JP5415229B2 - Frequency synthesizer - Google Patents

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

Description

本発明は、ミキサを用いた周波数シンセサイザに関するものである。   The present invention relates to a frequency synthesizer using a mixer.

この種の周波数シンセサイザとして、下記特許文献1に開示された周波数シンセサイザが知られている。この周波数シンセサイザは、第1VCOの出力を分周器で分周し、この分周信号と基準周波数信号の位相を一致させることで第1VCOから周波数信号を出力する第1のPLLと、第1のPLLから出力される周波数信号と第2VCOの出力をミキサでミキシングし、ミキサで得られた2つの周波数信号のうち一方の周波数信号を選択し、この周波数信号と加減算周波数信号の位相を一致させることで第2VCOから周波数信号を出力する第2のPLLと、第1VCOへ加えられる信号のレベルと第2VCOへ加えられる信号のレベルとを比較して、この2つの信号のレベル差が設定電圧以上の期間、第1VCOへ加えられる信号に応じたレベル信号を第2VCOの入力端子へ加えるようにした制御回路とを備えている。   As this type of frequency synthesizer, a frequency synthesizer disclosed in Patent Document 1 below is known. The frequency synthesizer divides the output of the first VCO with a frequency divider, and the first PLL that outputs a frequency signal from the first VCO by matching the phase of the divided signal and the reference frequency signal, and the first PLL The frequency signal output from the PLL and the output of the second VCO are mixed by a mixer, one of the two frequency signals obtained by the mixer is selected, and the phases of the frequency signal and the addition / subtraction frequency signal are matched. The second PLL that outputs the frequency signal from the second VCO and the level of the signal applied to the first VCO and the level of the signal applied to the second VCO are compared, and the level difference between the two signals is greater than the set voltage. And a control circuit that applies a level signal corresponding to a signal applied to the first VCO to the input terminal of the second VCO during the period.

この周波数シンセサイザは上記のように第1および第2の2個のPLL回路を備えているが、分周器を備えた方の第1のPLL回路は応答が速く、分周器を備えていない方の第2のPLLは応答が遅い。そこで、この周波数シンセサイザでは、出力周波数を大きく変化させる場合(即ち応答時間が長くかかる場合)に、応答が速い第1のPLLに備えられている第1VCOに加える制御電圧を、応答の遅い第2のPLLに備えられている第2VCOへ加えることにより所望の周波数の近傍まで強制的に第2VCOの動作点をシフトすることで、全体としての応答を高速化している。   This frequency synthesizer includes the first and second PLL circuits as described above, but the first PLL circuit having the frequency divider has a quick response and does not have the frequency divider. The second PLL has a slow response. Therefore, in this frequency synthesizer, when the output frequency is greatly changed (that is, when the response time is long), the control voltage applied to the first VCO provided in the first PLL having a fast response is changed to the second with a slow response. By adding to the second VCO provided in the PLL, the operating point of the second VCO is forcibly shifted to the vicinity of a desired frequency, thereby speeding up the overall response.

特公平7−24380号公報(第3頁、第1図)Japanese Examined Patent Publication No. 7-24380 (page 3, Fig. 1)

ところが、上記の周波数シンセサイザには、以下の解決すべき課題が存在している。すなわち、この周波数シンセサイザでは、第1VCOおよび第2VCOへ加えられる各信号のレベルを比較して、各信号のレベル差が設定電圧以上の期間、第1VCOへ加えられる信号に応じたレベル信号を第2VCOの入力端子へ加える制御回路を、複数の電子部品(複数の定電流源、複数の抵抗、複数のダイオードおよびFET)を用いて構成している。したがって、この周波数シンセサイザには、2つのVCO内部の動作と各電子部品の特性とを考慮してこのような複雑な制御回路を設計しなければならないという課題が存在している。また、制御回路がVCOに加えられるレベル信号自体を生成する構成のため、制御回路において発生したノイズや制御回路に重畳したノイズの影響をVCOが直接受けることになるため、周波数シンセサイザのノイズ特性が悪化し易いという課題も存在している。   However, the frequency synthesizer has the following problems to be solved. That is, in this frequency synthesizer, the level of each signal applied to the first VCO and the second VCO is compared, and a level signal corresponding to the signal applied to the first VCO is output during the period when the level difference between the signals is equal to or higher than the set voltage. A control circuit to be applied to the input terminal is configured using a plurality of electronic components (a plurality of constant current sources, a plurality of resistors, a plurality of diodes, and an FET). Therefore, this frequency synthesizer has a problem that such a complicated control circuit must be designed in consideration of the operations inside the two VCOs and the characteristics of each electronic component. In addition, since the control circuit generates a level signal itself applied to the VCO, the VCO is directly affected by noise generated in the control circuit and noise superimposed on the control circuit. There is also a problem that it is easy to get worse.

本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、設計が容易で、かつノイズ特性の良好な周波数シンセサイザを提供することを主目的とする。   The present invention has been made in view of such problems, and has as its main object to provide a frequency synthesizer that is easy to design and has good noise characteristics.

上記目的を達成すべく請求項1記載の周波数シンセサイザは、入力した制御電圧に応じた周波数の出力信号を生成する電圧制御発振部と、予め設定された周波数範囲内で任意の周波数の低周波信号を生成する低周波信号生成部と、設定された周波数の高周波信号を生成する高周波信号生成部と、前記出力信号および前記高周波信号をミキシングしてミキシング信号として出力するミキサ部と、前記ミキシング信号に含まれる前記出力信号および前記高周波信号の差周波数信号を選択的に通過させる低域フィルタ部と、前記出力信号、前記高周波信号および前記差周波数信号を入力すると共に、当該出力信号の前記周波数および当該高周波信号の前記周波数の高低関係に基づいて比較用信号を出力する信号処理部と、前記低周波信号および前記比較用信号の各位相についての誤差信号を出力する位相比較部と、前記誤差信号に基づいて前記制御電圧を生成する制御電圧生成部とを備えた周波数シンセサイザであって、前記信号処理部は、前記高周波信号の前記周波数が新たに設定された際に、前記出力信号の周波数が当該新たに設定された高周波信号の周波数よりも低い前記高低関係のときには、前記位相比較部への前記比較用信号の出力を停止し、前記出力信号の周波数が当該新たに設定された高周波信号の周波数以上で、かつ前記差周波数信号の絶対周波数が前記低域フィルタ部のカットオフ周波数以上の前記高低関係のときには、前記低周波信号の周波数よりも高い周波数の基準信号を前記比較用信号として前記位相比較部に出力し、前記出力信号の周波数が当該新たに設定された高周波信号の周波数以上で、かつ前記差周波数信号の絶対周波数が前記低域フィルタ部のカットオフ周波数よりも低い前記高低関係のときには、前記差周波数信号を前記比較用信号として前記位相比較部へ出力する。   In order to achieve the above object, a frequency synthesizer according to claim 1 includes a voltage-controlled oscillator that generates an output signal having a frequency corresponding to an input control voltage, and a low-frequency signal having an arbitrary frequency within a preset frequency range. A low-frequency signal generation unit that generates a high-frequency signal generation unit that generates a high-frequency signal having a set frequency, a mixer unit that mixes the output signal and the high-frequency signal and outputs the mixed signal, and the mixing signal A low-pass filter that selectively passes a difference frequency signal between the output signal and the high-frequency signal included; and inputs the output signal, the high-frequency signal, and the difference frequency signal, and the frequency of the output signal and the A signal processing unit that outputs a comparison signal based on a level relationship of the frequency of the high-frequency signal; the low-frequency signal; and A frequency synthesizer comprising: a phase comparison unit that outputs an error signal for each phase of a comparison signal; and a control voltage generation unit that generates the control voltage based on the error signal, wherein the signal processing unit includes: When the frequency of the high-frequency signal is newly set and the frequency of the output signal is lower than the frequency of the newly set high-frequency signal, the comparison signal to the phase comparison unit When the output signal frequency is equal to or higher than the frequency of the newly set high-frequency signal and the absolute frequency of the difference frequency signal is equal to or higher than the cutoff frequency of the low-pass filter section. A reference signal having a frequency higher than the frequency of the low frequency signal is output as the comparison signal to the phase comparison unit, and the frequency of the output signal is newly set. When the absolute frequency of the difference frequency signal is higher or lower than the cut-off frequency of the low-pass filter unit, the difference frequency signal is used as the comparison signal to the phase comparison unit. Output.

また、請求項2記載の周波数シンセサイザは、請求項1記載の周波数シンセサイザにおいて、前記信号処理部は、前記高周波信号をM分周(Mは2以上の整数)して第1分周信号を出力する第1分周器と、前記出力信号を(M+L)分周(Lは1以上の整数)して第2分周信号を出力する第2分周器と、前記第2分周信号の周波数が前記第1分周信号の周波数以上のときに第1検出信号を出力する第1周波数比較器と、前記出力信号の周波数が前記高周波信号の周波数以上のときに第2検出信号を出力する第2周波数比較器と、前記差周波数信号および前記基準信号を入力すると共に、前記第1検出信号および前記第2検出信号を入力しているときには、前記位相比較部に前記比較用信号として当該基準信号を出力し、前記第1検出信号を入力せず、かつ前記第2検出信号を入力しているときには、前記位相比較部に前記比較用信号として当該差周波数信号を出力し、前記第2検出信号を入力していないときには、前記位相比較部への前記比較用信号の出力を停止させる選択部を備え、前記高周波信号の周波数をfとし、かつ前記カットオフ周波数をfcoとしたときに、数値Mが値(L×f/fco)に最も近い整数となるように規定されている。   The frequency synthesizer according to claim 2 is the frequency synthesizer according to claim 1, wherein the signal processing unit divides the high-frequency signal by M (M is an integer of 2 or more) and outputs a first divided signal. A first frequency divider, a second frequency divider that divides the output signal by (M + L) (L is an integer equal to or greater than 1) and outputs a second frequency-divided signal, and a frequency of the second frequency-divided signal A first frequency comparator that outputs a first detection signal when the frequency of the output signal is equal to or higher than the frequency of the first frequency-divided signal; When the two-frequency comparator, the difference frequency signal and the reference signal are input, and the first detection signal and the second detection signal are input, the reference signal is used as the comparison signal in the phase comparator. And input the first detection signal. When the second detection signal is not input, the difference frequency signal is output as the comparison signal to the phase comparison unit, and when the second detection signal is not input, the phase comparison unit A selection unit that stops the output of the comparison signal to the frequency, and when the frequency of the high-frequency signal is f and the cut-off frequency is fco, the numerical value M is the largest value (L × f / fco). It is specified to be a close integer.

請求項1記載の周波数シンセサイザでは、信号処理部は、高周波信号の周波数が新たに設定された際に、出力信号の周波数が新たに設定された高周波信号の周波数よりも低い高低関係のときには、位相比較部への比較用信号の出力を停止し、これによって出力信号の周波数を強制的に上昇させることにより、周波数シンセサイザをロック状態に移行させる。また、出力信号の周波数が新たに設定された高周波信号の周波数以上で、かつ差周波数信号の絶対周波数が低域フィルタ部のカットオフ周波数以上の高低関係のときには、低周波信号の周波数よりも高い周波数の基準信号を比較用信号として位相比較部に出力し、これによって出力信号の周波数を強制的に低下させることにより、周波数シンセサイザをロック状態に移行させる。また、信号処理部は、出力信号の周波数が新たに設定された高周波信号の周波数以上で、かつ差周波数信号の絶対周波数が低域フィルタ部のカットオフ周波数よりも低い高低関係のときには、差周波数信号を比較用信号として位相比較部へ出力することにより、ロック状態を継続させる。   In the frequency synthesizer according to claim 1, when the frequency of the high frequency signal is newly set, the signal processing unit has a phase when the frequency of the output signal is lower than the newly set frequency of the high frequency signal. By stopping the output of the comparison signal to the comparison unit and thereby forcibly increasing the frequency of the output signal, the frequency synthesizer is shifted to the locked state. Also, when the frequency of the output signal is higher than the newly set frequency of the high frequency signal and the absolute frequency of the difference frequency signal is higher or lower than the cutoff frequency of the low-pass filter section, it is higher than the frequency of the low frequency signal. The frequency reference signal is output as a comparison signal to the phase comparison unit, thereby forcibly reducing the frequency of the output signal, thereby shifting the frequency synthesizer to the locked state. In addition, the signal processing unit determines that the difference frequency is higher when the frequency of the output signal is higher than the newly set frequency of the high frequency signal and the absolute frequency of the difference frequency signal is lower than the cutoff frequency of the low pass filter unit. The locked state is continued by outputting the signal as a comparison signal to the phase comparison unit.

したがって、この周波数シンセサイザによれば、従来の周波数シンセサイザとは異なり、高周波信号の周波数が新たに設定された場合に周波数シンセサイザをロック状態に移行させるための回路として、2つのVCO内部の動作と各電子部品の特性とを考慮した複雑な制御回路を設計して使用する必要がないため、設計の容易化を図ることができる。また、電圧制御発振部に加えられる制御電圧を直接制御する構成ではなく、位相比較部に入力される比較用信号を切り換える構成を採用するため、内部回路において発生したノイズなどの影響を電圧制御発振部が直接受けるといった不具合を回避できる結果、良好なノイズ特性を実現することができる。   Therefore, according to this frequency synthesizer, unlike the conventional frequency synthesizer, as a circuit for shifting the frequency synthesizer to the lock state when the frequency of the high frequency signal is newly set, the operation inside the two VCOs and each Since it is not necessary to design and use a complicated control circuit in consideration of the characteristics of the electronic component, the design can be facilitated. In addition, the control voltage applied to the voltage control oscillator is not directly controlled, but the comparison signal input to the phase comparator is switched. As a result of avoiding the problem that the part directly receives, good noise characteristics can be realized.

また、請求項2記載の周波数シンセサイザによれば、信号処理部を、上記のように、第1分周器、第2分周器、第1周波数比較器、第2周波数比較器および選択部を備えて構成し、第1分周器の分周回数Mに対して第2分周器の分周回数を(M+L)とすると共に、低域フィルタ部のカットオフ周波数を考慮して、両数値M,Lを規定する構成としたことにより、低周波信号の周波数の変更に対応させてカットオフ周波数を変更した場合においても、数値M,Lの少なくとも一方を変更することにより、信号処理部から位相比較部に対して適切な比較用信号を出力させることができる。   According to the frequency synthesizer of claim 2, the signal processing unit includes the first frequency divider, the second frequency divider, the first frequency comparator, the second frequency comparator, and the selection unit as described above. The number of divisions of the second divider is set to (M + L) with respect to the number of divisions M of the first divider, and both numerical values are taken into account in consideration of the cutoff frequency of the low-pass filter unit. By adopting a configuration that defines M and L, even when the cut-off frequency is changed in response to the change in the frequency of the low-frequency signal, the signal processing unit can be changed by changing at least one of the numerical values M and L. An appropriate comparison signal can be output to the phase comparison unit.

周波数シンセサイザ1の構成を示す構成図である。1 is a configuration diagram showing a configuration of a frequency synthesizer 1. FIG. 図1の信号処理部10の構成を示す構成図である。It is a block diagram which shows the structure of the signal processing part 10 of FIG. 図2における選択部27の機能を示す機能図である。It is a functional diagram which shows the function of the selection part 27 in FIG. ロック状態における低域フィルタ部7のカットオフ周波数fco、差周波数信号Sdiの差周波数成分(fdi=|fout−f2|)、第2基準信号S3の周波数f3、高周波信号S2の周波数f2および出力信号Soutの周波数foutの高低関係を説明するための説明図である。The cutoff frequency fco of the low-pass filter section 7 in the locked state, the difference frequency component (fdi = | fout−f2 |) of the difference frequency signal Sdi, the frequency f3 of the second reference signal S3, the frequency f2 of the high frequency signal S2, and the output signal It is explanatory drawing for demonstrating the height relationship of the frequency fout of Sout. 高周波信号S2の周波数f2を低下させたときの、低域フィルタ部7のカットオフ周波数fco、差周波数信号Sdiの差周波数成分(fdi=|fout−f2|)、第2基準信号S3の周波数f3、高周波信号S2の周波数f2および出力信号Soutの周波数foutの変移状態を説明するための説明図である。When the frequency f2 of the high-frequency signal S2 is lowered, the cut-off frequency fco of the low-pass filter unit 7, the difference frequency component (fdi = | fout−f2 |) of the difference frequency signal Sdi, and the frequency f3 of the second reference signal S3 FIG. 8 is an explanatory diagram for explaining a transition state of the frequency f2 of the high-frequency signal S2 and the frequency fout of the output signal Sout. 高周波信号S2の周波数f2を上昇させたときの、低域フィルタ部7のカットオフ周波数fco、差周波数信号Sdiの差周波数成分(fdi=|fout−f2|)、高周波信号S2の周波数f2および出力信号Soutの周波数foutの変移状態を説明するための説明図である。When the frequency f2 of the high-frequency signal S2 is increased, the cut-off frequency fco of the low-pass filter unit 7, the difference frequency component (fdi = | fout−f2 |) of the difference frequency signal Sdi, the frequency f2 and the output of the high-frequency signal S2 It is explanatory drawing for demonstrating the transition state of the frequency fout of the signal Sout.

以下、周波数シンセサイザの実施の形態について、添付図面を参照して説明する。   Hereinafter, embodiments of the frequency synthesizer will be described with reference to the accompanying drawings.

最初に、周波数シンセサイザ1の構成について、図面を参照して説明する。   First, the configuration of the frequency synthesizer 1 will be described with reference to the drawings.

図1に示す周波数シンセサイザ1は、基準信号生成部2、低周波信号生成部3、高周波信号生成部4、電圧制御発振部(以下、「VCO」ともいう)5、ミキサ部6、低域フィルタ部7、位相比較部8、制御電圧生成部(以下、「ループフィルタ」ともいう)9および信号処理部10を備えて、PLL(Phase Locked Loop)回路に構成されて、予め決められた周波数範囲内において予め決められた周波数分解能(周波数間隔)で任意の周波数foutの出力信号Soutを出力可能に構成されている。   A frequency synthesizer 1 shown in FIG. 1 includes a reference signal generation unit 2, a low frequency signal generation unit 3, a high frequency signal generation unit 4, a voltage controlled oscillation unit (hereinafter also referred to as “VCO”) 5, a mixer unit 6, and a low-pass filter. Unit 7, phase comparison unit 8, control voltage generation unit (hereinafter also referred to as “loop filter”) 9, and signal processing unit 10, which is configured as a PLL (Phase Locked Loop) circuit and has a predetermined frequency range The output signal Sout having an arbitrary frequency fout can be output with a predetermined frequency resolution (frequency interval).

基準信号生成部2は、一例として、周波数が一定のクロック信号を出力する水晶発振器、および上記のクロック信号をそのクロック信号に同期させて分周する分周器(いずれも図示せず)を備え、クロック信号の分周信号である予め決められた周波数frの第1基準信号Sr、およびクロック信号の分周信号である予め決められた周波数f3の第2基準信号(基準信号)S3を生成して出力する。この場合、第2基準信号S3の周波数f3は、低周波信号生成部3から出力される低周波信号S1の周波数f1についての設定範囲(上限周波数f1max、下限周波数f1min)の上限周波数f1maxを超える値に規定されている。   As an example, the reference signal generation unit 2 includes a crystal oscillator that outputs a clock signal having a constant frequency, and a frequency divider (none of which is shown) that divides the clock signal in synchronization with the clock signal. A first reference signal Sr having a predetermined frequency fr that is a divided signal of the clock signal and a second reference signal (reference signal) S3 having a predetermined frequency f3 that is a divided signal of the clock signal are generated. Output. In this case, the frequency f3 of the second reference signal S3 exceeds the upper limit frequency f1max of the setting range (upper limit frequency f1max, lower limit frequency f1min) for the frequency f1 of the low frequency signal S1 output from the low frequency signal generator 3. It is stipulated in.

低周波信号生成部3は、一例として、DDS(Direct Digital Synthesizer)を備えて構成されて、設定範囲(上限周波数f1max、下限周波数f1min)内で設定された任意の周波数f1の低周波信号S1を出力する。高周波信号生成部4は、一例として、ループ内に分周器が介装されたPLL(Phase Locked Loop)回路で構成されている。また、高周波信号生成部4は、分周器に対して分周設定を行うことにより、出力される高周波信号S2の周波数f2(高周波信号の周波数fの一例)を変更可能に構成されている。   As an example, the low-frequency signal generation unit 3 includes a DDS (Direct Digital Synthesizer), and generates a low-frequency signal S1 having an arbitrary frequency f1 set within a setting range (upper limit frequency f1max, lower limit frequency f1min). Output. As an example, the high-frequency signal generation unit 4 is configured by a PLL (Phase Locked Loop) circuit in which a frequency divider is interposed in a loop. The high-frequency signal generator 4 is configured to change the frequency f2 of the high-frequency signal S2 to be output (an example of the frequency f of the high-frequency signal) by performing frequency division setting on the frequency divider.

VCO5は、入力した制御電圧Vcに応じた(制御電圧Vcの上昇に伴い上昇し、制御電圧Vcの低下に伴い低下する(例えば比例する))周波数foutの出力信号Soutを生成する。ミキサ部6は、出力信号Soutおよび高周波信号S2を入力してミキシングすることにより、ミキシング信号Smixを出力する。この場合、ミキシング信号Smixは、出力信号Soutおよび高周波信号S2の各周波数fout,f2の差周波数成分(fdi=|fout−f2|)で構成される差周波数信号Sdiと、各周波数fout,f2の和周波数成分(fsu=fout+f2)で構成される和周波数信号とを含んで構成されている。   The VCO 5 generates an output signal Sout having a frequency fout in accordance with the input control voltage Vc (increases as the control voltage Vc increases and decreases (eg, proportional) as the control voltage Vc decreases). The mixer unit 6 receives and mixes the output signal Sout and the high frequency signal S2, and outputs a mixing signal Smix. In this case, the mixing signal Smix includes the difference frequency signal Sdi composed of the difference frequency components (fdi = | fout−f2 |) of the frequencies fout and f2 of the output signal Sout and the high frequency signal S2, and the frequencies fout and f2. And a sum frequency signal composed of sum frequency components (fsu = fout + f2).

低域フィルタ部7は、カットオフ周波数fcoの低域通過型フィルタで構成されている。このカットオフ周波数fcoは、PLL回路で構成された周波数シンセサイザ1が周波数のロック状態にあるときに出力されるミキシング信号Smixに含まれる差周波数成分(fdi=|fout−f2|)を超え、かつ和周波数成分(fsu=fout+f2)未満となるように規定されている。この構成により、低域フィルタ部7は、ミキシング信号Smixに含まれる差周波数成分および和周波数成分のうちの差周波数成分で構成される差周波数信号Sdiを選択的に通過させる。また、後述するように、周波数シンセサイザ1がロック状態にあるときには、周波数(fout−f2)は周波数f1と等しくなっている。したがって、周波数f1を変更した場合には、fco>f1(=fout−f2)の関係が成り立つように、変更された周波数f1に対応してカットオフ周波数fcoも変更する必要がある。このため、本例の低域フィルタ部7は、カットオフ周波数fcoを変更可能に構成されている。   The low-pass filter unit 7 is composed of a low-pass filter having a cutoff frequency fco. This cut-off frequency fco exceeds the difference frequency component (fdi = | fout−f2 |) included in the mixing signal Smix that is output when the frequency synthesizer 1 configured by the PLL circuit is in the frequency locked state. It is defined to be less than the sum frequency component (fsu = fout + f2). With this configuration, the low-pass filter unit 7 selectively allows the difference frequency signal Sdi composed of the difference frequency component of the difference frequency component and the sum frequency component included in the mixing signal Smix to pass through. As will be described later, when the frequency synthesizer 1 is in the locked state, the frequency (fout−f2) is equal to the frequency f1. Therefore, when the frequency f1 is changed, the cut-off frequency fco needs to be changed corresponding to the changed frequency f1 so that the relationship of fco> f1 (= fout−f2) is established. For this reason, the low-pass filter unit 7 of this example is configured to be able to change the cutoff frequency fco.

信号処理部10は、出力信号Sout、高周波信号S2、第2基準信号S3および差周波数信号Sdiを入力すると共に、出力信号Soutの周波数foutおよび高周波信号S2の周波数f2の高低関係に基づいて、比較用信号S4を出力する。本例では、信号処理部10は、高周波信号S2の周波数f2が新たに設定された際に、出力信号Soutの周波数foutが新たに設定された高周波信号S2の周波数f2以上で、かつ差周波数信号Sdiの絶対周波数(fdi=|fout−f2|)が低域フィルタ部7のカットオフ周波数fco以上の高低関係(以下、「第1の高低関係」ともいう)のときには、低周波信号S1の周波数f1よりも高い周波数f3(本例では一例として周波数f3は一定の周波数)の第2基準信号S3を比較用信号S4として位相比較部8に出力する機能を有している。また、信号処理部10は、出力信号Soutの周波数foutが新たに設定された高周波信号S2の周波数f2以上で、かつ差周波数信号Sdiの絶対周波数(|fout−f2|)が低域フィルタ部7のカットオフ周波数fcoよりも低い高低関係(以下、「第2の高低関係」ともいう)のときには、差周波数信号Sdiを比較用信号S4として位相比較部8へ出力する機能を有している。また、信号処理部10は、出力信号Soutの周波数foutがこの新たに設定された高周波信号S2の周波数f2よりも低い高低関係(以下、「第3の高低関係」ともいう)のときには、位相比較部8への比較用信号S4の出力を停止する機能を有している。   The signal processing unit 10 receives the output signal Sout, the high frequency signal S2, the second reference signal S3, and the difference frequency signal Sdi, and compares them based on the level relationship between the frequency fout of the output signal Sout and the frequency f2 of the high frequency signal S2. The signal S4 is output. In this example, when the frequency f2 of the high-frequency signal S2 is newly set, the signal processing unit 10 has the frequency fout of the output signal Sout that is equal to or higher than the newly set frequency f2 of the high-frequency signal S2 and the difference frequency signal. When the absolute frequency of Sdi (fdi = | fout−f2 |) is higher or lower than the cut-off frequency fco of the low-pass filter unit 7 (hereinafter also referred to as “first height relationship”), the frequency of the low-frequency signal S1 The second reference signal S3 having a frequency f3 higher than f1 (in this example, the frequency f3 is a constant frequency as an example) is output to the phase comparator 8 as a comparison signal S4. In addition, the signal processing unit 10 has a frequency fout of the output signal Sout that is not less than the newly set frequency f2 of the high-frequency signal S2, and the absolute frequency (| fout−f2 |) of the difference frequency signal Sdi is the low-pass filter unit 7. Has a function of outputting the difference frequency signal Sdi as the comparison signal S4 to the phase comparator 8 when the relationship is lower than the cut-off frequency fco (hereinafter also referred to as “second height relationship”). Further, the signal processing unit 10 performs phase comparison when the frequency fout of the output signal Sout is lower than the newly set frequency f2 of the high-frequency signal S2 (hereinafter also referred to as “third height relationship”). It has a function of stopping the output of the comparison signal S4 to the unit 8.

これらの機能を簡易な構成で実現するため、信号処理部10は、一具体的として、図2に示すように、4つの分周器21,22,23,24、2つの周波数位相比較器25,26および選択部27を備えて構成されている。この場合、分周器(第1分周器)21は、入力した高周波信号S2をM(Mは2以上の整数。以下においても同様)分周して、分周信号(第1分周信号)S21(周波数f21=f2/M)として出力する。分周器(第2分周器)22は、入力した出力信号Soutを(M+L)分周して、分周信号(第2分周信号)S22(周波数f22=fout/(M+L))として出力する。なお、Lは1以上の整数である。   In order to realize these functions with a simple configuration, the signal processing unit 10 specifically includes four frequency dividers 21, 22, 23, 24, and two frequency phase comparators 25 as shown in FIG. , 26 and a selection unit 27. In this case, the frequency divider (first frequency divider) 21 divides the input high-frequency signal S2 by M (M is an integer equal to or larger than 2, and the same applies hereinafter) to obtain a frequency-divided signal (first frequency-divided signal). ) Output as S21 (frequency f21 = f2 / M). The frequency divider (second frequency divider) 22 divides the input output signal Sout by (M + L) and outputs it as a frequency-divided signal (second frequency-divided signal) S22 (frequency f22 = fout / (M + L)). To do. L is an integer of 1 or more.

分周器23は、入力した高周波信号S2をN(Nは1以上の整数。以下においても同様)分周して、分周信号S23(周波数f23=f2/N)として出力する。分周器24は、入力した出力信号SoutをN分周して、分周信号S24(周波数f24=fout/N)として出力する。ここで、N=1のときには、各分周器23,24は、入力した信号を分周することなく、そのまま出力する。   The frequency divider 23 divides the input high-frequency signal S2 by N (N is an integer equal to or greater than 1. The same applies hereinafter), and outputs the result as a frequency-divided signal S23 (frequency f23 = f2 / N). The frequency divider 24 divides the input output signal Sout by N and outputs it as a divided signal S24 (frequency f24 = fout / N). Here, when N = 1, each of the frequency dividers 23 and 24 outputs the input signal as it is without frequency division.

周波数位相比較器(第1周波数比較器)25は、各分周器21,22から出力される分周信号S21,S22を入力すると共に双方の周波数f21,f22を比較して、周波数f22が周波数f21以上のときに検出信号(第1検出信号)Saを出力する。周波数位相比較器(第2周波数比較器)26は、各分周器23,24から出力される分周信号S23,S24を入力すると共に双方の周波数f23,f24を比較して、周波数f24が周波数f23以上のときに検出信号(第2検出信号)Sbを出力する。   The frequency phase comparator (first frequency comparator) 25 receives the frequency-divided signals S21 and S22 output from the frequency dividers 21 and 22, and compares both the frequencies f21 and f22. A detection signal (first detection signal) Sa is output when f21 or more. The frequency phase comparator (second frequency comparator) 26 receives the frequency-divided signals S23 and S24 output from the frequency dividers 23 and 24 and compares both the frequencies f23 and f24. A detection signal (second detection signal) Sb is output when f23 or more.

選択部27は、一例としてアナログスイッチを用いたスイッチマトリクス回路(不図示)を備えている。また、選択部27は、図2に示すように、差周波数信号Sdi、第2基準信号S3および各検出信号Sa,Sbを入力すると共に、各検出信号Sa,Sbの入力状態に応じてスイッチマトリクス回路を切替制御することにより、比較用信号S4を出力する。具体的には、図3に示すように、選択部27は、検出信号Saおよび検出信号Sbを入力しているときには、第2基準信号S3を比較用信号S4として位相比較部8に出力する。また、選択部27は、検出信号Saを入力しておらず(検出信号Saが未入力で)、かつ検出信号Sbを入力しているときには、比較用信号S4として差周波数信号Sdiを位相比較部8に出力する。また、選択部27は、検出信号Sbを入力していないとき(検出信号Sbの未入力のとき)には、検出信号Saの入力・未入力のいかんに拘わらず、位相比較部8への比較用信号S4の出力を停止させる。ここで、比較用信号S4の出力を停止させるとは、第2基準信号S3および差周波数信号Sdiにおけるローレベルの電圧を出力することを示すものとする。   The selection unit 27 includes a switch matrix circuit (not shown) using an analog switch as an example. Further, as shown in FIG. 2, the selection unit 27 inputs the difference frequency signal Sdi, the second reference signal S3, and the detection signals Sa and Sb, and a switch matrix according to the input state of the detection signals Sa and Sb. By performing switching control of the circuit, a comparison signal S4 is output. Specifically, as shown in FIG. 3, when the detection signal Sa and the detection signal Sb are input, the selection unit 27 outputs the second reference signal S3 to the phase comparison unit 8 as a comparison signal S4. Further, when the detection signal Sa is not input (the detection signal Sa is not input) and the detection signal Sb is input, the selection unit 27 outputs the difference frequency signal Sdi as the comparison signal S4 to the phase comparison unit. 8 is output. Further, when the detection signal Sb is not input (when the detection signal Sb is not input), the selection unit 27 performs comparison with the phase comparison unit 8 regardless of whether the detection signal Sa is input or not. The output of the service signal S4 is stopped. Here, stopping the output of the comparison signal S4 means outputting a low level voltage in the second reference signal S3 and the difference frequency signal Sdi.

このように、この具体的な回路構成においては、信号処理部10の4つの分周器21〜24、および2つの周波数位相比較器25,26によって生成される検出信号Sa,Sbの出力状態が、上記した第1の高低関係、第2の高低関係および第3の高低関係を規定することになる。この場合、第1の高低関係、第2の高低関係および第3の高低関係を規定する条件のうち、出力信号Soutの周波数foutと高周波信号S2の周波数f2との関係については、検出信号Sbの出力状態で直接的に示される。   Thus, in this specific circuit configuration, the output states of the detection signals Sa and Sb generated by the four frequency dividers 21 to 24 and the two frequency phase comparators 25 and 26 of the signal processing unit 10 are as follows. The first elevation relationship, the second elevation relationship, and the third elevation relationship described above are defined. In this case, among the conditions defining the first height relationship, the second height relationship, and the third height relationship, the relationship between the frequency fout of the output signal Sout and the frequency f2 of the high frequency signal S2 is as follows. Directly shown in output state.

一方、第1の高低関係および第2の高低関係を規定する他の条件である差周波数信号Sdiの絶対周波数(|fout−f2|)と低域フィルタ部7のカットオフ周波数fcoとの関係については、検出信号Saの出力状態で示される。具体的には、PLL回路で構成されたこの周波数シンセサイザ1がロック状態にあるときには、ミキサ部6から出力されるミキシング信号Smixに含まれる差周波数成分(fdi=|fout−f2|)で構成される差周波数信号Sdiが低域フィルタ部7を通過して信号処理部10に出力され、かつ信号処理部10はこの差周波数信号Sdiを位相比較部8に出力する状態となる。この状態は、信号処理部10において選択部27に検出信号Saが出力されない状態(つまり、周波数f22が周波数f21未満の状態)となる必要がある。ロック状態では、周波数foutは、周波数f2よりも低周波信号S1の周波数f1分だけ高い周波数となっているものの、分周器22は、分周器21よりもL回多い(M+L)回だけ、出力信号Sout(周波数fout)を分周して分周信号S22を出力する。このため、数値M,Lを適切に設定することにより、分周信号S22の周波数f22(=fout/(M+L))を、分周器21が高周波信号S2(周波数f2)をM回分周して出力する分周信号S21の周波数f21(=f2/M)よりも低く設定することができ、この結果として、周波数位相比較器25から検出信号Saが出力されない状態とすることができる。   On the other hand, regarding the relationship between the absolute frequency (| fout−f2 |) of the difference frequency signal Sdi and the cutoff frequency fco of the low-pass filter unit 7, which is another condition that defines the first height relationship and the second height relationship. Is shown by the output state of the detection signal Sa. Specifically, when this frequency synthesizer 1 configured by a PLL circuit is in a locked state, it is configured by a difference frequency component (fdi = | fout−f2 |) included in the mixing signal Smix output from the mixer unit 6. The difference frequency signal Sdi passing through the low-pass filter unit 7 is output to the signal processing unit 10, and the signal processing unit 10 outputs the difference frequency signal Sdi to the phase comparison unit 8. This state needs to be a state in which the detection signal Sa is not output to the selection unit 27 in the signal processing unit 10 (that is, a state where the frequency f22 is less than the frequency f21). In the locked state, the frequency fout is higher than the frequency f2 by the frequency f1 of the low frequency signal S1, but the frequency divider 22 is L times (M + L) times higher than the frequency divider 21. The output signal Sout (frequency fout) is divided to output a divided signal S22. For this reason, by appropriately setting the numerical values M and L, the frequency divider 22 divides the frequency f22 (= fout / (M + L)) of the frequency-divided signal S22 M times by the frequency divider S21 (frequency f2). The frequency division signal S21 to be output can be set lower than the frequency f21 (= f2 / M). As a result, the detection signal Sa is not output from the frequency phase comparator 25.

他方、ロック状態において高周波信号生成部4に対する分周設定が変更されて、出力される高周波信号S2の周波数f2がより低い周波数に設定され、その結果として、ミキシング信号Smixに含まれる差周波数信号Sdiの絶対周波数(|fout−f2|)が低域フィルタ部7のカットオフ周波数fco以上の周波数となったときには、信号処理部10から位相比較部8に対して、第2基準信号S3を比較用信号S4として位相比較部8に出力する必要があり、このためには、信号処理部10において選択部27に検出信号Saが出力される状態(つまり、周波数f22が周波数f21以上の状態)となる必要がある。この状態についても、数値M,Lが適切に設定されていることにより、分周器21の分周回数がM回で分周器22の分周回数(M+L)よりも少ないものの、分周器21で分周される高周波信号S2の周波数f2がより低い周波数に設定されることにより、分周信号S21の周波数f21(=f2/M)を、分周信号S22の周波数f22(=fout/(M+L))以下に設定することができ、この結果として、周波数位相比較器25から検出信号Saが出力される状態とすることができる。   On the other hand, the frequency division setting for the high-frequency signal generator 4 is changed in the locked state, and the frequency f2 of the output high-frequency signal S2 is set to a lower frequency. As a result, the difference frequency signal Sdi included in the mixing signal Smix is set. When the absolute frequency (| fout−f2 |) of the signal becomes equal to or higher than the cutoff frequency fco of the low-pass filter unit 7, the second reference signal S3 is used for comparison from the signal processing unit 10 to the phase comparison unit 8. The signal S4 needs to be output to the phase comparison unit 8. To this end, the signal processing unit 10 is in a state where the detection signal Sa is output to the selection unit 27 (that is, the state where the frequency f22 is equal to or higher than the frequency f21). There is a need. Also in this state, the numerical values M and L are appropriately set, so that the frequency divider 21 has M times less than the frequency divider 22 (M + L). By setting the frequency f2 of the high-frequency signal S2 divided by 21 to a lower frequency, the frequency f21 (= f2 / M) of the divided signal S21 is changed to the frequency f22 (= fout / () of the divided signal S22. M + L)) or less, and as a result, a state in which the detection signal Sa is output from the frequency phase comparator 25 can be obtained.

具体的に、数値M,Lの設定手順について説明する。第1に、上記したように、周波数シンセサイザ1がロック状態のときには、ミキシング信号Smixに含まれる差周波数成分(fdi=|fout−f2|)で構成される差周波数信号Sdiが低域フィルタ部7を通過して信号処理部10に出力され、さらに信号処理部10から位相比較部8に出力される必要がある。つまり、周波数(fout−f2)がカットオフ周波数fco未満となり、かつ周波数位相比較器25が検出信号Saを出力しない状態となる必要がある。また、ロック状態では、周波数foutは周波数f2よりも低周波信号S1の周波数f1分だけ高い周波数となっている。つまり、周波数(fout−f2)は周波数f1と等しくなっている。したがって、カットオフ周波数fcoと低周波信号S1の周波数f1との間には、下記式(1)が成り立つ。
fco>f1 ・・・・ (1)
Specifically, the procedure for setting the numerical values M and L will be described. First, as described above, when the frequency synthesizer 1 is in the locked state, the difference frequency signal Sdi composed of the difference frequency component (fdi = | fout−f2 |) included in the mixing signal Smix is the low-pass filter unit 7. And is output to the signal processing unit 10 and further output from the signal processing unit 10 to the phase comparison unit 8. That is, it is necessary that the frequency (fout−f2) is less than the cutoff frequency fco and the frequency phase comparator 25 does not output the detection signal Sa. In the locked state, the frequency fout is higher than the frequency f2 by the frequency f1 of the low frequency signal S1. That is, the frequency (fout−f2) is equal to the frequency f1. Therefore, the following formula (1) is established between the cut-off frequency fco and the frequency f1 of the low-frequency signal S1.
fco> f1 (1)

第2に、上記したように、周波数位相比較器25が選択部27に対して検出信号Saの出力を開始すべき条件は、差周波数信号Sdiの絶対周波数(|fout−f2|)が低域フィルタ部7のカットオフ周波数fcoとなったとき、つまり、下記式(2)が成り立ったときが条件となる。また、周波数位相比較器25は、分周信号S22の周波数f22(=fout/(M+L))が分周信号S21の周波数f21(=f2/M)と一致したとき(下記式(3)が成り立ったときに)、検出信号Saの出力を開始する。
fout−f2=fco ・・・・ (2)
fout/(M+L)=f2/M ・・・・ (3)
また、上記式(3)を変形することにより、下記式(4)が算出され、
fout−f2=L/M×f2 ・・・・ (4)
この式(4)と上記式(2)とに基づいて、下記式(5)が算出される。
fco=L×f2/M ・・・・ (5)
Secondly, as described above, the condition that the frequency phase comparator 25 should start outputting the detection signal Sa to the selection unit 27 is that the absolute frequency (| fout−f2 |) of the difference frequency signal Sdi is low. The condition is when the cutoff frequency fco of the filter unit 7 is reached, that is, when the following equation (2) is satisfied. Further, the frequency phase comparator 25 is configured when the frequency f22 (= fout / (M + L)) of the frequency-divided signal S22 matches the frequency f21 (= f2 / M) of the frequency-divided signal S21 (the following equation (3) holds). Output of the detection signal Sa is started.
fout−f2 = fco (2)
fout / (M + L) = f2 / M (3)
Moreover, the following formula (4) is calculated by modifying the above formula (3),
fout−f2 = L / M × f2 (4)
Based on this equation (4) and the above equation (2), the following equation (5) is calculated.
fco = L × f2 / M (5)

第3に、低周波信号S1の周波数f1を設定したときには、上記式(1)より、カットオフ周波数fcoは、この周波数f1よりも大きい周波数に規定することになる。また、出力信号Soutの周波数foutは、低周波信号S1の周波数f1と高周波信号S2の周波数f2との加算値となるため、高周波信号S2の周波数f2は、周波数foutと周波数f1とに基づいて規定される。また、カットオフ周波数fcoおよび低周波信号S1の周波数f1と比較して、高周波信号S2の周波数f2および出力信号Soutの周波数foutは極めて高い周波数となることから、数値Lは数値Mよりも大幅に小さい数値となる。このため、カットオフ周波数fco、高周波信号S2の周波数f2および数値L(一般的には、数値Mに対して数十分の1の数値。一例として、1,2,3・・・などの1桁の数)を規定して、上記式(5)に代入し、値(L×f2/fco)に最も近い整数となるような数値Mを算出することにより、数値M,Lが設定される。   Thirdly, when the frequency f1 of the low frequency signal S1 is set, the cutoff frequency fco is defined to be a frequency higher than the frequency f1 from the above equation (1). Further, since the frequency fout of the output signal Sout is an addition value of the frequency f1 of the low frequency signal S1 and the frequency f2 of the high frequency signal S2, the frequency f2 of the high frequency signal S2 is defined based on the frequency fout and the frequency f1. Is done. Further, since the frequency f2 of the high-frequency signal S2 and the frequency fout of the output signal Sout are extremely high compared to the cutoff frequency fco and the frequency f1 of the low-frequency signal S1, the numerical value L is significantly higher than the numerical value M. Small number. For this reason, the cut-off frequency fco, the frequency f2 of the high-frequency signal S2 and the numerical value L (generally, a numerical value of one-tenths of the numerical value M. As an example, 1 such as 1, 2, 3,. The number M and L are set by defining the number of digits) and substituting it into the above equation (5) and calculating the numerical value M that is the closest integer to the value (L × f2 / fco). .

位相比較部8は、一例として論理回路で構成されて、低周波信号生成部3から出力される周波数f1の低周波信号S1および信号処理部10から出力される比較用信号S4を入力すると共に、両信号S1,S4間の位相差を検出して、検出した位相差に応じた(比例した)デューティ比(パルス幅をパルス周期で割った比)のパルス信号を誤差信号Serとして出力する。具体的には、位相比較部8は、低周波信号S1に対して比較用信号S4の位相が遅れているときには、誤差信号Serのデューティー比を増加させ、一方、低周波信号S1に対して比較用信号S4の位相が進んでいるときには、誤差信号Serのデューティー比を低下させる。また、位相比較部8は、低周波信号S1の入力状態において、比較用信号S4が入力されないときには、低周波信号S1の位相に対して、比較用信号S4の位相が大幅に遅れているため、誤差信号Serのデューティー比を増加させることで、デューティー比の高い誤差信号Serを出力する。   The phase comparison unit 8 is configured by a logic circuit as an example, and inputs the low frequency signal S1 of the frequency f1 output from the low frequency signal generation unit 3 and the comparison signal S4 output from the signal processing unit 10, A phase difference between the two signals S1 and S4 is detected, and a pulse signal having a duty ratio (a ratio obtained by dividing the pulse width by the pulse period) according to the detected phase difference is output as the error signal Ser. Specifically, the phase comparison unit 8 increases the duty ratio of the error signal Ser when the phase of the comparison signal S4 is delayed with respect to the low frequency signal S1, while comparing with the low frequency signal S1. When the phase of the signal S4 is advanced, the duty ratio of the error signal Ser is reduced. Further, in the phase comparison unit 8, when the comparison signal S4 is not input in the input state of the low frequency signal S1, the phase of the comparison signal S4 is greatly delayed with respect to the phase of the low frequency signal S1. By increasing the duty ratio of the error signal Ser, an error signal Ser having a high duty ratio is output.

ループフィルタ9は、一例としてローパスフィルタで構成されて、入力した誤差信号Serを平滑することにより、直流電圧としての制御電圧Vcを生成して出力する。この構成により、ループフィルタ9から出力される制御電圧Vcは、低周波信号S1に対して比較用信号S4の位相が遅れているときに、その電圧が上昇し、低周波信号S1に対して比較用信号S4の位相が進んでいるときに、その電圧が下降する。   The loop filter 9 is configured by a low-pass filter as an example, and generates and outputs a control voltage Vc as a DC voltage by smoothing the input error signal Ser. With this configuration, the control voltage Vc output from the loop filter 9 increases when the phase of the comparison signal S4 is delayed with respect to the low frequency signal S1, and is compared with the low frequency signal S1. When the phase of the service signal S4 is advanced, the voltage is lowered.

次いで、周波数シンセサイザ1の動作について説明する。なお、一例として、高周波信号生成部4は、基準信号生成部2から出力される周波数frの第1基準信号Srに基づいて、800MHz〜2.1GHzの周波数範囲内で、12.5MHzの分解能で周波数f2の高周波信号S2を出力可能であるものとする。また、低周波信号生成部3は、基準信号生成部2から出力される周波数frの第1基準信号Srに基づいて、25MHz〜100MHzの周波数範囲内で、0.1Hzの分解能で周波数f1の低周波信号S1を出力可能であるものとし、これにより、周波数シンセサイザ1は、825MHz〜2.1GHzの周波数範囲内で、0.1Hzの分解能で周波数foutの出力信号Soutを出力可能であるものとする。   Next, the operation of the frequency synthesizer 1 will be described. As an example, the high-frequency signal generation unit 4 has a resolution of 12.5 MHz within the frequency range of 800 MHz to 2.1 GHz based on the first reference signal Sr having the frequency fr output from the reference signal generation unit 2. It is assumed that a high frequency signal S2 having a frequency f2 can be output. In addition, the low frequency signal generation unit 3 is based on the first reference signal Sr having the frequency fr output from the reference signal generation unit 2 and has a low frequency f1 with a resolution of 0.1 Hz within a frequency range of 25 MHz to 100 MHz. It is assumed that the frequency signal S1 can be output, so that the frequency synthesizer 1 can output the output signal Sout having the frequency fout with a resolution of 0.1 Hz within the frequency range of 825 MHz to 2.1 GHz. .

また、この構成において、一例として、低周波信号生成部3から出力される低周波信号S1の周波数f1が25MHzに設定され、かつ高周波信号生成部4から出力される高周波信号S2の周波数f2が975MHzに設定されて、周波数シンセサイザ1が初期状態において、周波数fout(=1GHz)の出力信号Soutを出力する状態で作動している例を挙げて説明する。なお、低周波信号生成部3の周波数範囲が25MHz〜100MHzであり、また高周波信号生成部4の周波数範囲が800MHz〜2.1GHzであることから、低域フィルタ部7のカットオフ周波数fcoは、実際に設定されている周波数f1(本例では上記のように25MHz)以上であって、800MHz未満の任意の周波数に設定することができるが、低域フィルタ部7から出力される差周波数信号Sdiになるべく不要な周波数成分を含めないようにするのが好ましいため、カットオフ周波数fcoは周波数f1に近い周波数、一例として50MHzに設定されているものとする。   In this configuration, as an example, the frequency f1 of the low frequency signal S1 output from the low frequency signal generation unit 3 is set to 25 MHz, and the frequency f2 of the high frequency signal S2 output from the high frequency signal generation unit 4 is 975 MHz. An example in which the frequency synthesizer 1 is operated in a state of outputting an output signal Sout having a frequency fout (= 1 GHz) in the initial state will be described. Since the frequency range of the low frequency signal generation unit 3 is 25 MHz to 100 MHz and the frequency range of the high frequency signal generation unit 4 is 800 MHz to 2.1 GHz, the cutoff frequency fco of the low pass filter unit 7 is Although the frequency can be set to any frequency that is equal to or higher than the actually set frequency f1 (25 MHz as described above) and less than 800 MHz, the difference frequency signal Sdi output from the low-pass filter unit 7 is used. Since it is preferable not to include unnecessary frequency components as much as possible, the cutoff frequency fco is set to a frequency close to the frequency f1, for example, 50 MHz.

したがって、周波数f2を975MHzとし、カットオフ周波数fcoを50MHzとし、数値Lを「2」として、上記(L×f2/fco)に基づいて数値Mを求めると、下記のようにして、数値Mとして数値「39」が算出される。
M≒2×975/50=39
Therefore, when the frequency f2 is 975 MHz, the cutoff frequency fco is 50 MHz, the numerical value L is “2”, and the numerical value M is obtained based on the above (L × f2 / fco), the numerical value M is expressed as follows: A numerical value “39” is calculated.
M≈2 × 975/50 = 39

周波数シンセサイザ1の作動状態において、基準信号生成部2は、周波数frの第1基準信号Srを生成して出力し、周波数f3の第2基準信号S3を生成して出力している。なお、第2基準信号S3の周波数f3は、低周波信号生成部3から出力される低周波信号S1の周波数f1についての設定範囲(上限周波数f1max(=100MHz)、下限周波数f1min(=25MHz))の上限周波数f1max(=100MHz)を超える値(一例として200MHz)に規定されている。   In the operating state of the frequency synthesizer 1, the reference signal generator 2 generates and outputs a first reference signal Sr having a frequency fr, and generates and outputs a second reference signal S3 having a frequency f3. The frequency f3 of the second reference signal S3 is a setting range (the upper limit frequency f1max (= 100 MHz), the lower limit frequency f1min (= 25 MHz)) for the frequency f1 of the low frequency signal S1 output from the low frequency signal generation unit 3. Is defined as a value exceeding the upper limit frequency f1max (= 100 MHz) (200 MHz as an example).

この場合、PLL回路に構成された周波数シンセサイザ1がロック状態で作動しているときには、図1に示すように、VCO5が周波数fout(=1GHz)の出力信号Soutを出力し、ミキサ部6が、この出力信号Soutと高周波信号生成部4から出力される高周波信号S2(周波数f2が975MHz)とをミキシングすることにより、ミキシング信号Smixを出力している。この場合、ミキシング信号Smixは、出力信号Soutおよび高周波信号S2の各周波数fout,f2の差周波数成分(fdi=|fout−f2|=25MHz)で構成される差周波数信号Sdiと、各周波数fout,f2の和周波数成分(fsu=fout+f2=1975MHz)で構成される和周波数信号とを含んで構成されている。   In this case, when the frequency synthesizer 1 configured in the PLL circuit is operating in the locked state, as shown in FIG. 1, the VCO 5 outputs the output signal Sout of the frequency fout (= 1 GHz), and the mixer unit 6 The mixing signal Smix is output by mixing the output signal Sout and the high-frequency signal S2 (frequency f2 is 975 MHz) output from the high-frequency signal generation unit 4. In this case, the mixing signal Smix includes a difference frequency signal Sdi composed of difference frequency components (fdi = | fout−f2 | = 25 MHz) of the frequencies fout and f2 of the output signal Sout and the high-frequency signal S2, and the frequencies fout, and a sum frequency signal composed of a sum frequency component of f2 (fsu = fout + f2 = 1975 MHz).

低域フィルタ部7は、カットオフ周波数fcoが50MHzに規定されているため、ミキシング信号Smixを入力して、このミキシング信号Smixを構成する差周波数信号Sdiおよび和周波数信号のうちの差周波数信号Sdiのみを出力する。   Since the cut-off frequency fco is regulated to 50 MHz, the low-pass filter unit 7 inputs the mixing signal Smix, and the difference frequency signal Sdi of the difference frequency signal Sdi and the sum frequency signal constituting the mixing signal Smix. Only output.

信号処理部10では、図2に示すように、分周器21が高周波信号S2をM分周して周波数f21の分周信号S21を出力し、分周器22が出力信号Soutを(M+L)分周して周波数f22の分周信号S22を出力し、分周器23が高周波信号S2をN分周して周波数f23の分周信号S23を出力し、分周器24が出力信号SoutをN分周して周波数f24の分周信号S24を出力している。   In the signal processing unit 10, as shown in FIG. 2, the frequency divider 21 frequency-divides the high-frequency signal S2 by M and outputs a frequency-divided signal S21 having a frequency f21, and the frequency divider 22 outputs the output signal Sout to (M + L). The frequency is divided to output a frequency divided signal S22, and the frequency divider 23 divides the high frequency signal S2 by N and outputs the frequency f23 frequency divided signal S23, and the frequency divider 24 outputs the output signal Sout to N. Frequency division is performed to output a frequency division signal S24 having a frequency f24.

また、周波数位相比較器25は、分周信号S21,S22の周波数f21,f22を比較して、周波数f22が周波数f21以上のときに検出信号Saを出力し、周波数f22が周波数f21未満のときに検出信号Saの出力を停止する動作を実行している。本例では、上記したように、M=39、L=2に規定されているため、分周器21から出力される分周信号S21の周波数f21は、975MHz/39=25MHzとなり、分周器22から出力される分周信号S22の周波数f22は、1GHz/(39+2)≒24.4MHzとなる。したがって、周波数f22が周波数f21未満となるため、周波数位相比較器25は検出信号Saの出力を停止している。   The frequency phase comparator 25 compares the frequencies f21 and f22 of the frequency-divided signals S21 and S22, and outputs the detection signal Sa when the frequency f22 is equal to or higher than the frequency f21, and when the frequency f22 is lower than the frequency f21. An operation for stopping the output of the detection signal Sa is executed. In this example, as described above, since M = 39 and L = 2, the frequency f21 of the frequency-divided signal S21 output from the frequency divider 21 is 975 MHz / 39 = 25 MHz, and the frequency divider The frequency f22 of the frequency-divided signal S22 output from 22 is 1 GHz / (39 + 2) ≈24.4 MHz. Accordingly, since the frequency f22 is less than the frequency f21, the frequency phase comparator 25 stops outputting the detection signal Sa.

一方、周波数位相比較器26は、分周信号S23,S24の周波数f23,f24を比較して、周波数f24が周波数f23以上のときに検出信号Sbを出力し、周波数f24が周波数f23未満のときに検出信号Sbの出力を停止する動作を実行している。周波数シンセサイザ1がロック状態のときには、出力信号Soutの周波数foutは、高周波信号S2の周波数f2よりも、低周波信号S1の周波数S1分だけ常に高い。つまり、分周回数が同じN回に規定された分周器23,24から出力される分周信号S23,S24間では、出力信号Soutを分周して得られる分周信号S24の方が、高周波信号S2を分周して得られる分周信号S23よりも周波数が常に高い状態となっている。したがって、周波数位相比較器26は、検出信号Sbを出力している。   On the other hand, the frequency phase comparator 26 compares the frequencies f23 and f24 of the frequency-divided signals S23 and S24, and outputs the detection signal Sb when the frequency f24 is equal to or higher than the frequency f23, and when the frequency f24 is lower than the frequency f23. An operation for stopping the output of the detection signal Sb is executed. When the frequency synthesizer 1 is in the locked state, the frequency fout of the output signal Sout is always higher than the frequency f2 of the high-frequency signal S2 by the frequency S1 of the low-frequency signal S1. In other words, the frequency-divided signal S24 obtained by dividing the output signal Sout between the frequency-divided signals S23 and S24 output from the frequency dividers 23 and 24, which are defined to have the same frequency division number N, The frequency is always higher than the frequency-divided signal S23 obtained by dividing the high-frequency signal S2. Therefore, the frequency phase comparator 26 outputs the detection signal Sb.

このため、選択部27には、検出信号Saが入力されず(未入力)、かつ検出信号Sbが入力されるため、選択部27は、図3に示すように、差周波数信号Sdiを比較用信号S4として位相比較部8に出力している。これにより、VCO5、ミキサ部6、低域フィルタ部7、信号処理部10、位相比較部8およびループフィルタ9が閉ループ状態に構成されて、PLL回路に構成された周波数シンセサイザ1がロック状態を維持しつつ作動を継続する。このロック状態での出力信号Soutの周波数fout、高周波信号S2の周波数f2、カットオフ周波数fco、差周波数信号Sdiの絶対周波数(|fout−f2|)および第2基準信号S3の周波数f3の高低関係は、図4に示す状態となっている。   Therefore, since the detection signal Sa is not input (not input) and the detection signal Sb is input to the selection unit 27, the selection unit 27 uses the difference frequency signal Sdi for comparison as shown in FIG. The signal S4 is output to the phase comparison unit 8. As a result, the VCO 5, the mixer unit 6, the low-pass filter unit 7, the signal processing unit 10, the phase comparison unit 8 and the loop filter 9 are configured in a closed loop state, and the frequency synthesizer 1 configured in the PLL circuit maintains the locked state. However, the operation is continued. In this locked state, the frequency fout of the output signal Sout, the frequency f2 of the high-frequency signal S2, the cut-off frequency fco, the absolute frequency (| fout−f2 |) of the difference frequency signal Sdi, and the level f3 of the second reference signal S3. Is in the state shown in FIG.

次いで、上記のロック状態において、図5に示すように、高周波信号生成部4に対する分周設定を変更して、出力される高周波信号S2の周波数f2を周波数A(975MHz)から周波数B(937.5MHz(=975−12.5×3))に低下させ、これによって、差周波数信号Sdiの絶対周波数(|fout−f2|=62.5MHz(=1GHz−937.5MHz))が低域フィルタ部7のカットオフ周波数fco(50MHz)以上となったときには、低域フィルタ部7から差周波数信号Sdiが信号処理部10に出力されない状態、つまり、VCO5、ミキサ部6、低域フィルタ部7、信号処理部10、位相比較部8およびループフィルタ9が閉ループ状態に構成されないため、PLL回路が構成されない状態となる。   Next, in the locked state, as shown in FIG. 5, the frequency division setting for the high-frequency signal generation unit 4 is changed, and the frequency f2 of the output high-frequency signal S2 is changed from the frequency A (975 MHz) to the frequency B (937. 5 MHz (= 975-12.5 × 3)), thereby the absolute frequency (| fout−f2 | = 62.5 MHz (= 1 GHz−937.5 MHz) of the difference frequency signal Sdi is reduced to the low-pass filter unit. 7, when the difference frequency signal Sdi is not output from the low-pass filter unit 7 to the signal processing unit 10, that is, the VCO 5, the mixer unit 6, the low-pass filter unit 7, Since the processing unit 10, the phase comparison unit 8, and the loop filter 9 are not configured in the closed loop state, the PLL circuit is not configured.

この状態において、信号処理部10では、分周器21が高周波信号S2(周波数f2(=937.5MHz))をM(=39)分周して周波数f21(≒24.0MHz)の分周信号S21を出力し、分周器22が出力信号Sout(周波数fout(=1GHz))を(39+2)分周して周波数f22(≒24.4MHz)の分周信号S22を出力する。これにより、分周信号S22の周波数f22が分周信号S21の周波数f21以上となるため、周波数位相比較器25は、両分周信号S21,S22の周波数f21,f22を比較して、検出信号Saの出力を開始する。   In this state, in the signal processing unit 10, the frequency divider 21 divides the high-frequency signal S2 (frequency f2 (= 937.5 MHz)) by M (= 39) and the frequency-divided signal of frequency f21 (≈24.0 MHz). S21 is output, and the frequency divider 22 divides the output signal Sout (frequency fout (= 1 GHz)) by (39 + 2) and outputs a frequency-divided signal S22 having a frequency f22 (≈24.4 MHz). Thereby, since the frequency f22 of the frequency-divided signal S22 becomes equal to or higher than the frequency f21 of the frequency-divided signal S21, the frequency phase comparator 25 compares the frequencies f21 and f22 of both the frequency-divided signals S21 and S22 and detects the detection signal Sa. Starts output.

また、出力信号Soutの周波数foutが高周波信号S2の周波数f2よりも高いため、分周器24から出力される分周信号S24の周波数f24が分周器23から出力される分周信号S23の周波数f23よりも高い状態となっている。このため、周波数位相比較器26は、両分周信号S23,S24の周波数f23,f24を比較して、検出信号Sbを出力している。   Further, since the frequency fout of the output signal Sout is higher than the frequency f2 of the high-frequency signal S2, the frequency f24 of the frequency-divided signal S24 output from the frequency divider 24 is the frequency of the frequency-divided signal S23 output from the frequency divider 23. The state is higher than f23. For this reason, the frequency phase comparator 26 compares the frequencies f23 and f24 of the divided signals S23 and S24 and outputs the detection signal Sb.

これにより、選択部27には、検出信号Saおよび検出信号Sbが入力されるため、選択部27は、図3に示すように、周波数f3の第2基準信号S3を比較用信号S4として位相比較部8に出力し始める。第2基準信号S3の周波数f3は、低周波信号生成部3から出力される低周波信号S1の上限周波数f1maxを超える値に規定されているため、位相比較部8は、両信号S1,S4間の位相差を検出して、検出した位相差に応じたデューティ比のパルス信号を誤差信号Serとして出力する。具体的には、位相比較部8は、低周波信号S1に対して比較用信号S4の位相が進んでいるため、ロック状態のときと比較して、デューティー比を低下させた誤差信号Serを出力する。   Accordingly, since the detection signal Sa and the detection signal Sb are input to the selection unit 27, the selection unit 27 performs phase comparison using the second reference signal S3 having the frequency f3 as a comparison signal S4 as illustrated in FIG. Begin output to part 8. Since the frequency f3 of the second reference signal S3 is defined to be a value that exceeds the upper limit frequency f1max of the low frequency signal S1 output from the low frequency signal generation unit 3, the phase comparison unit 8 is provided between the signals S1 and S4. And a pulse signal having a duty ratio corresponding to the detected phase difference is output as an error signal Ser. Specifically, since the phase of the comparison signal S4 is advanced with respect to the low-frequency signal S1, the phase comparison unit 8 outputs the error signal Ser with a reduced duty ratio compared to the locked state. To do.

ループフィルタ9は、誤差信号Serに基づいて制御電圧Vcを生成してVCO5に出力するが、この場合、低周波信号S1に対して比較用信号S4の位相が進んでいるため、ロック状態のときと比較して電圧を下降させた制御電圧Vcを出力する。VCO5は、この制御電圧Vcを入力して、出力信号Soutの周波数foutを低下させる。このように、信号処理部10から第2基準信号S3が比較用信号S4として出力されている状態では、VCO5に対して位相比較部8およびループフィルタ9が開ループ制御を実行して、VCO5から出力される出力信号Soutの周波数foutを強制的に低下させる。   The loop filter 9 generates a control voltage Vc based on the error signal Ser and outputs the control voltage Vc to the VCO 5. In this case, the phase of the comparison signal S4 is advanced with respect to the low frequency signal S1, so that the loop filter 9 is in the locked state. A control voltage Vc having a reduced voltage as compared with the above is output. The VCO 5 receives this control voltage Vc and reduces the frequency fout of the output signal Sout. As described above, in a state where the second reference signal S3 is output from the signal processing unit 10 as the comparison signal S4, the phase comparison unit 8 and the loop filter 9 execute open loop control on the VCO 5, and the VCO 5 The frequency fout of the output signal Sout to be output is forcibly reduced.

これにより、図5に示すように、一旦、低域フィルタ部7のカットオフ周波数fco(50MHz)を超えて、周波数C(62.5MHz)に達した差周波数信号Sdiの絶対周波数(|fout−f2|)も、出力信号Soutの周波数foutの低下に伴って低下し、短時間にカットオフ周波数fcoに達し、さらに低下する。   As a result, as shown in FIG. 5, the absolute frequency (| fout− of the difference frequency signal Sdi that once exceeds the cutoff frequency fco (50 MHz) of the low-pass filter unit 7 and reaches the frequency C (62.5 MHz). f2 |) also decreases as the frequency fout of the output signal Sout decreases, reaches the cutoff frequency fco in a short time, and further decreases.

この状態において、低域フィルタ部7は、差周波数信号Sdiの出力を再開する。また、信号処理部10では、出力信号Soutの周波数foutが約984.5MHzまで低下した時点(差周波数信号Sdiの絶対周波数|fout−f2|が47MHz(=984.5MHz−937.5MHz)となった時点)で、分周器21から出力される分周信号S21の周波数f21(24.04MHz(=937.5/39))よりも、分周器22から出力される分周信号S22の周波数f22(24.01MHz(=984.5/41))の方が低くなる。これにより、周波数位相比較器25は、検出信号Saの出力を停止する。一方、周波数位相比較器26は、出力信号Soutの周波数foutが高周波信号S2の周波数f2よりも高く、これにより、分周信号S24の周波数f24が分周信号S23の周波数f23よりも高い状態となっているため、検出信号Sbを出力している。   In this state, the low-pass filter unit 7 resumes the output of the difference frequency signal Sdi. In the signal processing unit 10, the frequency fout of the output signal Sout decreases to about 984.5 MHz (the absolute frequency | fout−f2 | of the difference frequency signal Sdi becomes 47 MHz (= 984.5 MHz−937.5 MHz). The frequency f21 (24.04 MHz (= 937.5 / 39)) of the frequency-divided signal S21 output from the frequency divider 21 at the time). f22 (24.01 MHz (= 984.5 / 41)) is lower. Thereby, the frequency phase comparator 25 stops the output of the detection signal Sa. On the other hand, in the frequency phase comparator 26, the frequency fout of the output signal Sout is higher than the frequency f2 of the high-frequency signal S2, so that the frequency f24 of the divided signal S24 is higher than the frequency f23 of the divided signal S23. Therefore, the detection signal Sb is output.

したがって、選択部27に対して、検出信号Saが未入力で、かつ検出信号Sbが入力される状態となるため、図3に示すように、選択部27は、第2基準信号S3に代えて、低域フィルタ部7から出力されている差周波数信号Sdiの出力を開始する。これにより、VCO5に対して開ループ制御状態から閉ループ制御状態(ロック状態)に移行するため、周波数シンセサイザ1はPLL回路として作動して、差周波数信号Sdiの絶対周波数|fout−f2|が、低周波信号生成部3から出力される低周波信号S1の周波数f1(25MHz)となるまで、出力信号Soutの周波数foutを低下させる。これにより、周波数シンセサイザ1は、周波数foutが962.5MHz(=937.5+25)の出力信号Soutを出力する。   Accordingly, since the detection signal Sa is not input and the detection signal Sb is input to the selection unit 27, the selection unit 27 is replaced with the second reference signal S3 as shown in FIG. The output of the difference frequency signal Sdi output from the low-pass filter unit 7 is started. Accordingly, since the VCO 5 is shifted from the open loop control state to the closed loop control state (lock state), the frequency synthesizer 1 operates as a PLL circuit, and the absolute frequency | fout−f2 | of the difference frequency signal Sdi is low. The frequency fout of the output signal Sout is lowered until the frequency f1 (25 MHz) of the low-frequency signal S1 output from the frequency signal generator 3 is reached. As a result, the frequency synthesizer 1 outputs an output signal Sout having a frequency fout of 962.5 MHz (= 937.5 + 25).

また、周波数シンセサイザ1がロック状態で作動して、VCO5が周波数fout(=1GHz)の出力信号Soutを出力している状態において、高周波信号生成部4に対する分周設定を変更して、出力される高周波信号S2の周波数f2を出力信号Soutの周波数foutを超える周波数、例えば、図6に示すように、出力される高周波信号S2の周波数f2を周波数A(975MHz)から周波数D(例えば、1025MHz(=975+12.5×4))に上昇させたときには、出力信号Soutの周波数foutが高周波信号S2の周波数f2未満となる。この場合、信号処理部10では、出力信号Soutの周波数foutよりも高周波信号S2の周波数f2の方が高いため、分周器24から出力される分周信号S24の周波数f24よりも分周器23から出力される分周信号S23の周波数f23の方が高い状態となっている。このため、周波数位相比較器26は、両分周信号S23,S24の周波数f23,f24を比較して、検出信号Sbの出力を停止する。   Further, when the frequency synthesizer 1 operates in the locked state and the VCO 5 outputs the output signal Sout having the frequency fout (= 1 GHz), the frequency division setting for the high-frequency signal generator 4 is changed and output. The frequency f2 of the high-frequency signal S2 exceeds the frequency fout of the output signal Sout, for example, as shown in FIG. 6, the frequency f2 of the output high-frequency signal S2 is changed from the frequency A (975 MHz) to the frequency D (for example, 1025 MHz (= When raised to 975 + 12.5 × 4)), the frequency fout of the output signal Sout becomes less than the frequency f2 of the high-frequency signal S2. In this case, since the frequency f2 of the high-frequency signal S2 is higher than the frequency fout of the output signal Sout in the signal processing unit 10, the frequency divider 23 is higher than the frequency f24 of the frequency-divided signal S24 output from the frequency divider 24. The frequency f23 of the frequency-divided signal S23 output from is higher. For this reason, the frequency phase comparator 26 compares the frequencies f23 and f24 of the divided signals S23 and S24 and stops outputting the detection signal Sb.

これにより、選択部27は検出信号Sbの未入力状態となるため、選択部27は、図3に示すように、検出信号Saの入力状態のいかんに関わらず(つまり、差周波数信号Sdiの絶対周波数|fout−f2|がカットオフ周波数fcoを超えるか否かに関わらず)、比較用信号S4の位相比較部8への出力を停止する。この場合、位相比較部8は、低周波信号S1の位相に対して、比較用信号S4の位相が大幅に遅れているため、ロック状態のときと比較して、誤差信号Serのデューティー比を増加させることで、デューティー比の高い誤差信号Serを出力する。   As a result, the selection unit 27 is in a state in which the detection signal Sb is not input. Therefore, as shown in FIG. 3, the selection unit 27 is independent of the input state of the detection signal Sa (that is, the absolute value of the difference frequency signal Sdi). The output of the comparison signal S4 to the phase comparator 8 is stopped regardless of whether the frequency | fout−f2 | exceeds the cutoff frequency fco). In this case, the phase comparison unit 8 increases the duty ratio of the error signal Ser compared to the locked state because the phase of the comparison signal S4 is significantly delayed from the phase of the low frequency signal S1. As a result, an error signal Ser having a high duty ratio is output.

ループフィルタ9は、誤差信号Serに基づいて制御電圧Vcを生成してVCO5に出力するが、この場合、誤差信号Serのデューティー比が高い状態となっているため、ロック状態のときと比較して電圧を上昇させた制御電圧Vcを出力する。VCO5は、この制御電圧Vcを入力して、出力信号Soutの周波数foutを上昇させる。このように、信号処理部10が比較用信号S4の出力を停止している状態では、VCO5に対して位相比較部8およびループフィルタ9が開ループ制御を実行して、VCO5から出力される出力信号Soutの周波数foutを強制的に上昇させる。   The loop filter 9 generates a control voltage Vc based on the error signal Ser and outputs it to the VCO 5. In this case, since the duty ratio of the error signal Ser is high, the loop filter 9 is compared with the lock state. The control voltage Vc with the increased voltage is output. The VCO 5 receives this control voltage Vc and increases the frequency fout of the output signal Sout. As described above, in a state where the signal processing unit 10 stops outputting the comparison signal S4, the phase comparison unit 8 and the loop filter 9 execute open-loop control on the VCO 5, and the output output from the VCO 5 The frequency fout of the signal Sout is forcibly increased.

その後、出力信号Soutの周波数foutは、高周波信号S2の周波数f2(1025MHz)に達する。この場合、信号処理部10において、周波数位相比較器26が検出信号Sbの出力を再開する。一方、分周器22から出力される分周信号S22の周波数f22は分周器21から出力される分周信号S21の周波数f21よりも低い状態となっているため、周波数位相比較器25は検出信号Saの出力を停止している。   Thereafter, the frequency fout of the output signal Sout reaches the frequency f2 (1025 MHz) of the high-frequency signal S2. In this case, in the signal processing unit 10, the frequency phase comparator 26 resumes outputting the detection signal Sb. On the other hand, since the frequency f22 of the frequency division signal S22 output from the frequency divider 22 is lower than the frequency f21 of the frequency division signal S21 output from the frequency divider 21, the frequency phase comparator 25 detects the frequency f. The output of the signal Sa is stopped.

したがって、選択部27に対して、検出信号Saが未入力で、かつ検出信号Sbが入力される状態となるため、図3に示すように、選択部27は、第2基準信号S3に代えて、低域フィルタ部7から出力されている差周波数信号Sdiの出力を開始する。これにより、VCO5に対して開ループ制御状態から閉ループ制御状態(ロック状態)に移行するため、その後、周波数シンセサイザ1はPLL回路として作動して、図6に示すように、差周波数信号Sdiの絶対周波数|fout−f2|が低周波信号S1の周波数f1(25MHz)となるまで、つまり、出力信号Soutの周波数foutを高周波信号S2の周波数f2(1025MHz)よりも25MHz(周波数f1分)だけ高くなるまで上昇させる。これにより、周波数シンセサイザ1は、周波数foutが1050MHz(=1025+25)の出力信号Soutを出力する。   Accordingly, since the detection signal Sa is not input and the detection signal Sb is input to the selection unit 27, the selection unit 27 is replaced with the second reference signal S3 as shown in FIG. The output of the difference frequency signal Sdi output from the low-pass filter unit 7 is started. As a result, the VCO 5 shifts from the open-loop control state to the closed-loop control state (locked state). Thereafter, the frequency synthesizer 1 operates as a PLL circuit, and as shown in FIG. Until the frequency | fout−f2 | becomes the frequency f1 (25 MHz) of the low-frequency signal S1, that is, the frequency fout of the output signal Sout is higher by 25 MHz (frequency f1) than the frequency f2 (1025 MHz) of the high-frequency signal S2. Raise to. Thus, the frequency synthesizer 1 outputs an output signal Sout having a frequency fout of 1050 MHz (= 1025 + 25).

このように、この周波数シンセサイザ1では、高周波信号S2の周波数f2が新たに設定された際に、信号処理部10が、出力信号Soutの周波数foutが新たに設定された高周波信号S2の周波数f2よりも低い高低関係のときには、位相比較部8への比較用信号S4の出力を停止し、これによって出力信号Soutの周波数foutを強制的に上昇させることにより、周波数シンセサイザ1をロック状態に移行させる。また、出力信号Soutの周波数foutが新たに設定された高周波信号S2の周波数f2以上で、かつ差周波数信号Sdiの絶対周波数(|fout−f2|)が低域フィルタ部7のカットオフ周波数fco以上の高低関係のときには、低周波信号S1の周波数f1よりも高い(一例として一定の)周波数f3の第2基準信号S3を比較用信号S4として位相比較部8に出力し、これによって出力信号Soutの周波数foutを強制的に低下させることにより、周波数シンセサイザ1をロック状態に移行させる。また、出力信号Soutの周波数foutが新たに設定された高周波信号S2の周波数f2以上で、かつ差周波数信号Sdiの絶対周波数(|fout−f2|)が低域フィルタ部7のカットオフ周波数fcoよりも低い高低関係のときには、差周波数信号Sdiを比較用信号S4として位相比較部8へ出力することにより、ロック状態を継続させる。   As described above, in the frequency synthesizer 1, when the frequency f2 of the high-frequency signal S2 is newly set, the signal processing unit 10 uses the frequency f2 of the high-frequency signal S2 in which the frequency fout of the output signal Sout is newly set. In the case of a low and high relationship, the output of the comparison signal S4 to the phase comparison unit 8 is stopped, thereby forcibly increasing the frequency fout of the output signal Sout, thereby shifting the frequency synthesizer 1 to the locked state. Further, the frequency fout of the output signal Sout is not less than the newly set frequency f2 of the high frequency signal S2, and the absolute frequency (| fout−f2 |) of the difference frequency signal Sdi is not less than the cut-off frequency fco of the low-pass filter unit 7. , The second reference signal S3 having a frequency f3 that is higher (constant as an example) than the frequency f1 of the low-frequency signal S1 is output to the phase comparison unit 8 as a comparison signal S4, whereby the output signal Sout By forcibly reducing the frequency fout, the frequency synthesizer 1 is shifted to the locked state. Further, the frequency fout of the output signal Sout is equal to or higher than the newly set frequency f2 of the high-frequency signal S2, and the absolute frequency (| fout−f2 |) of the difference frequency signal Sdi is from the cutoff frequency fco of the low-pass filter unit 7. In the case of a low and high relationship, the locked state is continued by outputting the difference frequency signal Sdi as the comparison signal S4 to the phase comparator 8.

したがって、この周波数シンセサイザ1によれば、従来の周波数シンセサイザとは異なり、高周波信号S2の周波数f2が新たに設定された場合に周波数シンセサイザ1をロック状態に移行させるための回路として、2つのVCO内部の動作と各電子部品の特性とを考慮した複雑な制御回路を設計して使用する必要がないため、設計の容易化を図ることができる。また、VCO5に加えられる制御電圧Vcを直接制御する構成ではなく、位相比較部8に入力される比較用信号S4を切り換える構成を採用するため、内部回路において発生したノイズなどの影響をVCO5が直接受けるといった不具合を回避できる結果、良好なノイズ特性を実現することができる。   Therefore, according to this frequency synthesizer 1, unlike the conventional frequency synthesizer, when the frequency f2 of the high-frequency signal S2 is newly set, a circuit for shifting the frequency synthesizer 1 to the locked state is provided in the two VCOs. Therefore, it is not necessary to design and use a complicated control circuit that takes into account the operation of and the characteristics of each electronic component, so that the design can be facilitated. In addition, since the control voltage Vc applied to the VCO 5 is not directly controlled but the configuration in which the comparison signal S4 input to the phase comparator 8 is switched is adopted, the VCO 5 directly affects the influence of noise generated in the internal circuit. As a result of avoiding the problem of receiving, good noise characteristics can be realized.

また、この周波数シンセサイザ1によれば、4つの分周器21,22,23,24、2つの周波数位相比較器25,26および選択部27で、位相比較部8に対して比較用信号S4を出力する信号処理部10を構成することができるため、従来の周波数シンセサイザとは異なり、少ない種類の電子部品で比較用信号S4を出力する回路を実現することができる。   Further, according to the frequency synthesizer 1, the four frequency dividers 21, 22, 23, 24, the two frequency phase comparators 25, 26 and the selection unit 27 send the comparison signal S 4 to the phase comparison unit 8. Since the output signal processing unit 10 can be configured, unlike the conventional frequency synthesizer, it is possible to realize a circuit that outputs the comparison signal S4 with fewer types of electronic components.

なお、低周波信号S1の周波数f1を25MHzとし、これにより、カットオフ周波数fcoを50MHzとし、また、高周波信号生成部4から出力される高周波信号S2の周波数f2を975MHzとして、周波数シンセサイザ1がロック状態において、周波数fout(=1GHz)の出力信号Soutを出力する構成において、数値M,Lをそれぞれ「39」,「2」とした例について上記したが、低周波信号S1の周波数f1を変更し、これに対応させてカットオフ周波数fcoも変更した場合においても、数値M,Lを変更することにより、上記した例と同様にして、周波数位相比較器25から選択部27に対して、検出信号Saを最適な状態で出力させることができる。   The frequency synthesizer 1 is locked by setting the frequency f1 of the low-frequency signal S1 to 25 MHz, thereby setting the cutoff frequency fco to 50 MHz, and setting the frequency f2 of the high-frequency signal S2 output from the high-frequency signal generator 4 to 975 MHz. In the state where the output signal Sout of the frequency fout (= 1 GHz) is output in the state, the numerical values M and L are set to “39” and “2”, respectively. However, the frequency f1 of the low frequency signal S1 is changed. Even when the cut-off frequency fco is also changed correspondingly, by changing the numerical values M and L, the detection signal is sent from the frequency phase comparator 25 to the selection unit 27 in the same manner as in the above example. Sa can be output in an optimum state.

例えば、低周波信号S1の周波数f1を50MHzとし、これにより、カットオフ周波数fcoを100MHzとし、また、高周波信号生成部4から出力される高周波信号S2の周波数f2を950MHzとして、周波数シンセサイザ1がロック状態において、周波数fout(=1GHz)の出力信号Soutを出力する構成においては、一例として、数値Lを「4」とした場合、下記のようにして、数値Mが規定される。
M=4×950/100=38
For example, the frequency synthesizer 1 is locked by setting the frequency f1 of the low-frequency signal S1 to 50 MHz, thereby setting the cutoff frequency fco to 100 MHz, and setting the frequency f2 of the high-frequency signal S2 output from the high-frequency signal generator 4 to 950 MHz. In the state in which the output signal Sout having the frequency fout (= 1 GHz) is output in the state, as an example, when the numerical value L is “4”, the numerical value M is defined as follows.
M = 4 × 950/100 = 38

この構成においても、ロック状態から、高周波信号生成部4に対する分周設定を変更して、出力される高周波信号S2の周波数f2を低下させ、これによって、差周波数信号Sdiの絶対周波数(|fout−f2|)が低域フィルタ部7のカットオフ周波数fco(100MHz)以上となったとき(例えば、周波数f2を887.5MHzまで低下させたとき)にも、この状態において、信号処理部10では、分周器21が高周波信号S2(周波数f2(=887.5MHz))をM(=38)分周して周波数f21(≒23.4MHz)の分周信号S21を出力し、分周器22が出力信号Sout(周波数fout(=1GHz))を(38+4)分周して周波数f22(≒23.8MHz)の分周信号S22を出力する。これにより、分周信号S22の周波数f22が分周信号S21の周波数f21以上となるため、周波数位相比較器25が検出信号Saの出力を開始することで、信号処理部10から位相比較部8に対して第2基準信号S3を比較用信号S4として出力することができ、出力信号Soutの周波数foutを強制的に低下させることができる。   Also in this configuration, the frequency division setting for the high-frequency signal generator 4 is changed from the locked state to reduce the frequency f2 of the high-frequency signal S2 to be output, and thereby the absolute frequency (| fout− When f2 |) becomes equal to or higher than the cutoff frequency fco (100 MHz) of the low-pass filter unit 7 (for example, when the frequency f2 is reduced to 887.5 MHz), in this state, the signal processing unit 10 The frequency divider 21 divides the high-frequency signal S2 (frequency f2 (= 887.5 MHz)) by M (= 38) and outputs a frequency-divided signal S21 having a frequency f21 (≈23.4 MHz), and the frequency divider 22 The output signal Sout (frequency fout (= 1 GHz)) is divided by (38 + 4), and a frequency-divided signal S22 having a frequency f22 (≈23.8 MHz) is output. Thereby, since the frequency f22 of the frequency-divided signal S22 becomes equal to or higher than the frequency f21 of the frequency-divided signal S21, the frequency phase comparator 25 starts outputting the detection signal Sa, so that the signal processing unit 10 transfers the phase comparison unit 8 to the phase comparison unit 8. On the other hand, the second reference signal S3 can be output as the comparison signal S4, and the frequency fout of the output signal Sout can be forcibly reduced.

また、ロック状態から、高周波信号生成部4に対する分周設定を変更して、出力される高周波信号S2の周波数f2を出力信号Soutの周波数foutを超える周波数(例えば、1012.5MHz)に上昇させたときには、信号処理部10では、出力信号Soutの周波数foutよりも高周波信号S2の周波数f2の方が高いため、分周器24から出力される分周信号S24の周波数f24よりも分周器23から出力される分周信号S23の周波数f23の方が高い状態となる。このため、周波数位相比較器26が、周波数f23,f24を比較して、検出信号Sbの出力を停止することで、信号処理部10が位相比較部8への比較用信号S4の出力を停止することができ、出力信号Soutの周波数foutを強制的に上昇させることができる。   Further, the frequency division setting for the high-frequency signal generator 4 is changed from the locked state, and the frequency f2 of the output high-frequency signal S2 is increased to a frequency (for example, 1012.5 MHz) exceeding the frequency fout of the output signal Sout. Sometimes, in the signal processing unit 10, the frequency f2 of the high-frequency signal S2 is higher than the frequency fout of the output signal Sout, so that the frequency divider 24 outputs the frequency signal 24 that is output from the frequency divider 24. The frequency f23 of the divided signal S23 to be output is in a higher state. Therefore, the frequency phase comparator 26 compares the frequencies f23 and f24 and stops outputting the detection signal Sb, so that the signal processing unit 10 stops outputting the comparison signal S4 to the phase comparison unit 8. The frequency fout of the output signal Sout can be forcibly increased.

また、低周波信号S1の周波数f1を100MHzとし、これにより、カットオフ周波数fcoを150MHzとし、また、高周波信号生成部4から出力される高周波信号S2の周波数f2を900MHzとして、周波数シンセサイザ1がロック状態において、周波数fout(=1GHz)の出力信号Soutを出力する構成においては、一例として、数値Lを「3」とした場合、下記のようにして、数値Mが規定される。
M=3×900/100=27
In addition, the frequency synthesizer 1 is locked by setting the frequency f1 of the low frequency signal S1 to 100 MHz, thereby setting the cutoff frequency fco to 150 MHz, and setting the frequency f2 of the high frequency signal S2 output from the high frequency signal generator 4 to 900 MHz. In the state where the output signal Sout having the frequency fout (= 1 GHz) is output in the state, as an example, when the numerical value L is “3”, the numerical value M is defined as follows.
M = 3 × 900/100 = 27

この構成においても、ロック状態から、高周波信号生成部4に対する分周設定を変更して、出力される高周波信号S2の周波数f2を低下させ、これによって、差周波数信号Sdiの絶対周波数(|fout−f2|)が低域フィルタ部7のカットオフ周波数fco(150MHz)以上となったとき(例えば、周波数f2を837.5MHzまで低下させたとき)にも、この状態において、信号処理部10では、分周器21が高周波信号S2(周波数f2(=837.5MHz))をM(=27)分周して周波数f21(≒31.0MHz)の分周信号S21を出力し、分周器22が出力信号Sout(周波数fout(=1GHz))を(27+3)分周して周波数f22(≒33.3MHz)の分周信号S22を出力する。これにより、分周信号S22の周波数f22が分周信号S21の周波数f21以上となるため、周波数位相比較器25が検出信号Saの出力を開始することで、信号処理部10から位相比較部8に対して第2基準信号S3を比較用信号S4として出力することができ、出力信号Soutの周波数foutを強制的に低下させることができる。   Also in this configuration, the frequency division setting for the high-frequency signal generator 4 is changed from the locked state to reduce the frequency f2 of the high-frequency signal S2 to be output, and thereby the absolute frequency (| fout− When f2 |) becomes equal to or higher than the cutoff frequency fco (150 MHz) of the low-pass filter unit 7 (for example, when the frequency f2 is reduced to 837.5 MHz), in this state, the signal processing unit 10 The frequency divider 21 divides the high-frequency signal S2 (frequency f2 (= 837.5 MHz)) by M (= 27) and outputs a frequency-divided signal S21 of frequency f21 (≈31.0 MHz), and the frequency divider 22 The output signal Sout (frequency fout (= 1 GHz)) is divided by (27 + 3), and a frequency-divided signal S22 having a frequency f22 (≈33.3 MHz) is output. Thereby, since the frequency f22 of the frequency-divided signal S22 becomes equal to or higher than the frequency f21 of the frequency-divided signal S21, the frequency phase comparator 25 starts outputting the detection signal Sa, so that the signal processing unit 10 transfers the phase comparison unit 8 to the phase comparison unit 8. On the other hand, the second reference signal S3 can be output as the comparison signal S4, and the frequency fout of the output signal Sout can be forcibly reduced.

また、ロック状態から、高周波信号生成部4に対する分周設定を変更して、出力される高周波信号S2の周波数f2を出力信号Soutの周波数foutを超える周波数(例えば、1012.5MHz)に上昇させたときには、信号処理部10では、出力信号Soutの周波数foutよりも高周波信号S2の周波数f2の方が高いため、分周器24から出力される分周信号S24の周波数f24よりも分周器23から出力される分周信号S23の周波数f23の方が高い状態となる。このため、周波数位相比較器26が、周波数f23,f24を比較して、検出信号Sbの出力を停止することで、信号処理部10が位相比較部8への比較用信号S4の出力を停止することができ、出力信号Soutの周波数foutを強制的に上昇させることができる。   Further, the frequency division setting for the high-frequency signal generator 4 is changed from the locked state, and the frequency f2 of the output high-frequency signal S2 is increased to a frequency (for example, 1012.5 MHz) exceeding the frequency fout of the output signal Sout. Sometimes, in the signal processing unit 10, the frequency f2 of the high-frequency signal S2 is higher than the frequency fout of the output signal Sout, so that the frequency divider 24 outputs the frequency signal 24 that is output from the frequency divider 24. The frequency f23 of the divided signal S23 to be output is in a higher state. Therefore, the frequency phase comparator 26 compares the frequencies f23 and f24 and stops outputting the detection signal Sb, so that the signal processing unit 10 stops outputting the comparison signal S4 to the phase comparison unit 8. The frequency fout of the output signal Sout can be forcibly increased.

このように、この周波数シンセサイザ1によれば、信号処理部10における分周器21の分周回数Mに対して他の分周器22の分周回数を(M+L)とすると共に、低域フィルタ部7のカットオフ周波数fcoを考慮して、両数値M,Lを規定する構成としたことにより、低周波信号S1の周波数f1の変更に対応させてカットオフ周波数fcoを変更した場合においても、数値M,Lの少なくとも一方を変更することにより、信号処理部10から位相比較部8に対して適切な比較用信号S4を出力することができる。   As described above, according to the frequency synthesizer 1, the frequency division number M of the frequency divider 21 in the signal processing unit 10 is set to (M + L) as the frequency division number of the other frequency divider 22 and the low-pass filter. Even if the cutoff frequency fco is changed in accordance with the change of the frequency f1 of the low-frequency signal S1 by considering the cutoff frequency fco of the unit 7 and defining the both values M and L, By changing at least one of the numerical values M and L, an appropriate comparison signal S4 can be output from the signal processing unit 10 to the phase comparison unit 8.

なお、数値Mの設定に際して、値(L×f2/fco)に最も近い整数となるように設定するという最も好ましい構成について上記したが、フィルタの一般的な特性として、カットオフ周波数であっても、その周波数での信号成分はゼロにはならないため、値(L×f2/fco)に最も近い整数そのものではなく、この最も近い整数の近傍の整数を数値Mとして設定することもできる。また、分周器22の分周回数(M+L)を規定する各数値M,Lの設定において、まず数値Lを設定し、次いで数値Mを設定する構成について上記したが、逆に、まず数値Mを設定し、次いで数値Lを設定する構成を採用してもよいのは勿論である。また、周波数位相比較器26の前段に2つの分周器23,24を配設して、周波数位相比較器26に入力される信号の周波数を低下させる構成を採用したが、周波数位相比較器26が出力信号Soutと高周波信号S2の各周波数fout,f2とを直接比較できる構成においては、この分周器23,24の配設を省略することもできる。   The most preferable configuration in which the numerical value M is set so as to be an integer closest to the value (L × f2 / fco) has been described above. However, as a general characteristic of the filter, even if it is a cutoff frequency, Since the signal component at that frequency does not become zero, the integer near the nearest integer can be set as the numerical value M instead of the integer itself closest to the value (L × f2 / fco). Further, in the setting of the numerical values M and L that define the frequency division number (M + L) of the frequency divider 22, the numerical value L is first set, and then the numerical value M is set as described above. Of course, a configuration in which the numerical value L is set may be adopted. In addition, a configuration has been adopted in which two frequency dividers 23 and 24 are disposed in front of the frequency phase comparator 26 to reduce the frequency of the signal input to the frequency phase comparator 26. In the configuration in which the output signal Sout and the frequencies fout and f2 of the high-frequency signal S2 can be directly compared, the arrangement of the frequency dividers 23 and 24 can be omitted.

1 周波数シンセサイザ
3 低周波信号生成部
4 高周波信号生成部
5 VCO
6 ミキサ部
7 低域フィルタ部
8 位相比較部
9 ループフィルタ
10 信号処理部
Vc 制御電圧
S1 低周波信号
S2 高周波信号
S3 基準信号
S4 比較用信号
Sdi 差周波数信号
Ser 誤差信号
Sout 出力信号
Smix ミキシング信号
1 frequency synthesizer 3 low frequency signal generator 4 high frequency signal generator 5 VCO
6 Mixer unit 7 Low pass filter unit 8 Phase comparison unit 9 Loop filter 10 Signal processing unit Vc Control voltage S1 Low frequency signal S2 High frequency signal S3 Reference signal S4 Comparison signal Sdi Difference frequency signal Ser Error signal Sout Output signal Smix Mixing signal

Claims (2)

入力した制御電圧に応じた周波数の出力信号を生成する電圧制御発振部と、
予め設定された周波数範囲内で任意の周波数の低周波信号を生成する低周波信号生成部と、
設定された周波数の高周波信号を生成する高周波信号生成部と、
前記出力信号および前記高周波信号をミキシングしてミキシング信号として出力するミキサ部と、
前記ミキシング信号に含まれる前記出力信号および前記高周波信号の差周波数信号を選択的に通過させる低域フィルタ部と、
前記出力信号、前記高周波信号および前記差周波数信号を入力すると共に、当該出力信号の前記周波数および当該高周波信号の前記周波数の高低関係に基づいて比較用信号を出力する信号処理部と、
前記低周波信号および前記比較用信号の各位相についての誤差信号を出力する位相比較部と、
前記誤差信号に基づいて前記制御電圧を生成する制御電圧生成部とを備えた周波数シンセサイザであって、
前記信号処理部は、前記高周波信号の前記周波数が新たに設定された際に、前記出力信号の周波数が当該新たに設定された高周波信号の周波数よりも低い前記高低関係のときには、前記位相比較部への前記比較用信号の出力を停止し、前記出力信号の周波数が当該新たに設定された高周波信号の周波数以上で、かつ前記差周波数信号の絶対周波数が前記低域フィルタ部のカットオフ周波数以上の前記高低関係のときには、前記低周波信号の周波数よりも高い周波数の基準信号を前記比較用信号として前記位相比較部に出力し、前記出力信号の周波数が当該新たに設定された高周波信号の周波数以上で、かつ前記差周波数信号の絶対周波数が前記低域フィルタ部のカットオフ周波数よりも低い前記高低関係のときには、前記差周波数信号を前記比較用信号として前記位相比較部へ出力する周波数シンセサイザ。
A voltage controlled oscillator that generates an output signal having a frequency according to the input control voltage;
A low frequency signal generation unit that generates a low frequency signal of an arbitrary frequency within a preset frequency range;
A high-frequency signal generation unit that generates a high-frequency signal of a set frequency;
A mixer unit that mixes the output signal and the high-frequency signal and outputs the mixed signal;
A low-pass filter that selectively passes a difference frequency signal between the output signal and the high-frequency signal included in the mixing signal;
A signal processing unit that inputs the output signal, the high-frequency signal, and the difference frequency signal, and that outputs a comparison signal based on a level relationship between the frequency of the output signal and the frequency of the high-frequency signal;
A phase comparator that outputs an error signal for each phase of the low-frequency signal and the comparison signal;
A frequency synthesizer comprising a control voltage generator for generating the control voltage based on the error signal,
When the frequency of the high-frequency signal is newly set and the frequency of the output signal is lower than the frequency of the newly set high-frequency signal, the signal processing unit is The output of the comparison signal to the output is stopped, the frequency of the output signal is equal to or higher than the frequency of the newly set high-frequency signal, and the absolute frequency of the difference frequency signal is equal to or higher than the cutoff frequency of the low-pass filter unit In the case of the height relationship, a reference signal having a frequency higher than the frequency of the low frequency signal is output as the comparison signal to the phase comparison unit, and the frequency of the output signal is the frequency of the newly set high frequency signal. When the above relationship is high and the absolute relationship of the difference frequency signal is lower than the cutoff frequency of the low-pass filter unit, the difference frequency signal is Frequency synthesizer output to the phase comparator as 較用 signal.
前記信号処理部は、
前記高周波信号をM分周(Mは2以上の整数)して第1分周信号を出力する第1分周器と、
前記出力信号を(M+L)分周(Lは1以上の整数)して第2分周信号を出力する第2分周器と、
前記第2分周信号の周波数が前記第1分周信号の周波数以上のときに第1検出信号を出力する第1周波数比較器と、
前記出力信号の周波数が前記高周波信号の周波数以上のときに第2検出信号を出力する第2周波数比較器と、
前記差周波数信号および前記基準信号を入力すると共に、前記第1検出信号および前記第2検出信号を入力しているときには、前記位相比較部に前記比較用信号として当該基準信号を出力し、前記第1検出信号を入力せず、かつ前記第2検出信号を入力しているときには、前記位相比較部に前記比較用信号として当該差周波数信号を出力し、前記第2検出信号を入力していないときには、前記位相比較部への前記比較用信号の出力を停止させる選択部を備え、
前記高周波信号の周波数をfとし、かつ前記カットオフ周波数をfcoとしたときに、数値Mが値(L×f/fco)に最も近い整数となるように規定されている請求項1記載の周波数シンセサイザ。
The signal processing unit
A first frequency divider that divides the high-frequency signal by M (M is an integer of 2 or more) and outputs a first frequency-divided signal;
A second divider for dividing the output signal by (M + L) (L is an integer of 1 or more) and outputting a second divided signal;
A first frequency comparator that outputs a first detection signal when the frequency of the second divided signal is equal to or higher than the frequency of the first divided signal;
A second frequency comparator that outputs a second detection signal when the frequency of the output signal is equal to or higher than the frequency of the high-frequency signal;
When the difference frequency signal and the reference signal are input, and when the first detection signal and the second detection signal are input, the reference signal is output as the comparison signal to the phase comparison unit, and the first When the first detection signal is not input and the second detection signal is input, the difference frequency signal is output as the comparison signal to the phase comparison unit, and when the second detection signal is not input. A selection unit for stopping the output of the comparison signal to the phase comparison unit,
2. The frequency according to claim 1, wherein a numerical value M is defined to be an integer closest to a value (L × f / fco), where f is the frequency of the high-frequency signal and fco is the cutoff frequency. Synthesizer.
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