JP5956383B2 - PLL synthesizer, signal analysis apparatus and signal generation apparatus using the same, and calibration method - Google Patents
PLL synthesizer, signal analysis apparatus and signal generation apparatus using the same, and calibration method Download PDFInfo
- Publication number
- JP5956383B2 JP5956383B2 JP2013132903A JP2013132903A JP5956383B2 JP 5956383 B2 JP5956383 B2 JP 5956383B2 JP 2013132903 A JP2013132903 A JP 2013132903A JP 2013132903 A JP2013132903 A JP 2013132903A JP 5956383 B2 JP5956383 B2 JP 5956383B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- signal
- frequency
- unit
- voltage
- output
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 27
- 230000007274 generation of a signal involved in cell-cell signaling Effects 0.000 title description 4
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 claims description 82
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 claims description 64
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 26
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 22
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 claims description 11
- 108010076504 Protein Sorting Signals Proteins 0.000 claims description 6
- 238000010408 sweeping Methods 0.000 claims 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 16
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 14
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 8
- 238000013500 data storage Methods 0.000 description 8
- 239000013256 coordination polymer Substances 0.000 description 5
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 3
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 2
- 229920005994 diacetyl cellulose Polymers 0.000 description 2
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 2
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)
Description
本発明は、PLLシンセサイザ、それを用いた信号分析装置及び信号発生装置、並びに校正方法に関する。 The present invention relates to a PLL synthesizer, a signal analysis apparatus and a signal generation apparatus using the same, and a calibration method.
高性能な位相雑音性能を持つシンセサイザは、スペクトラムアナライザや信号発生器等の発振回路として好適に用いられる。このようなシンセサイザは、マルチループ方式を取ることが一般的であり、例えばFineループ(微調整ループ)、Coarseループ(粗調整ループ)、Sumループ(粗調整ループと微調整ループの合成ループ)から構成される。 A synthesizer having high-performance phase noise performance is suitably used as an oscillation circuit such as a spectrum analyzer or a signal generator. Such a synthesizer generally takes a multi-loop method, for example, from a Fine loop (fine adjustment loop), a coarse loop (coarse adjustment loop), or a Sum loop (synthesis loop of a coarse adjustment loop and a fine adjustment loop). Composed.
合成ループの発振器には性能の面からYTO(YIG Tuned Oscillator)が使用され、粗調整ループの発振器には価格の面より電圧制御発振器(VCO:Voltage Controlled Oscillator)が使用されることが一般的である。 In general, YTO (YIG Tuned Oscillator) is used for the oscillator of the synthetic loop, and a voltage controlled oscillator (VCO) is used for the oscillator of the coarse adjustment loop from the aspect of cost. is there.
図9に示すように、粗調整ループとして使用可能なPLLシンセサイザは、基準周波数Frefの信号をR分周して出力する分周器71、位相比較器72、ループフィルタ73、VCO74、周波数Floのローカル信号を出力するローカル発振器75、周波数混合器としてのミキサ76、ローパスフィルタ77、入力周波数をN分周する分周器78を基本構成として備えている(例えば、特許文献1参照)。
As shown in FIG. 9, a PLL synthesizer that can be used as a coarse adjustment loop has a
さらに、特許文献1に開示されたPLLシンセサイザは、スイッチ79,80、電圧目標値記録部81、D/Aコンバータ(DAC)82、及び減算器83によりフィードバックループを形成して、ループフィルタ73の出力をDAC82の出力するアナログ信号の電圧に等しくする制御を行うことにより、VCO74の発振周波数を目標周波数にロックするようになっている。
Furthermore, the PLL synthesizer disclosed in
マルチループ方式のシンセサイザを構成する場合、位相雑音の悪化を抑制するためには、分周器の分周比を極力小さくすることが重要である。このため、上記のようなPLLシンセサイザにおいては、位相比較器72に入力される比較周波数を生成する手段として、分周器78に加えてミキサ76を使用して周波数変換を行うようになっている。
When configuring a multi-loop synthesizer, it is important to reduce the frequency division ratio of the frequency divider as much as possible in order to suppress the deterioration of phase noise. For this reason, in the PLL synthesizer as described above, frequency conversion is performed using the
ミキサを使用して周波数変換を行う場合には、VCOのプリチューンが正しく行われていないと、VCOの出力信号とミキサに入力されるローカル信号の周波数の高低関係が反転することがある。このような場合には、ループの制御方向が位相を同期させる方向と逆になってしまい、目標周波数からのロック外れやミスロックが発生する。 When frequency conversion is performed using a mixer, if the VCO pretune is not performed correctly, the level relationship between the output signal of the VCO and the frequency of the local signal input to the mixer may be reversed. In such a case, the control direction of the loop is opposite to the direction in which the phases are synchronized, and unlocking from the target frequency and mislocking occur.
合成ループの発振器として広く用いられるYTOはリニアリティに優れており、正確にプリチューンを行うことはさほど困難ではない。これに対して、粗調整ループの発振器として広く用いられる広帯域のVCOは、一般的に感度が高くリニアリティも悪いため、高精度にプリチューンを行うことが困難である。 YTO, which is widely used as an oscillator of a synthetic loop, has excellent linearity, and it is not difficult to accurately perform pretune. On the other hand, a wideband VCO widely used as a coarse adjustment loop oscillator generally has high sensitivity and poor linearity, and therefore it is difficult to perform pretune with high accuracy.
またリニアリティが悪いと言うことは、粗調整ループのループ帯域が大きく変わりやすいことを意味する。ループ帯域が大きく変わると、帯域内の位相雑音や、帯域外に発生するスプリアス性能が悪化してしまう。 Further, the fact that the linearity is bad means that the loop band of the coarse adjustment loop is easily changed. If the loop band changes greatly, the phase noise within the band and the spurious performance generated outside the band will deteriorate.
しかしながら、特許文献1に開示されたような従来のPLLシンセサイザは、VCO74を含まないフィードバックループを形成して、ループフィルタ73の出力をDAC82の出力するアナログ信号の電圧に等しくするものであり、感度やリニアリティが個々に異なるVCOに対してプリチューン電圧を正確に測定するものではなかった。このため、広帯域のVCOのリニアリティの改善が困難であり、位相雑音やスプリアス特性の向上ができないという問題があった。
However, the conventional PLL synthesizer disclosed in
本発明は、このような従来の課題を解決するためになされたものであって、高精度なプリチューンとループ帯域の一定化を図ることができるPLLシンセサイザ、それを用いた信号分析装置及び信号発生装置、並びに校正方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve such a conventional problem, and is a PLL synthesizer capable of achieving high-precision pretune and constant loop bandwidth, and a signal analyzer and signal using the PLL synthesizer. An object is to provide a generator and a calibration method.
上記課題を解決するために、本発明の請求項1のPLLシンセサイザは、入力信号の電圧に応じて出力信号の周波数を制御する電圧制御発振部と、前記出力信号に基づく信号を1/N分周するループ内分周部と、基準信号を1/R分周する基準分周部と、前記ループ内分周部の出力と前記基準分周部の出力との位相差に応じた信号を出力する位相比較部と、入力される信号の低周波成分を通過させて前記電圧制御発振部に与えるループフィルタとを備えるPLLシンセサイザにおいて、前記基準信号と前記電圧制御発振部の前記出力信号が入力され、当該基準信号と当該出力信号との位相差に応じた信号を出力するPLL−ICと、前記位相比較部の出力または前記PLL−ICの出力を前記ループフィルタに与える切換部と、前記切換部により前記PLL−ICの出力側と前記ループフィルタの入力側が接続された状態で、前記出力信号の周波数が目標周波数になるために前記電圧制御発振部に与えるべき調整電圧を測定する調整電圧測定部と、前記調整電圧の変化に対する前記周波数の変化率を算出する感度算出部と、前記目標周波数における前記変化率に応じて、前記ループフィルタのゲインと前記位相比較部のチャージポンプ電流の少なくともいずれかを調整するループゲイン調整部と、前記切換部により前記位相比較部の出力側と前記ループフィルタの入力側が接続された状態で、前記調整電圧を前記電圧制御発振部に出力する調整電圧出力部とを備える構成を有している。
In order to solve the above-described problems, a PLL synthesizer according to
この構成により、電圧制御発振部の調整電圧測定時に、PLL−IC及び調整電圧測定部を有する副PLL回路が主PLL回路と独立して構成されることにより、調整電圧と電圧制御発振部の感度を精度良く測定し、高精度なプリチューンとループ帯域の一定化を図ることが可能となる。 With this configuration, the adjustment voltage and the sensitivity of the voltage-controlled oscillation unit are configured so that the sub-PLL circuit having the PLL-IC and the adjustment voltage measurement unit is configured independently of the main PLL circuit when measuring the adjustment voltage of the voltage-controlled oscillation unit. Can be measured with high accuracy, and high-precision pretune and constant loop bandwidth can be achieved.
また、ループフィルタのゲインと位相比較部のチャージポンプ電流とを主PLL回路のループ帯域が一定となるように調整できるため、スプリアスの低減とループ帯域内の位相雑音の安定化が可能になる。 In addition, since the gain of the loop filter and the charge pump current of the phase comparison unit can be adjusted so that the loop band of the main PLL circuit is constant, it is possible to reduce spurious and stabilize the phase noise within the loop band.
また、本発明の請求項2のPLLシンセサイザは、前記出力信号の周波数を変換して、当該周波数が変換された信号を前記ループ内分周部に出力する周波数変換部をさらに備える構成を有している。
The PLL synthesizer according to
この構成により、ループ内分周部の分周比を極力小さくして、位相雑音の悪化を抑制することが可能となる。 With this configuration, it is possible to reduce the frequency division ratio of the in-loop frequency dividing portion as much as possible and suppress the deterioration of the phase noise.
また、本発明の請求項3のPLLシンセサイザは、入力信号の電圧に応じて出力信号の周波数を制御する電圧制御発振部と、前記出力信号に基づく信号を1/N分周するループ内分周部と、基準信号を1/R分周する基準分周部と、前記ループ内分周部の出力と前記基準分周部の出力との位相差に応じた信号を出力する位相比較部と、前記位相比較部からの出力の低周波成分を通過させて前記電圧制御発振部に与えるループフィルタと、前記出力信号の周波数を変換して、当該周波数が変換された信号を前記ループ内分周部に出力する周波数変換部とを備えるPLLシンセサイザにおいて、前記電圧制御発振部の前記出力信号を前記周波数変換部を介して、あるいは、前記周波数変換部を介さずに前記ループ内分周部に与える切換部と、前記切換部により前記電圧制御発振部の出力側と前記ループ内分周部の入力側が前記周波数変換部を介さずに接続された状態で、前記出力信号の周波数が目標周波数になるために前記電圧制御発振部に与えるべき調整電圧を測定する調整電圧測定部と、前記調整電圧の変化に対する前記周波数の変化率を算出する感度算出部と、前記目標周波数における前記変化率に応じて、前記ループフィルタのゲインと前記位相比較部のチャージポンプ電流の少なくともいずれかを調整するループゲイン調整部と、前記切換部により前記電圧制御発振部の出力側と前記ループ内分周部の入力側が前記周波数変換部を介して接続された状態で、前記調整電圧を前記電圧制御発振部に出力する調整電圧出力部とを備える構成を有している。 According to a third aspect of the present invention, there is provided a PLL synthesizer comprising: a voltage-controlled oscillation unit that controls a frequency of an output signal according to a voltage of an input signal; and an in-loop frequency division that divides a signal based on the output signal by 1 / N. A reference frequency dividing unit that divides the reference signal by 1 / R, a phase comparison unit that outputs a signal corresponding to a phase difference between the output of the in-loop frequency dividing unit and the output of the reference frequency dividing unit, A loop filter that passes the low-frequency component of the output from the phase comparison unit and applies it to the voltage-controlled oscillation unit, converts the frequency of the output signal, and converts the frequency-converted signal into the in-loop frequency dividing unit In a PLL synthesizer comprising a frequency converter for outputting to the switching circuit, the output signal from the voltage controlled oscillator is supplied to the in-loop frequency divider through the frequency converter or without the frequency converter. Part and said In the state where the output side of the voltage controlled oscillation unit and the input side of the in-loop frequency dividing unit are connected without the frequency conversion unit by the conversion unit, the voltage control is performed so that the frequency of the output signal becomes the target frequency. An adjustment voltage measurement unit that measures an adjustment voltage to be applied to the oscillation unit, a sensitivity calculation unit that calculates a rate of change of the frequency with respect to a change in the adjustment voltage, A loop gain adjusting unit that adjusts at least one of a gain and a charge pump current of the phase comparison unit; and an output side of the voltage controlled oscillation unit and an input side of the in-loop frequency dividing unit by the switching unit And an adjustment voltage output unit that outputs the adjustment voltage to the voltage-controlled oscillation unit in a connected state.
この構成により、電圧制御発振部の調整電圧測定時に、主PLL回路から周波数変換部を切り離した副PLL回路が構成されることにより、調整電圧と電圧制御発振部の感度を精度良く測定し、高精度なプリチューンとループ帯域の一定化を図ることが可能となる。 With this configuration, the sub-PLL circuit in which the frequency converter is separated from the main PLL circuit at the time of measuring the adjustment voltage of the voltage-controlled oscillator can be configured to accurately measure the sensitivity of the adjustment voltage and the voltage-controlled oscillator. It is possible to achieve a precise pretune and constant loop bandwidth.
また、ループフィルタのゲインと位相比較部のチャージポンプ電流とを主PLL回路のループ帯域が一定となるように調整できるため、スプリアスの低減とループ帯域内の位相雑音の安定化が可能になる。 In addition, since the gain of the loop filter and the charge pump current of the phase comparison unit can be adjusted so that the loop band of the main PLL circuit is constant, it is possible to reduce spurious and stabilize the phase noise within the loop band.
また、本発明の請求項4の信号分析装置は、周波数掃引が可能なローカル信号をローカル信号発生器により生成して入力信号とともにミキサに与え、当該ミキサの出力から所定の中間周波数帯の信号をフィルタで抽出する周波数変換部と、前記入力信号のうち、指定された観測帯域の信号成分が前記周波数変換部の前記フィルタから時系列に出力されるように、前記ローカル信号発生器のローカル信号の周波数掃引制御を行う掃引制御部と、前記周波数変換部の出力信号をサンプリングしてデジタルの信号列に変換するA/D変換器と、前記ローカル信号の掃引中に前記A/D変換器から出力される信号列を記憶し、周波数対信号強度のスペクトラム特性を求める信号解析部と、前記信号解析部で得られたスペクトラム特性を波形表示する表示部とを備え、前記ローカル信号発生器が、上記のいずれかのPLLシンセサイザを含む構成を有している。 The signal analyzing apparatus according to claim 4 of the present invention generates a local signal capable of frequency sweep by a local signal generator and supplies it to the mixer together with the input signal, and outputs a signal in a predetermined intermediate frequency band from the output of the mixer. A frequency conversion unit to be extracted by a filter, and a local signal of the local signal generator so that a signal component of a designated observation band of the input signal is output in time series from the filter of the frequency conversion unit. A sweep control unit that performs frequency sweep control, an A / D converter that samples the output signal of the frequency conversion unit and converts it into a digital signal sequence, and an output from the A / D converter during the sweep of the local signal A signal analysis unit for storing a signal sequence to be obtained and obtaining a spectrum characteristic of frequency vs. signal intensity, and a table for displaying a waveform of the spectrum characteristic obtained by the signal analysis unit And a section, wherein the local signal generator has a structure containing any of the PLL synthesizer described above.
この構成により、高精度なプリチューンとループ帯域の一定化を図ったPLLシンセサイザを備えているため、精度良く入力信号のスペクトラム特性を求めることが可能となる。 With this configuration, since the PLL synthesizer with a highly accurate pretune and a constant loop band is provided, the spectrum characteristics of the input signal can be obtained with high accuracy.
また、本発明の請求項5の信号発生装置は、ベースバンド信号を出力するベースバンド信号出力手段と、予め定められた局部発振周波数の局部発振信号を生成する局部発振信号生成手段と、前記ベースバンド信号と前記局部発振信号とを乗算して直交変調及び周波数変換を行うことにより無線周波数信号を生成する無線周波数信号生成手段と、前記無線周波数信号の信号レベルを所定信号レベルに設定して出力する信号レベル設定手段と、前記所定信号レベルに設定された無線周波数信号を所定の減衰値で減衰して出力するステップアッテネータとを備え、前記局部発振信号生成手段が、上記のいずれかのPLLシンセサイザを含む構成を有している。 According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a signal generator comprising a baseband signal output means for outputting a baseband signal, a local oscillation signal generating means for generating a local oscillation signal having a predetermined local oscillation frequency, and the base A radio frequency signal generating means for generating a radio frequency signal by performing quadrature modulation and frequency conversion by multiplying a band signal and the local oscillation signal, and setting the signal level of the radio frequency signal to a predetermined signal level and outputting it And a step attenuator for attenuating and outputting the radio frequency signal set to the predetermined signal level with a predetermined attenuation value, wherein the local oscillation signal generating means is one of the PLL synthesizers described above It has the composition containing.
この構成により、高精度なプリチューンとループ帯域の一定化を図ったPLLシンセサイザを備えているため、信号純度の良いRF試験信号を出力することが可能となる。 With this configuration, since the PLL synthesizer with high precision pretune and constant loop band is provided, it is possible to output an RF test signal with good signal purity.
また、本発明の請求項6の校正方法は、入力信号の電圧に応じて出力信号の周波数を制御する電圧制御発振部と、前記出力信号に基づく信号を1/N分周するループ内分周部と、基準信号を1/R分周する基準分周部と、前記ループ内分周部の出力と前記基準分周部の出力との位相差に応じた信号を出力する位相比較部と、入力される信号の低周波成分を通過させて前記電圧制御発振部に与えるループフィルタとを備えるPLLシンセサイザの校正方法であって、前記基準信号と前記電圧制御発振部の前記出力信号が入力され、当該基準信号と当該出力信号との位相差に応じた信号を出力するPLL−ICと、前記位相比較部の出力または前記PLL−ICの出力を前記ループフィルタに与える切換部とを備え、さらに、前記切換部により前記PLL−ICの出力側と前記ループフィルタの入力側が接続された状態で、前記出力信号の周波数が目標周波数になるために前記電圧制御発振部に与えるべき調整電圧を測定する調整電圧測定ステップと、前記調整電圧の変化に対する前記周波数の変化率を算出する感度算出ステップと、前記目標周波数における前記変化率に応じて、前記ループフィルタのゲインと前記位相比較部のチャージポンプ電流の少なくともいずれかを調整するループゲイン調整ステップと、前記切換部により前記位相比較部の出力側と前記ループフィルタの入力側が接続された状態で、前記調整電圧を前記電圧制御発振部に出力する調整電圧出力ステップとを含む。 According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a calibration method comprising: a voltage-controlled oscillation unit that controls a frequency of an output signal according to a voltage of an input signal; and an in-loop frequency division that divides the signal based on the output signal by 1 / N. A reference frequency dividing unit that divides the reference signal by 1 / R, a phase comparison unit that outputs a signal corresponding to a phase difference between the output of the in-loop frequency dividing unit and the output of the reference frequency dividing unit, A PLL synthesizer calibration method comprising a loop filter that passes a low-frequency component of an input signal and supplies the low-frequency component to the voltage-controlled oscillator, wherein the reference signal and the output signal of the voltage-controlled oscillator are input, A PLL-IC that outputs a signal corresponding to a phase difference between the reference signal and the output signal, and a switching unit that supplies the output of the phase comparison unit or the output of the PLL-IC to the loop filter, and Front by the switching part An adjustment voltage measuring step for measuring an adjustment voltage to be applied to the voltage controlled oscillation unit so that the frequency of the output signal becomes a target frequency in a state where the output side of the PLL-IC and the input side of the loop filter are connected; A sensitivity calculating step for calculating the rate of change of the frequency with respect to the change of the adjustment voltage, and adjusting at least one of the gain of the loop filter and the charge pump current of the phase comparison unit according to the rate of change at the target frequency A loop gain adjustment step, and an adjustment voltage output step of outputting the adjustment voltage to the voltage controlled oscillation unit in a state where the output side of the phase comparison unit and the input side of the loop filter are connected by the switching unit. .
この構成により、調整電圧測定ステップにおいて、PLL−ICを有する副PLL回路が主PLL回路と独立して構成されることにより、調整電圧と電圧制御発振部の感度を精度良く測定し、高精度なプリチューンとループ帯域の一定化を図ることが可能となる。 With this configuration, in the adjustment voltage measurement step, the sub-PLL circuit having the PLL-IC is configured independently of the main PLL circuit, thereby accurately measuring the sensitivity of the adjustment voltage and the voltage-controlled oscillation unit. It becomes possible to make the pretune and the loop band constant.
また、ループフィルタのゲインと位相比較部のチャージポンプ電流とを主PLL回路のループ帯域が一定となるように調整できるため、スプリアスの低減とループ帯域内の位相雑音の安定化が可能になる。 In addition, since the gain of the loop filter and the charge pump current of the phase comparison unit can be adjusted so that the loop band of the main PLL circuit is constant, it is possible to reduce spurious and stabilize the phase noise within the loop band.
また、本発明の請求項7の校正方法は、入力信号の電圧に応じて出力信号の周波数を制御する電圧制御発振部と、前記出力信号に基づく信号を1/N分周するループ内分周部と、基準信号を1/R分周する基準分周部と、前記ループ内分周部の出力と前記基準分周部の出力との位相差に応じた信号を出力する位相比較部と、前記位相比較部からの出力の低周波成分を通過させて前記電圧制御発振部に与えるループフィルタと、前記出力信号の周波数を変換して、当該周波数が変換された信号を前記ループ内分周部に出力する周波数変換部とを備えるPLLシンセサイザの校正方法であって、前記電圧制御発振部の前記出力信号を前記周波数変換部を介して、あるいは、前記周波数変換部を介さずに前記ループ内分周部に与える切換部とを備え、さらに、前記切換部により前記電圧制御発振部の出力側と前記ループ内分周部の入力側が前記周波数変換部を介さずに接続された状態で、前記出力信号の周波数が目標周波数になるために前記電圧制御発振部に与えるべき調整電圧を測定する調整電圧測定ステップと、前記調整電圧の変化に対する前記周波数の変化率を算出する感度算出ステップと、前記目標周波数における前記変化率に応じて、前記ループフィルタのゲインと前記位相比較部のチャージポンプ電流の少なくともいずれかを調整するループゲイン調整ステップと、前記切換部により前記電圧制御発振部の出力側と前記ループ内分周部の入力側が前記周波数変換部を介して接続された状態で、前記調整電圧を前記電圧制御発振部に出力する調整電圧出力ステップとを含む。 According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a calibration method comprising: a voltage-controlled oscillation unit that controls a frequency of an output signal according to a voltage of an input signal; and an in-loop frequency division that divides the signal based on the output signal by 1 / N. A reference frequency dividing unit that divides the reference signal by 1 / R, a phase comparison unit that outputs a signal corresponding to a phase difference between the output of the in-loop frequency dividing unit and the output of the reference frequency dividing unit, A loop filter that passes the low-frequency component of the output from the phase comparison unit and applies it to the voltage-controlled oscillation unit, converts the frequency of the output signal, and converts the frequency-converted signal into the in-loop frequency dividing unit A frequency synthesizer calibration method comprising: a frequency converter that outputs to the loop, wherein the output signal of the voltage controlled oscillator is passed through the frequency converter or without being passed through the frequency converter. With a switching section to give to the circumference Furthermore, in order for the frequency of the output signal to be the target frequency in a state where the output side of the voltage controlled oscillation unit and the input side of the in-loop frequency dividing unit are connected via the switching unit without passing through the frequency converting unit. According to the adjustment voltage measurement step for measuring the adjustment voltage to be applied to the voltage controlled oscillator, the sensitivity calculation step for calculating the rate of change of the frequency with respect to the change of the adjustment voltage, and the change rate at the target frequency, A loop gain adjustment step for adjusting at least one of a gain of a loop filter and a charge pump current of the phase comparison unit; and the switching unit causes the output side of the voltage controlled oscillation unit and the input side of the in-loop frequency division unit to have the frequency An adjustment voltage output step of outputting the adjustment voltage to the voltage controlled oscillation unit in a state of being connected via the conversion unit.
この構成により、調整電圧測定ステップにおいて、主PLL回路から周波数変換部を切り離した副PLL回路が構成されることにより、調整電圧と電圧制御発振部の感度を精度良く測定し、高精度なプリチューンとループ帯域の一定化を図ることが可能となる。 With this configuration, in the adjustment voltage measurement step, a sub-PLL circuit in which the frequency conversion unit is separated from the main PLL circuit is configured, so that the sensitivity of the adjustment voltage and the voltage-controlled oscillation unit can be measured with high accuracy, and a high-precision pretune can be performed. It is possible to make the loop bandwidth constant.
また、ループフィルタのゲインと位相比較部のチャージポンプ電流とを主PLL回路のループ帯域が一定となるように調整できるため、スプリアスの低減とループ帯域内の位相雑音の安定化が可能になる。 In addition, since the gain of the loop filter and the charge pump current of the phase comparison unit can be adjusted so that the loop band of the main PLL circuit is constant, it is possible to reduce spurious and stabilize the phase noise within the loop band.
本発明は、電圧制御発振部の調整電圧測定時に、PLL−IC及び調整電圧測定部を有する副PLL回路が主PLL回路と独立して構成されることにより、調整電圧と電圧制御発振部の感度を精度良く測定し、高精度なプリチューンとループ帯域の一定化を図ることができるPLLシンセサイザ、それを用いた信号分析装置及び信号発生装置、並びに校正方法を提供するものである。 According to the present invention, the adjustment voltage and the sensitivity of the voltage controlled oscillation unit can be obtained by configuring the sub-PLL circuit having the PLL-IC and the adjustment voltage measuring unit independently of the main PLL circuit when measuring the adjusted voltage of the voltage controlled oscillation unit. Is provided with a PLL synthesizer that can accurately measure the frequency of the signal, and can achieve high-precision pretune and constant loop bandwidth, a signal analyzer and signal generator using the PLL synthesizer, and a calibration method.
以下、本発明に係るPLLシンセサイザ、それを用いた信号分析装置及び信号発生装置、並びに校正方法の実施形態について、図面を用いて説明する。 Hereinafter, embodiments of a PLL synthesizer according to the present invention, a signal analysis device and a signal generation device using the same, and a calibration method will be described with reference to the drawings.
(第1の実施形態)
まず、本発明の第1の実施形態としてのPLLシンセサイザ1の構成について説明する。
(First embodiment)
First, the configuration of the
図1に示すように、本実施形態のPLLシンセサイザ1は、マルチループ方式を取るものであり、周波数f1の基準信号が入力される粗調整ループ10と、周波数f2の基準信号が入力される微調整ループ11と、粗調整ループ10と微調整ループ11の出力を合成する合成ループ12とから構成される。
As shown in FIG. 1, the
粗調整ループ10は、VCO13、ローカル発振器14、ミキサ15、ローパスフィルタ16、ループ内分周器17、基準分周器18、位相比較器19、ループフィルタ20、PLL−IC21、切換部としてのスイッチ22,23、A/Dコンバータ(ADC)24、D/Aコンバータ(DAC)25、及び制御部26を備える。
The
VCO13、ローカル発振器14、ミキサ15、ローパスフィルタ16、ループ内分周器17、基準分周器18、位相比較器19、ループフィルタ20、及びスイッチ22,23は、主PLL回路を構成する。また、VCO13、ループフィルタ20、PLL−IC21、スイッチ22,23、ADC24、及びDAC25は、副PLL回路を構成する。
The
VCO13は、入力信号の電圧に応じて出力信号の周波数を制御するものであり、具体的には入力信号の電圧に比例した発振周波数fvの信号を出力信号として出力するようになっている。
The
ローカル発振器14は、ローカル周波数f0のローカル信号を出力するようになっている。ミキサ15は、VCO13から出力された出力信号と、ローカル発振器14から出力されたローカル信号とを乗算することにより混合するようになっている。ローパスフィルタ16は、ミキサ15の出力の低周波成分を通すようになっている。
ローカル発振器14、ミキサ15、及びローパスフィルタ16は、VCO13の出力信号の周波数を変換して、当該周波数が変換された信号をループ内分周器17に出力する周波数変換部を構成する。
The
ループ内分周器17は、ローパスフィルタ16の出力を1/N分周して出力するようになっている。基準分周器18は、入力された周波数f1の基準信号を1/R分周して出力するようになっている。ここで、N及びRは1以上の実数である。
The in-
位相比較器19は、ループ内分周器17の出力と基準分周器18の出力との位相差を検出し、その位相差に比例したパルス幅の電圧信号を出力するようになっている。なお、位相比較器19は、位相差に比例したパルス幅の電圧信号を出力するためのチャージポンプを内部に有している。
The
ループフィルタ20は、スイッチ22の出力の低周波成分を通過させてVCO13に与えるようになっている。つまり、位相比較器19の出力は、ループフィルタ20により平滑化され、VCO13の制御電圧となる。
The
より詳細には図2に示すように、ループフィルタ20は、増幅器31を含んでなる4種の積分回路A1〜A4と、4種のラグ・リードフィルタP1〜P4と、共通フィルタC1と、積分回路A1〜A4のいずれかを選択するスイッチ32と、ラグ・リードフィルタP1〜P4のいずれかを選択するスイッチ33とで構成されている。
More specifically, as shown in FIG. 2, the
このうち積分回路A4は、後述するVCO感度測定モード時にPLL−IC21を含むループに対してのみ用いるものとする。従って、粗調整ループ10のループゲイン調整用には3×4の12通りのループフィルタ設計で対応する。
Among these, the integration circuit A4 is used only for the loop including the PLL-
この4×4の積分回路A1〜A4及びラグ・リードフィルタP1〜P4の組み合わせを表1にまとめる。即ち、a1〜a3,b1〜b3,c1〜c3,d1〜d3が位相比較器19用のループフィルタとなり、c4,d4がPLL−IC21用のループフィルタとなる。
PLL−IC21は、分周器、位相比較器、チャージポンプ等の回路構成をワンチップに収納したものであり、周波数f1の基準信号とVCO13の出力信号が入力され、当該基準信号と当該出力信号との位相差に応じた信号を出力するようになっている。本実施形態では、PLL−IC21としては、例えばアナログ・デバイセズ株式会社の「ADF4106」が好適に用いられる。
The PLL-
スイッチ22は、後述するVCO感度測定モードにおいて、PLL−IC21の出力側とループフィルタ20の入力側を接続し、後述する粗調整ループモード及びプリチューン実行モードにおいて、位相比較器19の出力側とループフィルタ20の入力側を接続するようになっている。
The
スイッチ23は、VCO感度測定モードにおいて、ループフィルタ20の出力側とADC24を接続し、プリチューン実行モードの開始時において、ループフィルタ20の出力側とDAC25を接続し、プリチューン実行モードの終了時において、ループフィルタ20の出力側をADC24及びDAC25から切断するようになっている。
The
ADC24は、スイッチ22によりPLL−IC21の出力側とループフィルタ20の入力側が接続されるとともに、スイッチ23によりループフィルタ20の出力側とADC24が接続された状態で、ループフィルタ20から出力されたアナログの電圧信号をデジタル信号に変換し、変換されたデジタル信号の値を図示しないメモリに記録するようになっている。ADC24は、調整電圧測定部を構成する。
The
ここで、ADC24に記録されるデジタル信号の値は、VCO13の出力信号の周波数fvが目標周波数ftになるためにVCO13に与えるべき調整電圧としてのVCOチューン電圧Vである。つまり、ADC24は、VCOチューン電圧Vを測定するものである。
Here, the value of the digital signal recorded in the
DAC25は、スイッチ22により位相比較器19の出力側とループフィルタ20の入力側が接続されるとともに、スイッチ23によりループフィルタ20の出力側とDAC25が接続された状態で、ADC24のメモリに記録されたVCOチューン電圧Vをアナログの電圧信号に変換して、変換されたアナログの電圧信号をスイッチ23を介してVCO13に与えるようになっている。DAC25は、調整電圧出力部を構成する。
The
制御部26は、例えばCPU、ROM、RAM等で構成され、粗調整ループ10を構成する上記各部の動作を制御するとともに、所定のプログラムを実行することにより、感度算出部27とループゲイン調整部28とをソフトウエア的に構成する。
The
感度算出部27は、VCOチューン電圧Vの変化に対するVCO13の発振周波数fvの変化率、即ちVCO感度を算出するようになっている、例えば、このVCO感度は、VCO13の発振周波数fvをVCOチューン電圧Vで微分することにより得られる。
The
ループゲイン調整部28は、目標周波数ftにおける上記VCO感度に応じて、ループフィルタ20のゲインと位相比較器19のチャージポンプ電流の少なくともいずれかを調整するようになっている。
The loop
さらに、PLLシンセサイザ1は、図示しない操作部を介して、外部から制御部26に与えられたデータに対応した周波数の信号を出力できるように構成されていても良い。
Furthermore, the
以下、本実施形態のPLLシンセサイザ1における粗調整ループ10の校正方法について説明する。ここでは、ミスロックの虞が少ないシンプルな構成とした副PLL回路を用いて、PLL−IC21及びループフィルタ20の設定を変えながら選択されるVCO13の発振周波数fvごとにVCOチューン電圧VをADC24で測定する処理が行われる。
Hereinafter, a calibration method of the
以下、第1の実施形態における粗調整ループ10の制御部26が実行する校正プログラムについて、図3〜5のフローチャートを参照しながら説明する。
Hereinafter, the calibration program executed by the
<VCO感度測定モード>
図3は、VCO感度測定モードにおける処理を示すフローチャートである。図3のフローチャートの処理は、調整電圧測定ステップ(ステップS1〜S8)及び感度算出ステップ(ステップS9)の処理に相当する。
<VCO sensitivity measurement mode>
FIG. 3 is a flowchart showing processing in the VCO sensitivity measurement mode. 3 corresponds to the adjustment voltage measurement step (steps S1 to S8) and the sensitivity calculation step (step S9).
まず、ステップS1では、制御部26は、PLL−IC21の出力側とループフィルタ20の入力側を接続する方向にスイッチ22をオンとして、制御モードをVCO感度測定モードに切り換える。
First, in step S1, the
次に、ステップS2では、制御部26は各種の初期設定を行う。ここでは、PLL−IC21の内部のNカウンタ及びRカウンタにおける分周比の初期値や、チャージポンプ電流の初期値がPLL−IC21に設定される。このとき、PLL−IC21におけるミスロックの発生を低減するために、VCO13の発振周波数fvとして、VCO感度がフラットになる周波数領域の値(例えば4800MHz)が用いられる。
Next, in step S2, the
次に、ステップS3では、制御部26は、VCO13の発振周波数fvがロックするまでの所定時間(例えば500μsec)を待機する。
Next, in step S3, the
次に、ステップS4では、制御部26は、PLL−IC21の分周比及びチャージポンプ電流の設定とループフィルタ20のフィルタ選択の設定を切り換えることにより、所望の発振周波数fvを設定する。
Next, in step S4, the
次に、ステップS5では、制御部26は、VCO13の発振周波数fvがロックするまでの所定時間(例えば100μsec)を待機する。
Next, in step S5, the
次に、ステップS6では、制御部26は、ループフィルタ20の出力側とADC24を接続する方向にスイッチ23をオンとし、ADC24を制御してループフィルタ20の出力電圧を測定する。
Next, in step S <b> 6, the
次に、ステップS7では、制御部26は、測定したループフィルタ20の出力電圧に所定の補正値を乗じた値をVCOチューン電圧Vとして、ADC24のメモリ内のVCOチューン電圧テーブルに格納する。ここで、所定の補正値とは、ADC24を含む帰還回路の抵抗に起因するものである。
Next, in step S7, the
表2は、VCOチューン電圧テーブルに記録されるVCOチューン電圧Vの例を示している。これは、ステップS4で発振周波数fvが100MHz刻みで設定された場合の例であり、測定対象となった発振周波数fv以外の周波数のVCOチューン電圧については線形補間で求めた値を用いている。
次に、ステップS8では、測定対象の全ての発振周波数fvに関するVCOチューン電圧Vの取得が終了したか否かを判定する。VCOチューン電圧Vの取得が終了していない場合には、制御部26はステップS4以降の処理を再び実行する。一方、VCOチューン電圧Vの取得が終了した場合には、制御部26はステップS9の処理を実行する。
Next, in step S8, it is determined whether or not the acquisition of the VCO tune voltage V for all the oscillation frequencies fv to be measured has been completed. If the acquisition of the VCO tune voltage V has not been completed, the
上記のステップS4〜S8の処理では、制御部26は、PLL−IC21の比較周波数が例えば12.5MHzの場合、PLL−IC21のRカウンタの値を2として、Nカウンタの値を160から320まで4刻み(N=160,164,168,・・・,320)で変化させる。
In the processing of steps S4 to S8, when the comparison frequency of the PLL-
これにより、VCO13の発振周波数fvを100MHz刻みで変化させることができる。なお、実際に測定される発振周波数fvの間隔は、上記の100MHzに限定されず、特に10MHz以下とすることがVCO13のリニアリティを改善する観点からはより好ましい。
As a result, the oscillation frequency fv of the
次に、ステップS9では、制御部26は、ステップS8までの処理で取得したVCOチューン電圧Vの周波数特性からVCO感度を計算する。具体的には、制御部26は、以下の表3に示した計算式から求まる値をVCO感度として、ADC24のメモリ内のVCO感度テーブルに格納する。
Next, in step S9, the
ここでは、発振周波数fvが4000MHzのときのVCO感度は、4050MHzと4150MHzのVCO感度の延長線上にあるとして計算されている。同様に、発振周波数fvが8000MHzのときのVCO感度は、7850MHzと7950MHzのVCO感度の延長線上にあるとして計算されている。 Here, the VCO sensitivity when the oscillation frequency fv is 4000 MHz is calculated as being on the extension line of the VCO sensitivity of 4050 MHz and 4150 MHz. Similarly, the VCO sensitivity when the oscillation frequency fv is 8000 MHz is calculated as being on the extension line of the VCO sensitivity of 7850 MHz and 7950 MHz.
また、表3に記載されていない発振周波数fvにおけるVCO感度は線形補間で求めれば良く、VCO感度テーブルに記録されるVCO感度の周波数刻みは10MHz以下であることが好ましい。
なお、VCO感度測定モードにおけるステップS1〜S9の処理は、出荷前に行われても良いし、後述する粗調整ループモードの処理の前に毎回行われても良く、あるいは、ユーザにより任意のタイミングで行われても良い。また、ステップS2,S3の処理は省略されても良い。 Note that the processing in steps S1 to S9 in the VCO sensitivity measurement mode may be performed before shipment, may be performed every time before processing in a coarse adjustment loop mode described later, or at any timing by the user. It may be done in. Moreover, the process of step S2, S3 may be abbreviate | omitted.
<粗調整ループモード>
本実施形態における粗調整ループ10を動作させる場合、制御部26によりVCO13の発振周波数fvが設定される。この発振周波数fvの設定に応じて、主PLL回路のフィードバック経路中にあるループ内分周器17の分周比が決まる。
<Coarse adjustment loop mode>
When operating the
一般的に、PLL回路のループ帯域は、VCOの感度Kv、位相比較器の感度KΦ、ループフィルタのゲインG、ループの分周比Nにより決まる。これを数1に示す。
VCO13は発振周波数fvに応じて感度が変化し、その変化の範囲は例えば100[MHz/V]〜450[MHz/V]である。数1から明らかなように、VCO13の感度が変動すると、その分だけ主PLL回路のループ帯域が変動することになる。
The sensitivity of the
本実施形態では、粗調整ループ10における主PLL回路のループ帯域を一定に保つために、ループフィルタ20のフィルタ選択の設定と、位相比較器19のチャージポンプ電流の設定を適切に行うことによって、VCO13の感度の変動を吸収する。
In the present embodiment, in order to keep the loop band of the main PLL circuit in the
以下、図4のフローチャートを参照しながら粗調整ループモードにおける処理について説明する。ここで、図4のフローチャートの処理は、ループゲイン調整ステップの処理に相当する。 Hereinafter, processing in the coarse adjustment loop mode will be described with reference to the flowchart of FIG. Here, the process of the flowchart of FIG. 4 corresponds to the process of the loop gain adjustment step.
まず、ステップS11では、制御部26は、位相比較器19の出力側とループフィルタ20の入力側を接続する方向にスイッチ22をオンとして、制御モードを粗調整ループモードに切り換える。
First, in step S11, the
次に、ステップS12では、制御部26は、数2に従って"VCO感度/フィードバック経路分周比"[MHz/V]を計算する。ここで、VCO感度はVCO感度測定モードで取得されたVCO感度テーブル(表3参照)から得られる。また、フィードバック経路分周比とは、位相比較器19のRカウンタの設定値Rであり、具体的にはRは1,2,4,または8の値を取る。
次に、ステップS13では、制御部26は、以降の処理ステップで用いるパラメータを下記の数3及び表4に示すように設定する。
次に、ステップS14では、制御部26は、n=1,2,・・・,13の値を取り得る各nについて、下記の数4の不等式を満たすSCoarseの値の範囲を決定する。さらに、制御部26は、下記の表5に従って、各nについて適切なループフィルタ20のフィルタ選択を決定する。例えば、SCoarseが300のときには、n=2に対応する"b1"のフィルタの組み合わせ(表1参照)が選択され、SCoarseが200のときには、n=3に対応する"c1"のフィルタの組み合わせが選択される。
さらに、制御部26は、ループフィルタ20のフィルタ選択に対応するパラメータGA及びGPを表4に従って決定する。例えば、n=2のときには、選択されるフィルタはA1とP2であるため、各パラメータの値は、GA=1,GP=b,GPS=zとなる。
Further, the
次に、ステップS15では、制御部26は、ステップS14で選択されたフィルタに応じて、数5を用いてループフィルタ20のゲインGLPを求める。
次に、ステップS16では、制御部26は、位相比較器19に設定すべきチャージポンプ電流の設定値CPを数6に従って算出する。さらに、制御部26は、数7により、求めた設定値CPを実際に位相比較器19に設定可能な20μA刻みの値CPsetに丸める。
つまり、ステップS11〜S16の処理において制御部26は、表3のVCO感度テーブルに基づいて求めたSCoarseの値から、ループフィルタ20のフィルタ選択の設定、即ちループフィルタ20のゲインと、位相比較器19のチャージポンプ電流の設定を決定する。
That is, in the processing of steps S11 to S16, the
さらに、制御部26は、決定されたゲイン及びチャージポンプ電流の設定値をそれぞれループフィルタ20及び位相比較器19に設定する(ステップS17)。これにより、粗調整ループ10における主PLL回路のループ帯域を一定とすることが可能となる。
Further, the
なお、上記の説明では、ループフィルタ20のゲインの設定と位相比較器19のチャージポンプ電流の設定が両方とも行われるとしたが、本実施形態はこれに限定されない。例えば、数6で求まったチャージポンプ電流CPが非常に小さい場合には、ループフィルタ20のゲインGLPの調整のみで粗調整ループ10における主PLL回路のループ帯域を一定とすることも可能である。
In the above description, both the gain of the
また、例えば、既に設定されている値からループフィルタ20のゲインGLPを変更する必要がない場合には、チャージポンプ電流CPsetの調整のみで粗調整ループ10における主PLL回路のループ帯域を一定とすることも可能である。
Further, for example, when it is not necessary to change the gain G LP of the
<プリチューン実行モード>
図5は、粗調整ループモードにおけるプリチューン実行モードの処理を示すフローチャートである。図5のフローチャートの処理は、調整電圧出力ステップの処理に相当する。ここで、プリチューンとは、目標周波数ftでVCO13を動作させるためのVCOチューン電圧VをDAC25から出力して、このDAC25の出力電圧とループフィルタ20の出力電圧とが加算された電圧をVCO13に印加する動作である。
<Pretune execution mode>
FIG. 5 is a flowchart showing processing in the pretune execution mode in the coarse adjustment loop mode. The process of the flowchart in FIG. 5 corresponds to the process of the adjustment voltage output step. Here, the pretune is a VCO tune voltage V for operating the
まず、ステップS21では、制御部26は、ループフィルタ20の出力側とDAC25を接続する方向にスイッチ23をオンとして、制御モードをプリチューン実行モードに切り換える。これにより、VCO13には、ループフィルタ20の出力に加えてDAC25の出力が入力されることになる。
First, in step S21, the
次に、ステップS22では、制御部26は、表2のVCOチューン電圧テーブルを参照して、所望の発振周波数fvのVCOチューン電圧Vを取得する。
Next, in step S22, the
次に、ステップS23では、制御部26は、ステップS22で取得したVCOチューン電圧Vに所定の補正値を乗じた設定値をDAC25に入力する。ここで、所定の補正値とは、DAC25を含む帰還回路の抵抗に起因するものである。
Next, in step S23, the
次に、ステップS24では、制御部26は、VCO13の発振周波数fvがロックするまでの所定時間(例えば100μsec)を待機する。
Next, in step S24, the
次に、ステップS25では、制御部26は、スイッチ23をオフとして、ループフィルタ20の出力側をDAC25から切断して、プリチューン実行モードを終了させる。
Next, in step S25, the
これらのステップS21〜S25の処理によって、VCO13の出力信号の発振周波数fvが目標周波数ftの近傍にて安定する。
By the processing of these steps S21 to S25, the oscillation frequency fv of the output signal of the
以上説明したように、本実施形態によれば、VCO感度測定モードにおいて、PLL−IC21及びADC24を有する副PLL回路が主PLL回路と独立して構成されることにより、プリチューン電圧としてのVCOチューン電圧VとVCO13の感度を精度良く測定し、高精度なプリチューンとループ帯域の一定化を図ることができる。
As described above, according to the present embodiment, in the VCO sensitivity measurement mode, the sub PLL circuit having the PLL-
また、ループゲインを決めるループフィルタ20が2段に分割された構成となっており、VCO13の感度に合わせた適切なフィルタ選択を行うことで、ループ帯域の変動を抑えることが可能となる。
In addition, the
また、副PLL回路を構成することで、感度やリニアリティが個々に異なるVCOに対してVCOチューン電圧Vを正確に測定することが可能になる。これにより、主PLL回路のプリチューンを精度良く行うことが可能となる。 In addition, by configuring the sub PLL circuit, it becomes possible to accurately measure the VCO tune voltage V for VCOs having different sensitivities and linearities. As a result, the main PLL circuit can be pretuned with high accuracy.
また、VCO13の感度を測定することで、主PLL回路のループ帯域を一定にするためのVCOチューン電圧Vを得ることができるようになり、スプリアスの低減とループ帯域内の位相雑音の安定化が可能になる。加えて、リアルタイムにVCOチューン電圧Vを測定することで、温度変動や経年変化によるVCO13の発振周波数の変化も補正することが可能になる。
Further, by measuring the sensitivity of the
(第2の実施形態)
続いて、本発明の第2の実施形態としてのPLLシンセサイザ2について図面を参照しながら説明する。なお、第1の実施形態と同様の構成及び動作については適宜説明を省略する。
(Second Embodiment)
Next, a
図6に示すように、本実施形態のPLLシンセサイザ2が備える粗調整ループ40は、VCO13、ローカル発振器14、ミキサ15、ローパスフィルタ16、ループ内分周器17、基準分周器18、位相比較器19、ループフィルタ20、切換部としてのスイッチ23,29,30、ADC24、DAC25、制御部26を備える。
As shown in FIG. 6, the
VCO13、ローカル発振器14、ミキサ15、ローパスフィルタ16、ループ内分周器17、基準分周器18、位相比較器19、ループフィルタ20、及びスイッチ29,30は、主PLL回路を構成する。
The
また、VCO13、ループ内分周器17、基準分周器18、位相比較器19、ループフィルタ20、ADC24、DAC25、及びスイッチ29,30は、副PLL回路を構成する。
Further, the
ループフィルタ20は、位相比較器19の出力の低周波成分を通過させてVCO13に与えるようになっている。
The
スイッチ29,30は、VCO感度測定モードにおいて、VCO13の出力側とループ内分周器17の入力側をミキサ15を介さずに接続するようになっている。また、スイッチ29,30は、粗調整ループモード及びプリチューン実行モードにおいて、VCO13の出力側とミキサ15の入力側を接続するとともに、ローパスフィルタ16の出力側とループ内分周器17の入力側を接続するようになっている。
The
ADC24は、スイッチ29,30によりVCO13の出力側とループ内分周器17の入力側がミキサ15を介さずに接続されるとともに、スイッチ23によりループフィルタ20の出力側とADC24が接続された状態で、ループフィルタ20から出力されたアナログの電圧信号をデジタル信号に変換し、変換されたデジタル信号の値を図示しないメモリに記録するようになっている。
In the
DAC25は、スイッチ29,30によりVCO13の出力側とループ内分周器17の入力側がミキサ15を介して接続されるとともに、スイッチ23によりループフィルタ20の出力側とDAC25が接続された状態で、ADC24のメモリに記録されたVCOチューン電圧Vをアナログの電圧信号に変換して、変換されたアナログの電圧信号をスイッチ23を介してVCO13に与えるようになっている。
In the
以下、第2の実施形態における粗調整ループ40の制御部26が実行する校正プログラムについて、既に示した図3〜5のフローチャートを参照しながら説明する。
Hereinafter, the calibration program executed by the
<VCO感度測定モード>
まず、図3のフローチャートのステップS1では、制御部26は、VCO13の出力側とループ内分周器17の入力側をミキサ15を介さずに接続する方向にスイッチ29,30をオンとして、制御モードをVCO感度測定モードに切り換える。
<VCO sensitivity measurement mode>
First, in step S1 of the flowchart of FIG. 3, the
次に、ステップS2では、制御部26は各種の初期設定を行う。ここでは、ループ内分周器17及び基準分周器18に対して分周比の初期値が設定されるとともに、位相比較器19に対してチャージポンプ電流の初期値が設定される。このとき、副PLL回路におけるミスロックの発生を低減するために、VCO13の発振周波数fvとして、VCO感度がフラットになる周波数領域の値(例えば4800MHz)を用いることとする。
Next, in step S2, the
次に、ステップS3では、制御部26は、VCO13の発振周波数fvがロックするまでの所定時間(例えば500μsec)を待機する。
Next, in step S3, the
次に、ステップS4では、制御部26は、ループ内分周器17及び基準分周器18の分周比及び位相比較器19のチャージポンプ電流の設定と、ループフィルタ20のフィルタ選択の設定を切り換えることにより、所望の発振周波数fvを設定する。
Next, in step S4, the
次に、ステップS5では、制御部26は、VCO13の発振周波数fvがロックするまでの所定時間(例えば100μsec)を待機する。
Next, in step S5, the
次に、ステップS6では、制御部26は、ループフィルタ20の出力側とADC24を接続する方向にスイッチ23をオンとし、ADC24を制御してループフィルタ20の出力電圧を測定する。
Next, in step S <b> 6, the
次に、ステップS7では、制御部26は、測定したループフィルタ20の出力電圧に所定の補正値を乗じた値をVCOチューン電圧Vとして、ADC24のメモリ内のVCOチューン電圧テーブルに格納する。
Next, in step S7, the
次に、ステップS8では、測定対象の全ての発振周波数fvに関するVCOチューン電圧Vの取得が終了したか否かを判定する。VCOチューン電圧Vの取得が終了していない場合には、制御部26はステップS4以降の処理を再び実行する。一方、VCOチューン電圧Vの取得が終了した場合には、制御部26はステップS9の処理を実行する。
Next, in step S8, it is determined whether or not the acquisition of the VCO tune voltage V for all the oscillation frequencies fv to be measured has been completed. If the acquisition of the VCO tune voltage V has not been completed, the
上記のステップS4〜S8の処理では、制御部26は、位相比較器19の比較周波数が12.5MHzの場合、基準分周器18の分周比Rを2として、ループ内分周器17の分周比Nを160から320まで4刻み(N=160,164,168,・・・,320)で変化させる。
In the processing of steps S4 to S8 described above, when the comparison frequency of the
次に、ステップS9では、制御部26は、ステップS8までの処理で取得したVCOチューン電圧Vの周波数特性からVCO感度を計算する。具体的には、制御部26は、表3に示した計算式から求まる値をVCO感度として、ADC24のメモリ内のVCO感度テーブルに格納する。
Next, in step S9, the
<粗調整ループモード>
図4のフローチャートのステップS11では、制御部26は、VCO13の出力側とミキサ15の入力側を接続するとともに、ローパスフィルタ16の出力側とループ内分周器17の入力側を接続する方向にスイッチ29,30をオンとして、制御モードを粗調整ループモードに切り換える。
<Coarse adjustment loop mode>
In step S11 of the flowchart of FIG. 4, the
以降のステップS12〜S16の処理の説明は、第1の実施形態と同様であるので省略する。 The description of the subsequent steps S12 to S16 is the same as in the first embodiment, and will be omitted.
<プリチューン実行モード>
図5は、粗調整ループモードにおけるプリチューン実行モードの処理を示すフローチャートである。ステップS21〜S25の処理の説明は、第1の実施形態と同様であるので省略する。
<Pretune execution mode>
FIG. 5 is a flowchart showing processing in the pretune execution mode in the coarse adjustment loop mode. The description of the processing in steps S21 to S25 is the same as that in the first embodiment, and will be omitted.
以上説明したように、本実施形態によれば、VCO感度測定モードにおいて、主PLL回路から周波数変換部を切り離した副PLL回路が構成されることにより、VCOチューン電圧VとVCO13の感度を精度良く測定し、高精度なプリチューンとループ帯域の一定化を図ることができる。
As described above, according to the present embodiment, in the VCO sensitivity measurement mode, the sub PLL circuit in which the frequency conversion unit is separated from the main PLL circuit is configured, so that the sensitivity of the VCO tune voltage V and
(第3の実施形態)
続いて、本発明の第3の実施形態としての信号分析装置50について図面を参照しながら説明する。なお、第1及び第2の実施形態と同様の構成及び動作については適宜説明を省略する。
(Third embodiment)
Next, a
図7に示すように、本実施形態の信号分析装置50は、周波数掃引が可能なローカル信号Lを、ローカル信号発生器を構成する第1または第2の実施形態のPLLシンセサイザ1または2により生成して入力信号SINとともにミキサ52に与え、ミキサ52の出力から所定の中間周波数帯の信号Mをフィルタ53で抽出する周波数変換部51と、入力信号SINのうち、指定された観測帯域の信号成分が周波数変換部51のフィルタ53から時系列に出力されるように、PLLシンセサイザ1または2のローカル信号Lの周波数掃引制御を行う掃引制御部54と、周波数変換部51の出力信号をサンプリングしてデジタルの信号列に変換するA/D変換器55と、ローカル信号Lの周波数掃引中にA/D変換器55から出力される信号列Dmを記憶し、周波数対信号強度のスペクトラム特性を求める信号解析部56と、信号解析部56で得られたスペクトラム特性を波形表示する表示部57とを備える。
As shown in FIG. 7, the
即ち、入力信号SINは、周波数変換部51のミキサ52に入力され、PLLシンセサイザ1または2からのローカル信号Lとミキシングされ、その差または和(以下の説明では差とする。)の周波数成分のうち、所定の中間周波帯の信号成分Mがフィルタ53によって抽出される。
That is, the input signal SIN is input to the
ここで、フィルタ53の通過中心周波数をFIF、ローカル信号Lの周波数をFLとし、中間周波帯に変換しようとする解析対象信号の周波数FINよりローカル周波数FLが高い上側ヘテロダインでミキシングすると仮定すると、
FL−FIF=FIN
の関係が成り立つ。
Here, when the center frequency of the
F L -F IF = F IN
The relationship holds.
ここで、例えば、FIF=8GHzとし、ローカル周波数FLを8.1GHzから9GHzまで掃引すれば、解析対象信号の周波数FINは、100MHzから1GHzまで変化することになる。つまり、フィルタ53からは、入力信号SINのうち100MHzから1GHzまでの信号成分がその元の周波数順に時系列に抽出されることになる。
Here, for example, the F IF = 8 GHz, if swept local frequency F L from 8.1GHz to 9 GHz, a frequency F IN of the analyzed signal will vary from 100MHz to 1 GHz. That is, the
なお、ここでは周波数変換を1回行う回路例を示しているが、実際には周波数変換部51内で複数回の周波数変換処理(一般的には固定周波数のローカル信号による。)を行って、より低い周波数帯に変換している。
Here, an example of a circuit that performs frequency conversion once is shown, but actually, frequency conversion processing (generally by a local signal of a fixed frequency) is performed a plurality of times in the
PLLシンセサイザ1または2は、第1の実施形態で述べたように、外部から与えられたデータに対応した周波数のローカル信号Lを出力できるように構成されており、そのローカル信号Lの周波数掃引は掃引制御部54から入力される周波数データを順次更新することで行われる。
As described in the first embodiment, the
掃引制御部54は、操作部58によって指定された基準周波数(スタート周波数あるいはセンター周波数)、掃引幅(スパン)、取得サンプル数等に応じて、ローカル信号Lの周波数を所定ステップで掃引させるとともに、その各周波数の情報fを信号解析部56に与える。
The
一方、周波数変換部51から出力された信号Mは、A/D変換器55により所定のサンプリング周期(フィルタ53の通過帯域の上限の2倍以上の周波数)でサンプリングされ、そのサンプリングで得られたデジタルの信号列Dmが信号解析部56に入力される。
On the other hand, the signal M output from the
信号解析部56は、周波数掃引によって得られたデジタルの信号列Dmと周波数情報fとを対応付けて受信して図示しないメモリに格納し、指定された帯域制限処理等を行って観測帯域内における周波数対信号強度S(f)の特性、即ちスペクトラム特性を求める。表示部57は、信号解析部56が求めたスペクトラム特性の波形を画面に表示する。
The
上記のように構成された本実施形態の信号分析装置50は、高精度なプリチューンとループ帯域の一定化を図った第1または第2の実施形態のPLLシンセサイザ1または2を備えているため、精度良く入力信号のスペクトラム特性を求めることができる。
Since the
(第4の実施形態)
続いて、本発明の第4の実施形態としての信号発生装置60について図面を参照しながら説明する。なお、第1及び第2の実施形態と同様の構成及び動作については適宜説明を省略する。
(Fourth embodiment)
Next, a
図8に示すように、本実施形態の信号発生装置60は、波形データ記憶部61、DAC62及び63、直交変調器64、局部発振装置を構成する第1または第2の実施形態のPLLシンセサイザ1または2、自動レベル制御回路(ALC)65、操作部66、設定部67、ステップアッテネータ(ステップATT)68を備えている。
As shown in FIG. 8, the
波形データ記憶部61は、被試験装置を試験するための複数の試験信号データとして、デジタル値のベースバンドの波形データを記憶している。試験者は、操作部66を操作し、設定部67を介して、波形データ記憶部61に記憶された試験信号データを選択して出力できるようになっている。試験信号データは、I相成分(同相成分)及びQ相成分(直交成分)のベースバンドの波形データを含む。波形データは、例えば、図示しないDSP(Digital Signal Processor)によって生成される。なお、波形データ記憶部61は、ベースバンド信号出力手段を構成する。
The waveform
DAC62,63は、それぞれ、波形データ記憶部61が出力するI相成分及びQ相成分のデジタル値のベースバンド信号波形データをアナログ値に変換して直交変調器64に出力するようになっている。
Each of the
PLLシンセサイザ1または2は、設定部67からの設定信号に基づいた局部発振周波数の局部発振信号を生成し、直交変調器64に出力するように構成されている。PLLシンセサイザ1または2は、局部発振信号生成手段を構成する。
The
直交変調器64は、DAC62からのI相成分及びDAC63からのQ相成分と、PLLシンセサイザ1または2から入力した局部発振信号とを乗算することにより直交変調及び周波数変換を行って無線周波数の信号(RF信号)を生成してALC65に出力するようになっている。この直交変調器64は、無線周波数信号生成手段を構成する。
The
ALC65は、直交変調器64の出力信号の電力レベルを所定の電力レベルに調整してステップATT68に出力するようになっている。ALC65が設定する電力レベルは、設定部67からの設定信号によって設定されるようになっている。ALC65は、出力信号レベルを例えば0.1dB単位で調整できるものである。このALC65は、信号レベル設定手段を構成する。
The
操作部66は、試験者が試験条件及び試験手順に関する設定等を行うために操作するものであり、例えば、キーボード、ダイヤル又はマウスのような入力デバイス、これらを制御する制御回路等で構成される。試験者が設定する試験条件としては、例えば、波形データ記憶部61に記憶された波形データ、ステップATT68が出力するRF試験信号の出力レベル及び無線周波数等がある。
The
設定部67は、例えばマイクロコンピュータによって構成されており、装置全体の制御を行うようになっている。また、設定部67は、試験者が操作部66を操作して設定した各試験条件に基づき、各試験条件を設定する設定信号を波形データ記憶部61、PLLシンセサイザ1または2、ALC65、ステップATT68にそれぞれ出力し、各試験条件を設定するようになっている。
The setting
ここで、ALC65に対する設定としては、例えば、ユーザが信号発生装置60の出力レベルを−40.2dBmに設定した場合、設定部67は、ステップATT68の減衰量を30dBに設定し、ALC65に対し、出力信号レベルを−10.2dBmに設定するための制御信号を出力する。
Here, as a setting for the
ステップATT68は、各々の減衰量が予め定められた複数のアッテネータセクションを備え、各アッテネータセクションの減衰量の組み合わせにより、入力したRF信号のレベルを所定の減衰量のステップで減衰することができるATTである。このステップATT68は、設定部67からの設定信号によって設定された減衰量で入力信号を減衰し、試験者が所望する電力レベルのRF試験信号を出力するようになっている。
The
上記のように構成された本実施形態の信号発生装置60は、高精度なプリチューンとループ帯域の一定化を図った第1または第2の実施形態のPLLシンセサイザ1または2を備えているため、信号純度の良いRF試験信号を出力することができる。
The
1,2 PLLシンセサイザ(ローカル信号発生器、局部発振信号生成手段)
10,40 粗調整ループ
11 微調整ループ
12 合成ループ
13 VCO(電圧制御発振部)
14 ローカル発振器(周波数変換部)
15 ミキサ(周波数変換部)
16 ローパスフィルタ(周波数変換部)
17 ループ内分周器(ループ内分周部)
18 基準分周器(基準分周部)
19 位相比較器(位相比較部)
20 ループフィルタ
21 PLL−IC
22,23,29,30 スイッチ(切換部)
24 ADC(調整電圧測定部)
25 DAC(調整電圧出力部)
26 制御部
27 感度算出部
28 ループゲイン調整部
50 信号分析装置
51 周波数変換部
52 ミキサ
53 フィルタ
54 掃引制御部
55 A/D変換器
56 信号解析部
57 表示部
60 信号発生装置
61 波形データ記憶部(ベースバンド信号出力手段)
64 直交変調器(無線周波数信号生成手段)
65 ALC(信号レベル設定手段)
68 ステップアッテネータ(ステップATT)
1, 2 PLL synthesizer (local signal generator, local oscillation signal generating means)
10, 40
14 Local oscillator (frequency converter)
15 Mixer (frequency converter)
16 Low-pass filter (frequency converter)
17 In-loop divider (in-loop divider)
18 Reference divider (reference divider)
19 Phase comparator (phase comparator)
20
22, 23, 29, 30 Switch (switching part)
24 ADC (adjusted voltage measurement unit)
25 DAC (Adjustment voltage output unit)
DESCRIPTION OF
64 quadrature modulator (radio frequency signal generating means)
65 ALC (signal level setting means)
68 Step attenuator (Step ATT)
Claims (7)
前記基準信号と前記電圧制御発振部の前記出力信号が入力され、当該基準信号と当該出力信号との位相差に応じた信号を出力するPLL−IC(21)と、
前記位相比較部の出力または前記PLL−ICの出力を前記ループフィルタに与える切換部(22)と、
前記切換部により前記PLL−ICの出力側と前記ループフィルタの入力側が接続された状態で、前記出力信号の周波数が目標周波数になるために前記電圧制御発振部に与えるべき調整電圧を測定する調整電圧測定部(24)と、
前記調整電圧の変化に対する前記周波数の変化率を算出する感度算出部(27)と、
前記目標周波数における前記変化率に応じて、前記ループフィルタのゲインと前記位相比較部のチャージポンプ電流の少なくともいずれかを調整するループゲイン調整部(28)と、
前記切換部により前記位相比較部の出力側と前記ループフィルタの入力側が接続された状態で、前記調整電圧を前記電圧制御発振部に出力する調整電圧出力部(25)とを備えることを特徴とするPLLシンセサイザ。 A voltage-controlled oscillator (13) that controls the frequency of the output signal according to the voltage of the input signal, an in-loop frequency divider (17) that divides the signal based on the output signal by 1 / N, and a reference signal that is 1 A reference frequency dividing unit (18) that divides / R, a phase comparison unit (19) that outputs a signal corresponding to the phase difference between the output of the in-loop frequency dividing unit and the output of the reference frequency dividing unit, and an input In a PLL synthesizer (1) comprising a loop filter (20) that passes a low-frequency component of a signal to be transmitted and applies it to the voltage-controlled oscillation unit,
A PLL-IC (21) that receives the reference signal and the output signal of the voltage controlled oscillator, and outputs a signal corresponding to the phase difference between the reference signal and the output signal;
A switching unit (22) for supplying the output of the phase comparison unit or the output of the PLL-IC to the loop filter;
Adjustment for measuring an adjustment voltage to be applied to the voltage controlled oscillation unit so that the frequency of the output signal becomes a target frequency in a state where the output side of the PLL-IC and the input side of the loop filter are connected by the switching unit A voltage measuring unit (24);
A sensitivity calculator (27) for calculating a rate of change of the frequency with respect to a change of the adjustment voltage;
A loop gain adjustment unit (28) that adjusts at least one of a gain of the loop filter and a charge pump current of the phase comparison unit according to the rate of change in the target frequency;
An adjustment voltage output unit (25) for outputting the adjustment voltage to the voltage controlled oscillation unit in a state where the output side of the phase comparison unit and the input side of the loop filter are connected by the switching unit; PLL synthesizer to do.
前記電圧制御発振部の前記出力信号を前記周波数変換部を介して、あるいは、前記周波数変換部を介さずに前記ループ内分周部に与える切換部(29,30)と、
前記切換部により前記電圧制御発振部の出力側と前記ループ内分周部の入力側が前記周波数変換部を介さずに接続された状態で、前記出力信号の周波数が目標周波数になるために前記電圧制御発振部に与えるべき調整電圧を測定する調整電圧測定部(24)と、
前記調整電圧の変化に対する前記周波数の変化率を算出する感度算出部(27)と、
前記目標周波数における前記変化率に応じて、前記ループフィルタのゲインと前記位相比較部のチャージポンプ電流の少なくともいずれかを調整するループゲイン調整部(28)と、
前記切換部により前記電圧制御発振部の出力側と前記ループ内分周部の入力側が前記周波数変換部を介して接続された状態で、前記調整電圧を前記電圧制御発振部に出力する調整電圧出力部(25)とを備えることを特徴とするPLLシンセサイザ。 A voltage-controlled oscillator (13) that controls the frequency of the output signal according to the voltage of the input signal, an in-loop frequency divider (17) that divides the signal based on the output signal by 1 / N, and a reference signal that is 1 A reference frequency dividing unit (18) that divides / R, a phase comparison unit (19) that outputs a signal corresponding to the phase difference between the output of the in-loop frequency dividing unit and the output of the reference frequency dividing unit, A loop filter (20) that passes the low-frequency component of the output from the phase comparison unit and applies it to the voltage-controlled oscillation unit; converts the frequency of the output signal; In a PLL synthesizer (2) including a frequency converter (14 to 16) that outputs to the periphery,
A switching unit (29, 30) for supplying the output signal of the voltage controlled oscillation unit to the in-loop frequency dividing unit via the frequency converting unit or without using the frequency converting unit;
In order that the frequency of the output signal becomes the target frequency in a state where the output side of the voltage controlled oscillation unit and the input side of the in-loop frequency dividing unit are connected without the frequency converting unit by the switching unit, the voltage An adjustment voltage measurement unit (24) for measuring an adjustment voltage to be applied to the control oscillation unit;
A sensitivity calculator (27) for calculating a rate of change of the frequency with respect to a change of the adjustment voltage;
A loop gain adjustment unit (28) that adjusts at least one of a gain of the loop filter and a charge pump current of the phase comparison unit according to the rate of change in the target frequency;
Adjusted voltage output for outputting the adjusted voltage to the voltage-controlled oscillating unit in a state where the output side of the voltage-controlled oscillating unit and the input side of the in-loop frequency dividing unit are connected by the switching unit via the frequency converting unit And a PLL synthesizer.
前記入力信号のうち、指定された観測帯域の信号成分が前記周波数変換部の前記フィルタから時系列に出力されるように、前記ローカル信号発生器のローカル信号の周波数掃引制御を行う掃引制御部(54)と、
前記周波数変換部の出力信号をサンプリングしてデジタルの信号列に変換するA/D変換器(55)と、
前記ローカル信号の掃引中に前記A/D変換器から出力される信号列を記憶し、周波数対信号強度のスペクトラム特性を求める信号解析部(56)と、
前記信号解析部で得られたスペクトラム特性を波形表示する表示部(57)とを備え、
前記ローカル信号発生器が、請求項1から請求項3のいずれか一項に記載のPLLシンセサイザ(1,2)を含むことを特徴とする信号分析装置。 A local signal that can be swept in frequency is generated by a local signal generator (1, 2) and applied to a mixer (52) together with an input signal, and a signal in a predetermined intermediate frequency band is extracted from the output of the mixer by a filter (53). A frequency converter (51) to perform,
Among the input signals, a sweep control unit that performs frequency sweep control of the local signal of the local signal generator so that a signal component in a designated observation band is output in time series from the filter of the frequency conversion unit ( 54)
An A / D converter (55) that samples the output signal of the frequency converter and converts it into a digital signal sequence;
A signal analysis unit (56) for storing a signal sequence output from the A / D converter during sweeping of the local signal and obtaining a spectrum characteristic of frequency versus signal intensity;
A display unit (57) for displaying a waveform of the spectrum characteristic obtained by the signal analysis unit,
4. A signal analyzing apparatus, wherein the local signal generator includes the PLL synthesizer (1, 2) according to any one of claims 1 to 3.
予め定められた局部発振周波数の局部発振信号を生成する局部発振信号生成手段(1,2)と、
前記ベースバンド信号と前記局部発振信号とを乗算して直交変調及び周波数変換を行うことにより無線周波数信号を生成する無線周波数信号生成手段(64)と、
前記無線周波数信号の信号レベルを所定信号レベルに設定して出力する信号レベル設定手段(65)と、
前記所定信号レベルに設定された無線周波数信号を所定の減衰値で減衰して出力するステップアッテネータ(68)とを備え、
前記局部発振信号生成手段が、請求項1から請求項3のいずれか一項に記載のPLLシンセサイザ(1,2)を含むことを特徴とする信号発生装置。 Baseband signal output means (61) for outputting a baseband signal;
Local oscillation signal generating means (1, 2) for generating a local oscillation signal having a predetermined local oscillation frequency;
Radio frequency signal generating means (64) for generating a radio frequency signal by multiplying the baseband signal and the local oscillation signal to perform quadrature modulation and frequency conversion;
Signal level setting means (65) for setting the signal level of the radio frequency signal to a predetermined signal level and outputting the signal level;
A step attenuator (68) for attenuating and outputting the radio frequency signal set to the predetermined signal level with a predetermined attenuation value;
4. The signal generator according to claim 1, wherein the local oscillation signal generator includes the PLL synthesizer (1, 2) according to any one of claims 1 to 3.
前記基準信号と前記電圧制御発振部の前記出力信号が入力され、当該基準信号と当該出力信号との位相差に応じた信号を出力するPLL−IC(21)と、
前記位相比較部の出力または前記PLL−ICの出力を前記ループフィルタに与える切換部(22)とを備え、さらに、
前記切換部により前記PLL−ICの出力側と前記ループフィルタの入力側が接続された状態で、前記出力信号の周波数が目標周波数になるために前記電圧制御発振部に与えるべき調整電圧を測定する調整電圧測定ステップと、
前記調整電圧の変化に対する前記周波数の変化率を算出する感度算出ステップと、
前記目標周波数における前記変化率に応じて、前記ループフィルタのゲインと前記位相比較部のチャージポンプ電流の少なくともいずれかを調整するループゲイン調整ステップと、
前記切換部により前記位相比較部の出力側と前記ループフィルタの入力側が接続された状態で、前記調整電圧を前記電圧制御発振部に出力する調整電圧出力ステップとを含むことを特徴とする校正方法。 A voltage-controlled oscillator (13) that controls the frequency of the output signal according to the voltage of the input signal, an in-loop frequency divider (17) that divides the signal based on the output signal by 1 / N, and a reference signal that is 1 A reference frequency dividing unit (18) that divides / R, a phase comparison unit (19) that outputs a signal corresponding to the phase difference between the output of the in-loop frequency dividing unit and the output of the reference frequency dividing unit, and an input A method for calibrating a PLL synthesizer (1) comprising a loop filter (20) for passing a low-frequency component of a signal to be transmitted to the voltage-controlled oscillation unit,
A PLL-IC (21) that receives the reference signal and the output signal of the voltage controlled oscillator, and outputs a signal corresponding to the phase difference between the reference signal and the output signal;
A switching unit (22) for supplying the output of the phase comparison unit or the output of the PLL-IC to the loop filter;
Adjustment for measuring an adjustment voltage to be applied to the voltage controlled oscillation unit so that the frequency of the output signal becomes a target frequency in a state where the output side of the PLL-IC and the input side of the loop filter are connected by the switching unit Voltage measurement step;
A sensitivity calculating step of calculating a rate of change of the frequency with respect to a change of the adjustment voltage;
A loop gain adjustment step of adjusting at least one of a gain of the loop filter and a charge pump current of the phase comparison unit according to the rate of change in the target frequency;
A calibration voltage output step of outputting the regulation voltage to the voltage controlled oscillation unit in a state in which the output side of the phase comparison unit and the input side of the loop filter are connected by the switching unit. .
前記電圧制御発振部の前記出力信号を前記周波数変換部を介して、あるいは、前記周波数変換部を介さずに前記ループ内分周部に与える切換部(29,30)とを備え、さらに、
前記切換部により前記電圧制御発振部の出力側と前記ループ内分周部の入力側が前記周波数変換部を介さずに接続された状態で、前記出力信号の周波数が目標周波数になるために前記電圧制御発振部に与えるべき調整電圧を測定する調整電圧測定ステップと、
前記調整電圧の変化に対する前記周波数の変化率を算出する感度算出ステップと、
前記目標周波数における前記変化率に応じて、前記ループフィルタのゲインと前記位相比較部のチャージポンプ電流の少なくともいずれかを調整するループゲイン調整ステップと、
前記切換部により前記電圧制御発振部の出力側と前記ループ内分周部の入力側が前記周波数変換部を介して接続された状態で、前記調整電圧を前記電圧制御発振部に出力する調整電圧出力ステップとを含むことを特徴とする校正方法。 A voltage-controlled oscillator (13) that controls the frequency of the output signal according to the voltage of the input signal, an in-loop frequency divider (17) that divides the signal based on the output signal by 1 / N, and a reference signal that is 1 A reference frequency dividing unit (18) that divides / R, a phase comparison unit (19) that outputs a signal corresponding to the phase difference between the output of the in-loop frequency dividing unit and the output of the reference frequency dividing unit, A loop filter (20) that passes the low-frequency component of the output from the phase comparison unit and applies it to the voltage-controlled oscillation unit; converts the frequency of the output signal; A method for calibrating a PLL synthesizer (2) comprising a frequency converter (14 to 16) that outputs to the periphery,
A switching unit (29, 30) for supplying the output signal of the voltage controlled oscillation unit to the in-loop frequency dividing unit via the frequency converting unit or without using the frequency converting unit;
In order that the frequency of the output signal becomes the target frequency in a state where the output side of the voltage controlled oscillation unit and the input side of the in-loop frequency dividing unit are connected without the frequency converting unit by the switching unit, the voltage An adjustment voltage measurement step for measuring an adjustment voltage to be applied to the control oscillation unit;
A sensitivity calculating step of calculating a rate of change of the frequency with respect to a change of the adjustment voltage;
A loop gain adjustment step of adjusting at least one of a gain of the loop filter and a charge pump current of the phase comparison unit according to the rate of change in the target frequency;
Adjusted voltage output for outputting the adjusted voltage to the voltage-controlled oscillating unit in a state where the output side of the voltage-controlled oscillating unit and the input side of the in-loop frequency dividing unit are connected by the switching unit via the frequency converting unit Including a step.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013132903A JP5956383B2 (en) | 2013-06-25 | 2013-06-25 | PLL synthesizer, signal analysis apparatus and signal generation apparatus using the same, and calibration method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013132903A JP5956383B2 (en) | 2013-06-25 | 2013-06-25 | PLL synthesizer, signal analysis apparatus and signal generation apparatus using the same, and calibration method |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2015008408A JP2015008408A (en) | 2015-01-15 |
JP5956383B2 true JP5956383B2 (en) | 2016-07-27 |
Family
ID=52338425
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2013132903A Active JP5956383B2 (en) | 2013-06-25 | 2013-06-25 | PLL synthesizer, signal analysis apparatus and signal generation apparatus using the same, and calibration method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5956383B2 (en) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6325590B2 (en) | 2016-03-09 | 2018-05-16 | アンリツ株式会社 | Phase noise optimization apparatus and phase noise optimization method |
JP6329196B2 (en) * | 2016-03-22 | 2018-05-23 | アンリツ株式会社 | Oscillation circuit and oscillation method |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0718188Y2 (en) * | 1989-02-23 | 1995-04-26 | 横河電機株式会社 | Phase locked loop circuit |
JPH03252221A (en) * | 1990-02-28 | 1991-11-11 | Yokogawa Hewlett Packard Ltd | Frequency synthesizer device |
JPH10154934A (en) * | 1996-11-21 | 1998-06-09 | Fujitsu Ltd | Highly stabilized pll frequency synthesizer circuit |
JP2001249149A (en) * | 2000-03-03 | 2001-09-14 | Anritsu Corp | Signal analyzer |
JP4055956B2 (en) * | 2005-01-20 | 2008-03-05 | 株式会社アドバンテスト | Signal processing device |
US7772931B2 (en) * | 2008-06-08 | 2010-08-10 | Advantest Corporation | Oscillator and a tuning method of a loop bandwidth of a phase-locked-loop |
JP5202213B2 (en) * | 2008-09-25 | 2013-06-05 | パナソニック株式会社 | Frequency synthesizer and wireless transmission device |
JP5412472B2 (en) * | 2011-07-06 | 2014-02-12 | アンリツ株式会社 | Signal generating apparatus and signal generating method |
-
2013
- 2013-06-25 JP JP2013132903A patent/JP5956383B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2015008408A (en) | 2015-01-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101466655B1 (en) | Cost effective low noise single loop synthesizer | |
KR101180144B1 (en) | Automatic Frequency Calibration Apparatus for Frequency Synthesizer based on Phase-Locked Loop | |
US11041884B2 (en) | Calibration for test and measurement instrument including asynchronous time-interleaved digitizer using harmonic mixing | |
JP2005204304A (en) | Wideband signal generator, measurement device, method of signal generation, and method of signal analysis | |
Staszewski et al. | RF built-in self test of a wireless transmitter | |
US11626882B1 (en) | Dual-structure acquisition circuit for frequency synthesis | |
US8509296B2 (en) | Spectrum analyzer and spectrum analysis method | |
EP3106883B1 (en) | Calibration for test and measurement instrument including asynchronous time-interleaved digitizer using harmonic mixing | |
US9810726B2 (en) | Method and system for calibrating phases of comb teeth in comb signal with pilot tone and using calibrated comb teeth phases to measure a device under test | |
US7155190B2 (en) | DDS-PLL method for frequency sweep | |
JP5148581B2 (en) | Spectrum analyzer | |
JP5956383B2 (en) | PLL synthesizer, signal analysis apparatus and signal generation apparatus using the same, and calibration method | |
Mallach et al. | A broadband frequency ramp generator for very fast network analysis based on a fractional-N phase locked loop | |
CN105406861B (en) | A kind of wideband voltage controlled oscillator preset voltage approximating method | |
JP6034850B2 (en) | Voltage setting device, PLL synthesizer including the same, signal analysis device, signal generation device, and voltage setting method | |
EP2638407B1 (en) | Methods and systems for production testing of dco capacitors | |
JP5973949B2 (en) | Magnetic tuning device driving apparatus, signal analysis apparatus using the same, and magnetic tuning device driving method | |
JP2019047424A (en) | Pll circuit, measuring apparatus with the same, and control method of pll circuit | |
JP2020094931A (en) | Frequency characteristic correcting device and frequency characteristic correction method | |
JP2019087843A (en) | Oscillator circuit, signal generator and signal analyzer using the same, and frequency switching method | |
JP5514240B2 (en) | Signal analysis apparatus and signal analysis method | |
JP2019050499A (en) | Oscillation circuit, signal generator using the same, signal analyzer, and voltage measuring method | |
JP2019047471A (en) | Pll lock detection circuit, pll circuit with the same, measuring apparatus, and pll lock detection method | |
JP2019057772A (en) | Pll circuit and measuring device including the same, and method of controlling pll circuit | |
JP2020043427A (en) | Oscillation circuit, signal generator and signal analyzer using the same, and internal frequency setting method |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20150803 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20160512 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20160531 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20160616 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5956383 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |