, reads the appropriate resistance value, and sets the resistance value (control value) of the variable resistor R4.

[第8のVCO駆動回路:図14]
次に、本発明の第8の実施の形態に係るVCO駆動回路(第8のVCO駆動回路)について図14を参照しながら説明する。図14は、本発明の第8の実施の形態に係るVCO駆動回路の構成図である。
第8のVCO駆動回路は、図14に示すように、第6のVCO駆動回路に対して、第2及び第7のVCO駆動回路と同様に、制御回路3に温度センサ14を接続し、制御回路3内に温度に対するVF 感度と対応する適正なR4 抵抗値の関係をデータとして記憶するメモリを設け、温度センサ14で検出された温度から、微調用DAC6から見たVF 感度が目的のVF 感度になるように、制御回路3がメモリを検索して対応する適正な抵抗値を読み込み、可変抵抗R4 の抵抗値(制御値)を設定するものである。
[Eighth VCO drive circuit: FIG. 14]
Next, a VCO drive circuit (eighth VCO drive circuit) according to an eighth embodiment of the invention will be described with reference to FIG. FIG. 14 is a configuration diagram of a VCO drive circuit according to the eighth embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 14, the eighth VCO drive circuit connects the temperature sensor 14 to the control circuit 3 and controls the sixth VCO drive circuit in the same manner as the second and seventh VCO drive circuits. The circuit 3 is provided with a memory for storing the relationship between the VF sensitivity with respect to the temperature and an appropriate R4 resistance value as data, and the VF sensitivity viewed from the fine adjustment DAC 6 from the temperature detected by the temperature sensor 14 is the target VF sensitivity. Thus, the control circuit 3 searches the memory, reads the corresponding appropriate resistance value, and sets the resistance value (control value) of the variable resistor R4.

本発明は、VCOの制御端子からみたインピーダンスを低くして、VCOの位相雑音特性の劣化を防ぐと共に、VCOの固体バラツキや温度変化に対して、固有周波数を一定値に保つことができるVCO駆動回路及び周波数シンセサイザに好適である。   The present invention lowers the impedance viewed from the control terminal of the VCO to prevent the deterioration of the phase noise characteristics of the VCO, and can maintain the natural frequency at a constant value with respect to the solid variation of the VCO and the temperature change. Suitable for circuits and frequency synthesizers.

本発明の実施の形態に係る周波数シンセサイザの概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram of a frequency synthesizer according to an embodiment of the present invention. 本発明の第1の実施の形態に係るVCO駆動回路の構成図である。1 is a configuration diagram of a VCO drive circuit according to a first embodiment of the present invention. FIG. 本発明の第2の実施の形態に係るVCO駆動回路の構成図である。It is a block diagram of the VCO drive circuit based on the 2nd Embodiment of this invention. 可変抵抗R4 とVF 感度の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between variable resistance R4 and VF sensitivity. 温度に対するVF 感度及びR4 抵抗値の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship of VF sensitivity with respect to temperature, and R4 resistance value. VCOの位相雑音特性を示す図である。It is a figure which shows the phase noise characteristic of VCO. 温度が低い場合のVCOの位相雑音特性を示す図である。It is a figure which shows the phase noise characteristic of VCO when temperature is low. 温度が高い場合のVCOの位相雑音特性を示す図である。It is a figure which shows the phase noise characteristic of VCO in case temperature is high. 本発明の第3の実施の形態に係るVCO駆動回路の構成図である。It is a block diagram of the VCO drive circuit based on the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第4の実施の形態に係るVCO駆動回路の構成図である。It is a block diagram of the VCO drive circuit based on the 4th Embodiment of this invention. 本発明の第5の実施の形態に係るVCO駆動回路の構成図である。It is a block diagram of the VCO drive circuit based on the 5th Embodiment of this invention. 本発明の第6の実施の形態に係るVCO駆動回路の構成図である。It is a block diagram of the VCO drive circuit based on the 6th Embodiment of this invention. 本発明の第7の実施の形態に係るVCO駆動回路の構成図である。It is a block diagram of the VCO drive circuit based on the 7th Embodiment of this invention. 本発明の第8の実施の形態に係るVCO駆動回路の構成図である。It is a block diagram of the VCO drive circuit based on the 8th Embodiment of this invention. 従来の周波数シンセサイザの概略構成図である。It is a schematic block diagram of the conventional frequency synthesizer.

符号の説明Explanation of symbols

1…発振回路、 2…分周器、 3…制御回路、 4…粗調用DAC、 5…LPF、 6…微調用DAC、 7…LPF、 8…合成器、 9…電圧制御発振器(VCO)、 10…分周器、 11…オペアンプ、 12…パルス幅変調回路(PWM)、 13…スイッチ、 14…温度センサ、 15…LPF、 21…発振器、 22…分周器、 23…位相比較器(PLL IC)、 24…チャージポンプ、 25…LPF、 26…VCO、 27…分周器、   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Oscillation circuit, 2 ... Frequency divider, 3 ... Control circuit, 4 ... Coarse adjustment DAC, 5 ... LPF, 6 ... Fine adjustment DAC, 7 ... LPF, 8 ... Synthesizer, 9 ... Voltage controlled oscillator (VCO), DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Frequency divider, 11 ... Operational amplifier, 12 ... Pulse width modulation circuit (PWM), 13 ... Switch, 14 ... Temperature sensor, 15 ... LPF, 21 ... Oscillator, 22 ... Frequency divider, 23 ... Phase comparator (PLL) IC), 24 ... charge pump, 25 ... LPF, 26 ... VCO, 27 ... frequency divider,

Claims (10)

電圧制御発振器の制御端子に制御信号を入力するVCO駆動回路であって、
粗調用周波数のデジタルデータと微調用周波数のデジタルデータとを出力する制御回路と、
粗調用周波数のデジタルデータを入力し、アナログ信号を出力する粗調用DACと、
微調用周波数のデジタルデータを入力し、アナログ信号を出力する微調用DACと、
前記粗調用DACからの出力のノイズを除去して前記電圧制御発振器の制御端子への入力とする第1のLPFと、
前記微調用DACからの出力を電圧に変換し、信号の平滑化を行う第2のLPFと、
前記第1のLPFの入力段と前記第2のLPFの入力段とを接続する抵抗と、
前記第1のLPFの出力に前記第2のLPFの出力が加算されるよう容量結合するコンデンサと、
前記第2のLPFの出力側に設けられ、電圧を可変にする電圧制御手段とを有し、
前記第1のLPFは、前記第2のLPFの周波数通過特性に対して低い周波数しか通過させない周波数通過特性を有し、
前記第2のLPFは、前記第1のLPFの周波数通過特性に対して高い周波数まで通過させる周波数通過特性を有することを特徴とするVCO駆動回路。
A VCO driving circuit for inputting a control signal to a control terminal of a voltage controlled oscillator,
A control circuit that outputs digital data for coarse tuning frequency and fine tuning frequency;
Coarse adjustment DAC that inputs digital data of coarse adjustment frequency and outputs analog signal;
A fine-tuning DAC that inputs digital data of a fine-tuning frequency and outputs an analog signal;
A first LPF shall be the input of removing the noise of the output from the DAC for the coarse adjustment to the control terminal of the voltage controlled oscillator,
Converts the output from the fine adjustment DAC to a voltage, a second LPF intends line smoothing signal,
A resistor connecting the input stage of the first LPF and the input stage of the second LPF;
A capacitor capacitively coupled so that the output of the second LPF is added to the output of the first LPF;
Provided on the output side of the second LPF, it has a voltage control means for the voltage variable,
The first LPF has a frequency pass characteristic that allows only a low frequency to pass through the frequency pass characteristic of the second LPF,
The second LPF is, VCO driving circuit according to claim Rukoto that having a frequency pass characteristic of passing up to a frequency higher than the frequency pass characteristic of the first LPF.
第1のLPFは、抵抗とコンデンサ、コイルとコンデンサ又は抵抗、コイルとコンデンサで構成され、
第2のLPFは、抵抗とコンデンサ、コイルとコンデンサ又は抵抗、コイルとコンデンサで構成され、
前記第1のLPFの入力段と前記第2のLPFの入力段とを接続している抵抗の値は、前記第2のLPFを構成する抵抗の値の総和より大きくし、
電圧制御手段は、可変抵抗で構成されていることを特徴とする請求項1記載のVCO駆動回路。
The first LPF is composed of a resistor and a capacitor, a coil and a capacitor or a resistor, a coil and a capacitor,
The second LPF includes a resistor and a capacitor, a coil and a capacitor or a resistor, a coil and a capacitor,
The resistance value connecting the input stage of the first LPF and the input stage of the second LPF is made larger than the sum of the resistance values constituting the second LPF,
2. The VCO drive circuit according to claim 1, wherein the voltage control means is composed of a variable resistor.
電圧制御発振器の制御端子に制御信号を入力するVCO駆動回路であって、
粗調用周波数のデジタルデータと微調用周波数のデジタルデータとを出力する制御回路と、
粗調用周波数のデジタルデータを入力し、アナログ信号を出力する粗調用DACと、
微調用周波数のデジタルデータを入力し、アナログ信号を出力する微調用DACと、
前記粗調用DACからの出力のノイズを除去する第1のLPFと、
前記微調用DACからの出力の電圧を分圧する分圧手段と、
前記第1のLPFの入力段と前記分圧手段の入力段とを接続する抵抗と、
前記第1のLPFからの出力信号を平滑化して電圧制御発振器の制御端子への入力とする第3のLPFと、
前記第1のLPFの出力に前記分圧手段で分圧された電圧が印加されるよう容量結合するコンデンサと、
前記分圧手段に設けられ、電圧を可変にする電圧制御手段とを有し、
前記第1のLPFは、前記第3のLPFの周波数通過特性に対して低い周波数しか通過させない周波数通過特性を有することを特徴とするVCO駆動回路。
A VCO driving circuit for inputting a control signal to a control terminal of a voltage controlled oscillator,
A control circuit that outputs digital data for coarse tuning frequency and fine tuning frequency;
Coarse adjustment DAC that inputs digital data of coarse adjustment frequency and outputs analog signal;
A fine-tuning DAC that inputs digital data of a fine-tuning frequency and outputs an analog signal;
A first LPF to eliminate noise output from the coarse tuning DAC,
Voltage dividing means for dividing the voltage of the output from the fine adjustment DAC;
A resistor connecting the input stage of the first LPF and the input stage of the voltage dividing means;
A third LPF that smoothes the output signal from the first LPF and inputs it to the control terminal of the voltage controlled oscillator;
A capacitor that is capacitively coupled so that the voltage divided by the voltage dividing means is applied to the output of the first LPF;
Provided in the voltage divider, to have a voltage control means for the voltage variable,
The first LPF is, VCO driving circuit according to claim Rukoto that having a third frequency pass characteristics not lower frequencies only passed against frequency pass characteristics of the LPF.
第1のLPFは、抵抗とコンデンサ、コイルとコンデンサ又は抵抗、コイルとコンデンサで構成され、
第3のLPFは、抵抗とコンデンサ、コイルとコンデンサ又は抵抗、コイルとコンデンサで構成され、
分圧手段は、抵抗と可変抵抗で構成され、
前記第1のLPFの入力段と前記分圧手段の入力段とを接続している抵抗の値は、前記分圧手段を構成する抵抗の値の総和より大きいことを特徴とする請求項3記載のVCO駆動回路。
The first LPF is composed of a resistor and a capacitor, a coil and a capacitor or a resistor, a coil and a capacitor,
The third LPF is composed of a resistor and a capacitor, a coil and a capacitor or a resistor, a coil and a capacitor,
The voltage dividing means is composed of a resistor and a variable resistor,
4. The resistance value connecting the input stage of the first LPF and the input stage of the voltage dividing means is larger than the sum of the resistance values constituting the voltage dividing means. VCO drive circuit.
制御回路は、電圧制御発振器の固体バラツキに対応して固有周波数を一定に保つためのVCO駆動回路における電圧制御手段の制御値を記憶しており、前記電圧制御手段に当該制御値を供給することを特徴とする請求項1乃至4のいずれか記載のVCO駆動回路。   The control circuit stores the control value of the voltage control means in the VCO driving circuit for keeping the natural frequency constant corresponding to the solid variation of the voltage controlled oscillator, and supplies the control value to the voltage control means The VCO driving circuit according to claim 1, wherein: 電圧制御発振器の近傍に設けられ、温度を測定する温度測定手段を備え、
制御回路は、前記電圧制御発振器の温度変化に対応して固有周波数を一定に保つためのVCO駆動回路における電圧制御手段の制御値を記憶しており、前記温度測定手段から入力される温度の値に対して前記電圧制御手段に当該制御値を供給することを特徴とする請求項1乃至4のいずれか記載のVCO駆動回路。
Provided in the vicinity of the voltage-controlled oscillator , provided with a temperature measuring means for measuring the temperature,
The control circuit stores the control value of the voltage control means in the VCO driving circuit for keeping the natural frequency constant corresponding to the temperature change of the voltage controlled oscillator, and the temperature value input from the temperature measuring means 5. The VCO drive circuit according to claim 1, wherein the control value is supplied to the voltage control means.
制御回路は、変動する温度の値に対して固有周波数を一定に保つための制御値をテーブルとして記憶するメモリを有することを特徴とする請求項6記載のVCO駆動回路。   7. The VCO drive circuit according to claim 6, wherein the control circuit has a memory for storing a control value for keeping the natural frequency constant with respect to the fluctuating temperature value as a table. 第1のLPFの入力段と出力段とを接続状態又は非接続状態とするスイッチを設け、
前記スイッチが、電源投入時又は周波数可変時に、一時的にオンとなって接続状態として容量結合するコンデンサの充放電を行うことを特徴とする請求項1乃至7のいずれか記載のVCO駆動回路。
A switch for connecting or disconnecting the input stage and the output stage of the first LPF;
8. The VCO drive circuit according to claim 1, wherein when the power is turned on or when the frequency is changed, the switch temporarily turns on and charges and discharges a capacitor that is capacitively coupled as a connected state. 9.
スイッチが、特定時間経過後にオフとなって非接続状態とし、充電されたコンデンサの放電を行うことを特徴とする請求項8記載のVCO駆動回路。   9. The VCO driving circuit according to claim 8, wherein the switch is turned off after a specified time to be disconnected to discharge the charged capacitor. 所望の周波数を発振する電圧制御発振器と、
基準周波数を発振する基準周波数発振回路と、
前記発振された基準周波数を1/Mに分周する第1の分周器と、
前記電圧制御発振器の出力をフィードバックし、1/Nに分周する第2の分周器と、
請求項1乃至9のいずれか記載のVCO駆動回路とを有し、
前記VCO駆動回路における制御回路は、前記第1の分周器からの信号と前記第2の分周器からの信号を入力して比較し、両信号の差分に基づいて粗調用周波数のデジタルデータと微調用周波数のデジタルデータとを出力することを特徴とする周波数シンセサイザ。
A voltage controlled oscillator that oscillates at a desired frequency;
A reference frequency oscillation circuit for oscillating a reference frequency;
A first divider for dividing the oscillated reference frequency by 1 / M;
A second frequency divider that feeds back the output of the voltage controlled oscillator and divides the frequency by 1 / N;
A VCO driving circuit according to any one of claims 1 to 9,
The control circuit in the VCO drive circuit inputs and compares the signal from the first frequency divider and the signal from the second frequency divider, and compares the digital data of the coarse adjustment frequency based on the difference between the two signals. And a frequency synthesizer that outputs digital data of a fine tuning frequency.
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