JPH01144818A - Numerical value control type oscillation circuit - Google Patents

Numerical value control type oscillation circuit

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Publication number
JPH01144818A
JPH01144818A JP62303743A JP30374387A JPH01144818A JP H01144818 A JPH01144818 A JP H01144818A JP 62303743 A JP62303743 A JP 62303743A JP 30374387 A JP30374387 A JP 30374387A JP H01144818 A JPH01144818 A JP H01144818A
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JP
Japan
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circuit
output
sawtooth wave
frequency
converting
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JP62303743A
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Japanese (ja)
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Tatsuya Ishikawa
達也 石川
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To raise output frequency by converting the sample rate of a sawtooth wave state outputted from an integration means to Mfs (M is a positive integral number) with the aid of linear interpolation and level-converting it to a value being a relation that N/M (N is a positive integral number showing the level number of a saw-tooth-wave state) is made to be a modulus with the aid of congruent arithmetic operation. CONSTITUTION:When the sawtooth wave outputted from the accumulator is multiplied by 2, it is sequentially latched by latch circuits 41 and 42 which are serially connected. The output of the circuits 41 and 42 is added to an addition circuit 43. The amplitude level of the addition output from the circuit 43 is mad to be 1/2 by the gain converting circuit 44 of 1/2 gain. The output of the circuit 44 is made to be that data in the central position of a sampling point being adjacent to the sawtooth wave outputted from a latch circuit 13 is obtained by the linear interpolation. Thus, by adding the output of the circuit 44 and the circuit 42, the sawtooth wave of which sample rate is double of that of the sawtooth wave outputted from the latch circuit 13 can be obtained.

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) この発明は、デジタル回路で構成されたフェイズロック
ドループ回路(以下、PLL回路と記す)の可変周波数
発振回路などに用いられる数値制御形発振回路(以下、
NGOと記す)に関する。
[Detailed Description of the Invention] [Objective of the Invention] (Industrial Application Field) The present invention is used in variable frequency oscillation circuits such as phase-locked loop circuits (hereinafter referred to as PLL circuits) composed of digital circuits. Numerically controlled oscillator circuit (hereinafter referred to as
(referred to as NGO).

(従来の技術) デジタル回路で構成されたいわゆるデジタルPLL回路
の可変周波数発振回路としては、一般に、NGO(また
は、デジタル制御発振回路DCOといわれる)が用いら
れる。
(Prior Art) As a variable frequency oscillation circuit of a so-called digital PLL circuit configured with a digital circuit, an NGO (or referred to as a digitally controlled oscillation circuit DCO) is generally used.

このNGOの従来構成を第5図に示す。図示のNGOは
、加算回路12とラッチ回路13からなるアキュムレー
タとして構成されている。
The conventional structure of this NGO is shown in FIG. The illustrated NGO is configured as an accumulator including an adder circuit 12 and a latch circuit 13.

第5図に於いて動作を説明する。入力端子11に供給さ
れた制御データDは、加算回路12に於いて、ラッチ回
路13のラッチデータと加算される。この加算出力は、
入力端子14に動作クロックCKが入力されるたびにラ
ッチ回路13にラッチされる。このラッチデータは、出
力端子15に供給されるとともに、加算回路12に供給
される。
The operation will be explained with reference to FIG. The control data D supplied to the input terminal 11 is added to the latch data of the latch circuit 13 in the adder circuit 12 . This addition output is
Each time the operating clock CK is input to the input terminal 14, it is latched by the latch circuit 13. This latch data is supplied to the output terminal 15 and also to the adder circuit 12.

以上の動作により、出力端子15には、入力制御データ
Dの積分出力が得られる。この場合、アキュムレータに
は、オーバーフロー防止回路などが付加されていないの
で、アキュムレータは、オーバーフローした時点でリセ
ットされた場合と同じ状態となる。これにより、アキュ
ムレータからは、第6図に示すように、次式(1)に示
すような入力制御データDの値に従った発振周波数で発
振する鋸歯状波が得られる。
Through the above operation, an integral output of the input control data D is obtained at the output terminal 15. In this case, since no overflow prevention circuit or the like is added to the accumulator, the accumulator is in the same state as if it were reset at the time of overflow. As a result, as shown in FIG. 6, a sawtooth wave is obtained from the accumulator, which oscillates at an oscillation frequency according to the value of the input control data D as shown in the following equation (1).

但し、 fosc:アキュムレータの発振周波数[1/5lfs
:動作クロックCKの周波数[1/slN:アキュムレ
ータの出力データのレベル数上述したNGOは次のよう
な長所を有し、特に、デジタルPLL回路でなければ実
現することができないような狭帯域PLL回路の発振回
路とじては不可欠のものである。
However, fosc: oscillation frequency of accumulator [1/5lfs
: Frequency of operating clock CK [1/slN: Number of levels of output data of accumulator The above-mentioned NGO has the following advantages, and in particular, it can be used as a narrowband PLL circuit that can only be realized with a digital PLL circuit. It is indispensable as an oscillation circuit.

(1)制御データD対発振周波数fO5cの比である周
波数感度が、動作クロック周波数fsとアキュムレータ
レベル数Nにのみ依存するため、理想的なりニアリティ
を得ることができる。
(1) Since the frequency sensitivity, which is the ratio of the control data D to the oscillation frequency fO5c, depends only on the operating clock frequency fs and the number N of accumulator levels, ideal linearity can be obtained.

(2)アキュムレータの出力データのレベル数Nを増す
ことにより、分解能を上限なく改善することができる。
(2) By increasing the number of levels N of the output data of the accumulator, the resolution can be improved without any upper limit.

(3)発振出力である鋸歯状波をデジタル/アナログ変
換した場合のエンベロープが一定である。
(3) The envelope when the sawtooth wave, which is the oscillation output, is converted from digital to analog is constant.

(4)発振出力の位相連続性が保たれる。(4) Phase continuity of oscillation output is maintained.

第7図に発振出力をアナログ波形として得るように構成
されたNGOを示す。なお、第7図に於いて、先の第5
図と同一部には同一符号を付し、詳細な説明を省略する
FIG. 7 shows an NGO configured to obtain an oscillation output as an analog waveform. In addition, in Figure 7, the previous fifth
The same parts as those in the figures are given the same reference numerals, and detailed explanations will be omitted.

第5図に於いて、ラッチ回路13から出力された鋸歯状
波は、正弦波データを書き込まれたルックアップテーブ
ル16により正弦波データに変換される。この正弦波デ
ータは、必要に応じて、デジタル/アナログ変換回路(
以下、D/A変換回路と記す)17により、アナログ値
に変換された後、ローパスフィルタ(以下、LPFと記
す)18により平滑される。これにより、歪み及びスプ
リアス成分のない正弦波形が得られ、出力端子19に供
給される。
In FIG. 5, the sawtooth wave output from the latch circuit 13 is converted into sine wave data by a lookup table 16 in which sine wave data is written. This sine wave data is converted to a digital/analog conversion circuit (
After being converted into an analog value by a D/A conversion circuit (hereinafter referred to as a D/A conversion circuit) 17, it is smoothed by a low-pass filter (hereinafter referred to as an LPF) 18. As a result, a sine waveform free of distortion and spurious components is obtained and supplied to the output terminal 19.

このように、デジタル発振出力をアナログ発振出力に変
換する場合にも、前述の長所を全て得ることができるた
め、第5図のNGOは、デジタルとアナログの混在型の
PLL回路に有効なものであり、極めて安定でかつ純度
の高い発振出力をえることができる。しかも、第5図の
NGOに於いては、周波数可変範囲を電圧制御形水晶発
振回路などに比べ大幅に広くすることができる。
In this way, all of the above-mentioned advantages can be obtained even when converting digital oscillation output to analog oscillation output, so the NGO shown in Figure 5 is effective for a mixed digital and analog PLL circuit. It is possible to obtain extremely stable and highly pure oscillation output. Moreover, in the NGO shown in FIG. 5, the frequency variable range can be made much wider than that of voltage-controlled crystal oscillator circuits and the like.

NGOの発振周波数foscの上限fosc(wax)
は、先の式(1)に於いて、D−N/2とすることによ
り求めることができる。これは、次式(2)に示される
ように、動作クロック周波数fsによってのみ決定され
るようになっている。
Upper limit of NGO oscillation frequency fosc (wax)
can be obtained by setting DN/2 in the above equation (1). This is determined only by the operating clock frequency fs, as shown in the following equation (2).

fo s c (wax ) = f s / 2  
−(2)但し、アナログ正弦波として得る場合には、第
8図に示すように折返しによるスペクトルを除去する必
要があるため、発振周波数foscの実用範囲は、f 
s/2より小さいものとなる。すなわち、発振周波数f
Oscが大きくなるにつれ、fS  foscが小さく
なるため、LPF19によるこれらの分離が困難になっ
ていくわけである。
fo sc (wax) = f s / 2
-(2) However, when obtaining an analog sine wave, it is necessary to remove the spectrum due to folding as shown in Figure 8, so the practical range of the oscillation frequency fosc is f
It becomes smaller than s/2. That is, the oscillation frequency f
As Osc increases, fS fosc decreases, making it difficult for the LPF 19 to separate them.

このように第5図のNGOの発振周波数fO8cは、動
作クロック周波数fsによって制限され、発振周波数t
oscを高くするためには、動作クロック周波数fsを
高くする必要がある。
In this way, the oscillation frequency fO8c of the NGO in FIG. 5 is limited by the operating clock frequency fs, and the oscillation frequency t
In order to increase osc, it is necessary to increase the operating clock frequency fs.

しかし、一般に、アキュムレータは、その分解能を上げ
るために、多くのビット数を処理する加算回路を有して
いる。したがって、動作クロック周波数fsを高くする
ためには、加算回路をパイプライン的に動作させる等の
対策が必要となり、回路規模が非常に大きくなってしま
う。
However, in general, an accumulator has an adder circuit that processes a large number of bits in order to increase its resolution. Therefore, in order to increase the operating clock frequency fs, it is necessary to take measures such as operating the adder circuit in a pipeline manner, which results in a very large circuit scale.

この回路規模の増大を招くことなく、高い周波数の出力
を得ることができるNGOとして、従来、第9図または
第10図に示すようなNGOが用いられている。なお、
TJ9図及び第10に於いて、先の第7図と同一部には
、同一符号を付し、詳細な説明を省略する。
Conventionally, an NGO as shown in FIG. 9 or 10 has been used as an NGO that can obtain a high frequency output without increasing the circuit scale. In addition,
In Figure TJ9 and Figure 10, the same parts as in Figure 7 are given the same reference numerals and detailed explanations will be omitted.

まず、第9図に示すNGOは、LPF18の出力を入力
信号のM逓倍の発振出力を出力可能なPLL回路に入力
することにより、第7図に示すNGOのM倍の出力周波
数を得ることできるようにしたものである。
First, the NGO shown in Fig. 9 can obtain an output frequency M times that of the NGO shown in Fig. 7 by inputting the output of the LPF 18 to a PLL circuit that can output an oscillation output multiplied by M of the input signal. This is how it was done.

すなわち、LPF18から出力される周波数fo s 
c  (< fs /2)の信号は、位相検波回路20
の基準入力端子に供給される。この位相検波回路20の
比較入力端子には分周回路23の分周出力が供給されて
いる。位相検波回路20の検波出力は、LPF21で平
滑された後、電圧制御発振回路(以下、VCOと記す)
に制御電圧として供給される。このVCO22の発振出
力は、分周回路23でM分周されて上記位相検波回路2
0に比較入力として供給されるとともに、出力端子24
に供給される。これにより、出力端子24には、LPF
18の出力に同期し、かつ周波数がM倍のアナログ正弦
波が得られる。
That is, the frequency fo s output from the LPF 18
The signal of c (< fs /2) is sent to the phase detection circuit 20
is supplied to the reference input terminal of The comparison input terminal of this phase detection circuit 20 is supplied with the frequency-divided output of the frequency divider circuit 23 . The detection output of the phase detection circuit 20 is smoothed by the LPF 21 and then sent to a voltage controlled oscillator circuit (hereinafter referred to as VCO).
is supplied as a control voltage. The oscillation output of this VCO 22 is frequency-divided by M in a frequency dividing circuit 23, and the frequency is divided by M into the phase detection circuit 22.
0 as a comparison input, and the output terminal 24
is supplied to As a result, the output terminal 24 has an LPF
An analog sine wave which is synchronized with the output of 18 and whose frequency is multiplied by M is obtained.

次に、第10図に示すNGOは、直行変調形の周波数変
換回路を用いてアキュムレータの発振周波数fO5cよ
り大きな周波数のN G O,出力を得るものである。
Next, the NGO shown in FIG. 10 uses a quadrature modulation type frequency conversion circuit to obtain an NGO output with a frequency higher than the oscillation frequency fO5c of the accumulator.

すなわち、この第10図に示すNGOに於いては、アキ
ュムレータの発振出力は、先の第7図に示すNGOと全
く同じ構成により、正弦波に変換されるとともに、ルッ
クアップテーブル25、D/A変換回路26、LPF2
7からなる回路により余弦波に変換される。正弦波出力
は、掛算回路28に供給され、局部発振回路29の発振
出力を90″移相回路30に通した信号と掛算される。
That is, in the NGO shown in FIG. 10, the oscillation output of the accumulator is converted into a sine wave by the same configuration as the NGO shown in FIG. Conversion circuit 26, LPF2
It is converted into a cosine wave by a circuit consisting of 7. The sine wave output is supplied to a multiplication circuit 28 and multiplied by a signal obtained by passing the oscillation output of the local oscillation circuit 29 through a 90'' phase shift circuit 30.

一方、余弦波出力は、掛算回路31に供給され、局部発
振回路29の発振出力と掛算される。両掛算出力は、加
算回路32で加算された後、バンドパスフィルタ33で
帯域制限され、出力端子34に供給される。
On the other hand, the cosine wave output is supplied to the multiplication circuit 31 and multiplied by the oscillation output of the local oscillation circuit 29. The multiplication outputs are added by an adder circuit 32, band-limited by a bandpass filter 33, and then supplied to an output terminal 34.

ここで、第11図を参照しながら、正弦波出力と余弦波
出力を用いて直行変調回路により、アキュムレータの発
振出力を周波数変換する原理を説明する。
Here, with reference to FIG. 11, the principle of converting the frequency of the oscillation output of the accumulator by a quadrature modulation circuit using a sine wave output and a cosine wave output will be explained.

第11図に於いて、OAなるベクトルは、局部発振回路
29の発振出力である。今、説明を簡単にするために、
このベクトルOAは回転しないものとする。次に、ベク
トルOAに直行したOBなるベクトルは、90″移相回
路30の移相出力である。これら2つのベクトルOA。
In FIG. 11, a vector OA is the oscillation output of the local oscillation circuit 29. Now, to simplify the explanation,
It is assumed that this vector OA does not rotate. Next, the vector OB, which is orthogonal to the vector OA, is the phase shifted output of the 90'' phase shift circuit 30.These two vectors OA.

OBにそれぞれ正弦波sinωosc tと余弦波co
sωosc tを掛けてベクトル加算すると、その出力
はベクトルOCとなる。但し、ωOSCは2πfO5c
である。ベクトルOCは、ペクトωoscに対して反時
計回りに回転するものである。これは、ωoscだけ上
記局部発振回路29の周波数を増加させたことを意味す
る。これにより、第10図のNGOでは、中心周波数が
局部発振回路29の発振出力と一致するvCOと等価の
動作を得ることができる。
Sine wave sinωosc t and cosine wave co in OB respectively
Multiplying by sωosc t and adding the vectors results in the output of the vector OC. However, ωOSC is 2πfO5c
It is. The vector OC rotates counterclockwise with respect to the vector ωosc. This means that the frequency of the local oscillation circuit 29 is increased by ωosc. As a result, the NGO shown in FIG. 10 can obtain an operation equivalent to vCO whose center frequency matches the oscillation output of the local oscillation circuit 29.

上述した第9図あるいは第10図の構成によれば、動作
クロック周波数fsを高くすることなく、NGOの出力
周波数を高くすることができるので、先の第7図のNG
Oと異なり、NGOの出力周波数を高くしても、回路規
模が増大することはない。
According to the configuration of FIG. 9 or FIG. 10 described above, the output frequency of the NGO can be increased without increasing the operating clock frequency fs.
Unlike O, even if the output frequency of NGO is increased, the circuit size does not increase.

しかし、第9図に示すNGOでは、そのM逓倍PLL回
路の応答速度を充分速くしておかないと、NGOを用い
たデジタルPLL回路自体の応答に影響がでる。このた
め、M逓倍PLL回路のループ利得を充分大きくしなけ
ればならないという問題が新たに生じる。また、NCO
の広い可変周波数範囲に対応するために、VCO22と
してLCタイプの発振回路を用いるため、発振スペクト
ルの純度が悪くなるという問題が生じる。
However, in the NGO shown in FIG. 9, unless the response speed of the M multiplier PLL circuit is made sufficiently fast, the response of the digital PLL circuit itself using the NGO will be affected. Therefore, a new problem arises in that the loop gain of the M multiplier PLL circuit must be made sufficiently large. Also, N.C.O.
Since an LC type oscillation circuit is used as the VCO 22 in order to accommodate a wide variable frequency range, a problem arises in that the purity of the oscillation spectrum deteriorates.

一方、第10図に示すNGOでは、直行変調回路の不完
全性(直行ずれ、キャリアリークなど)によりスプリア
スが生じやすいという問題を有する。第12図に、直行
変調回路の不完全性によるスプリアス発生例を示す。第
12図は、ベクトルoO′なるキャリアリークと直行ず
れがある場合を示すものであり、合成ベクトルOCは、
その位相変化が一定でなくなると同時に、エンベロープ
も一定でなくなる。この場合の出カスベクトル例を第1
3図に示す。第13図は、希望するスペクトルfo+f
osc  (fOは基準局発周波数)の他に、fOS 
fOfO9sfo±2fosなるスペクトルが発生する
様子を示す。これは、第12図に点線で示すように、合
成ベクトルOCの先端の軌跡が円周上にないためである
On the other hand, the NGO shown in FIG. 10 has a problem in that spurious signals are likely to occur due to imperfections in the orthogonal modulation circuit (orthogonal deviation, carrier leak, etc.). FIG. 12 shows an example of spurious generation due to imperfections in the orthogonal modulation circuit. FIG. 12 shows the case where there is a carrier leak called vector oO' and a perpendicular shift, and the composite vector OC is
At the same time that the phase change is no longer constant, the envelope is also no longer constant. An example of the output vector in this case is
Shown in Figure 3. Figure 13 shows the desired spectrum fo+f
osc (fO is the reference station oscillation frequency), fOS
This shows how a spectrum of fOfO9sfo±2fos is generated. This is because, as shown by the dotted line in FIG. 12, the locus of the tip of the composite vector OC is not on the circumference.

(発明が解決しようとする問題点) 以上述べたようにNGOに於いては、従来、出力周波数
を高めるためにアキュムレータの動作周波数fsを高め
る構成、あるいは、アキュムレータの発振出力をPLL
回路を使って逓倍する構成、さらには、直行変調形の周
波数変換回路を用いる構成が考えられていた。
(Problems to be Solved by the Invention) As mentioned above, in NGOs, conventionally, in order to increase the output frequency, the operating frequency fs of the accumulator is increased, or the oscillation output of the accumulator is controlled by PLL.
A configuration using a frequency conversion circuit and a configuration using a quadrature modulation type frequency conversion circuit have been considered.

しかし、アキュムレータの動作周波数fsを高める構成
では、回路規模が大きくなるという問題があった。また
、逓倍PLL回路を用いる構成では、このPLL回路の
応答速度を速くする必要があるため、ループ利得を大き
くしなければならないという問題や発振スペクトルの純
度が悪くなるという問題があった。最後に、直行変調回
路を用いる構成によれば、この直行変調回路の不完全性
により、スプリアスが生じやすいという問題があった。
However, the configuration in which the operating frequency fs of the accumulator is increased has a problem in that the circuit scale increases. Further, in a configuration using a multiplier PLL circuit, since the response speed of the PLL circuit must be increased, there are problems in that the loop gain must be increased and that the purity of the oscillation spectrum deteriorates. Finally, a configuration using a quadrature modulation circuit has a problem in that spurious signals are likely to occur due to imperfections in the quadrature modulation circuit.

そこで、この発明は、これらの問題を招くことなく、出
力周波数を高めることができるNGOを提供することを
目的とする。
Therefore, an object of the present invention is to provide an NGO that can increase the output frequency without causing these problems.

[発明の構成コ (問題点を解決するための手段) 上記目的を達成するためにこの発明では、fs[1/s
]なる周波数で人力制御データを積分することにより鋸
歯状波が得られる。この鋸歯状波のサンプルレートは直
線補間によりMfs(Mは整数)に変換される。この変
換出力は合同演算によりN7M (上記積分手段の発振
出力の振幅レベル数)を法とする関係にある値にレベル
変換される。
[Configuration of the Invention (Means for Solving Problems) In order to achieve the above object, this invention has fs[1/s
A sawtooth wave is obtained by integrating the human control data at a frequency of . The sample rate of this sawtooth wave is converted to Mfs (M is an integer) by linear interpolation. This converted output is level-converted to a value modulo N7M (the number of amplitude levels of the oscillation output of the integrating means) by a congruence calculation.

(作用) 上記構成によれば、積分手段から出力される鋸歯状波の
サンプル数は、直線補間によりM倍とされる。このfS
からMfsにサンプルレート変換された鋸歯状波は、そ
の振幅フルスケール(Nレベル)を2π[rad]に対
応させると、2π当り最小2Mのサンプル数を有してい
ることになる。このような調波をN7Mを法とするよう
な合同演算によりレベル変換することにより、Nレベル
で2πに対応していた振幅をN/Mレベルで2πに対応
させることができる。これにより、鋸歯状波の周期は、
1/Mに短縮され、積分手段から出力される鋸歯状波の
M倍の周波数を有する鋸歯状波を得ることができる。
(Function) According to the above configuration, the number of samples of the sawtooth wave output from the integrating means is multiplied by M by linear interpolation. This fS
If the amplitude full scale (N level) of the sawtooth wave whose sample rate is converted from to Mfs corresponds to 2π [rad], it has a minimum number of samples of 2M per 2π. By converting the level of such harmonics by a joint operation modulo N7M, the amplitude that corresponds to 2π at the N level can be changed to correspond to 2π at the N/M level. As a result, the period of the sawtooth wave is
It is possible to obtain a sawtooth wave which is shortened to 1/M and has a frequency M times that of the sawtooth wave output from the integrating means.

なお、上記入力制御データの値がほぼ一定であれば、積
分手段から出力される鋸歯状波は、周期がほぼ一定でか
つ直線的に増加するほぼ完全な鋸歯状波となる。したが
って、直線補間によっても充分にサンプル数をM倍にす
ることができる。
Note that if the value of the input control data is substantially constant, the sawtooth wave output from the integrating means will be a substantially perfect sawtooth wave whose period is substantially constant and increases linearly. Therefore, the number of samples can be sufficiently increased by M times by linear interpolation.

(実施例) 以下、図面を参照しながらこの発明の実施例を詳細に説
明する。
(Embodiments) Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

第1図はこの発明の一実施例の構成を示す回路図である
。なお、第1図に於いて、先の第7図と同一部には同一
符号を付して詳細な説明を省略する。
FIG. 1 is a circuit diagram showing the configuration of an embodiment of the present invention. Note that in FIG. 1, the same parts as in FIG. 7 are given the same reference numerals and detailed explanations will be omitted.

第1図に示すNGOは、アキュムレータから出力される
鋸歯状波を2逓倍する例を示す。
The NGO shown in FIG. 1 shows an example of doubling the sawtooth wave output from the accumulator.

第1図に於いて、アキュムレータから出力される鋸歯状
波は、直列接続されたラッチ回路41゜42に順次ラッ
チされる。各ラッチ回路41゜42のラッチパルスとし
ては、アキュムレータの動作クロックCKが使われる。
In FIG. 1, the sawtooth wave output from the accumulator is sequentially latched by latch circuits 41 and 42 connected in series. The accumulator operating clock CK is used as a latch pulse for each of the latch circuits 41 and 42.

ラッチ回路41゜42の出力は加算回路43で加算され
る。この加算回路43の加算出力は、利得1/2の利得
変換回路44により、振幅レベルを1/2とされる。
The outputs of the latch circuits 41 and 42 are added by an adder circuit 43. The added output of this adder circuit 43 has an amplitude level reduced to 1/2 by a gain conversion circuit 44 with a gain of 1/2.

この利得変換回路44の出力は、ラッチ回路13から出
力される鋸歯状波の相隣合うサンプル点の中央位置のデ
ータを直線補間によって求めたものとなる。したがって
、この利得変換回路44の出力と上記ラッチ回路42の
出力とを合せると、サンプルレートがラッチ回路13か
ら出力される鋸歯状波のサンプルレートの2倍となる鋸
歯状波を得ることができる。
The output of the gain conversion circuit 44 is obtained by linear interpolation of data at the center of adjacent sample points of the sawtooth wave output from the latch circuit 13. Therefore, by combining the output of this gain conversion circuit 44 and the output of the latch circuit 42, a sawtooth wave whose sample rate is twice the sample rate of the sawtooth wave output from the latch circuit 13 can be obtained. .

利得変換回路44の出力はデータ処理回路45に供給さ
れ、合同演算により、N/2を法とする関係にある値に
レベル変換される。このデータ処理回路45は、単に、
入力データの最上位ビット(MSB)を無視するという
極めて簡単な回路である。同様に、ラッチ回路42の出
力も、データ処理回路46に供給され、合同演算により
、N/2を法とする関係にある値にレベル変換される。
The output of the gain conversion circuit 44 is supplied to a data processing circuit 45, where the level is converted into a value having a relationship modulo N/2 by a joint operation. This data processing circuit 45 simply
This is an extremely simple circuit that ignores the most significant bit (MSB) of input data. Similarly, the output of the latch circuit 42 is also supplied to the data processing circuit 46, and the level is converted to a value having a relationship modulo N/2 by a joint operation.

各データ処理回路45.46の出力は、マルチプレクス
回路47に供給される。このマルチプレクス回路47は
、入力端子48に供給される周波数fsのゲートパルス
GPに従って、データ処理回路45.46の出力を交互
に選択し、時分割多重する。これにより、マルチプレク
ス回路47からは、ラッチ回路13から出力される鋸歯
状波のサンプルレートの2倍のサンプルレートを有する
鋸歯状波を得られる。
The output of each data processing circuit 45 , 46 is supplied to a multiplex circuit 47 . This multiplex circuit 47 alternately selects the outputs of the data processing circuits 45 and 46 in accordance with the gate pulse GP of frequency fs supplied to the input terminal 48 and time-division multiplexes them. As a result, the multiplex circuit 47 can obtain a sawtooth wave having a sample rate twice that of the sawtooth wave output from the latch circuit 13.

なお、マルチプレクス回路47以降の回路は、D/A回
路17の動作周波数が2fsとなる以外は、先の第7図
に示す回路と同じである。
Note that the circuits after the multiplex circuit 47 are the same as the circuit shown in FIG. 7 above, except that the operating frequency of the D/A circuit 17 is 2 fs.

上記構成に於いて、第2図及び第3図を参照しながら動
作を説明する。
The operation of the above configuration will be explained with reference to FIGS. 2 and 3.

第2図は、補間動作及びN/2を法とするデータ処理動
作を示している。
FIG. 2 shows the interpolation operation and the modulo N/2 data processing operation.

第2図に於いて、Oで示された点(a、b、c。In FIG. 2, the points indicated by O (a, b, c.

d、e、f)は、アキュムレータの出力データのサンプ
ルであり、Δで示される点(g、h、i。
d, e, f) are samples of the output data of the accumulator, and the points (g, h, i.

j、k)は、これらの補間データである。図示の如く、
この実施例では、補間に直線補間を用いている。これは
、アキュムレータの入力データがほぼ一定であり、鋸歯
状波の発振周波数がほぼ一定の場合には、直線補間デー
タが極めて誤差の少ない推定値となり得るからである。
j, k) are these interpolated data. As shown,
In this embodiment, linear interpolation is used for interpolation. This is because if the input data of the accumulator is substantially constant and the oscillation frequency of the sawtooth wave is substantially constant, linear interpolation data can provide an estimated value with extremely few errors.

実際に狭帯域のデジタルPLL回路にNGOを適用する
ような場合には、PLL回路の定常状態に於いて、NG
Oの出力周波数はほとんど変化しないから、直線補間は
実用上極めて有効である。
When actually applying NGO to a narrowband digital PLL circuit, in the steady state of the PLL circuit, NG
Since the output frequency of O hardly changes, linear interpolation is extremely effective in practice.

第2図に於いて、・で示される点(1+ mr  nr
o+  p+  q)は、アキュムレータの出力データ
及び直線補間出力データを合同演算によりN/2を法と
する関係にある値にレベル変換したサンプルである。ア
キユムレータの出力データ及び直線補間出力データのレ
ンジを第2図に示すように、(0〜N)とすると、これ
を(0〜N/2)の範囲となるようにしたものである。
In Figure 2, the point indicated by (1+ mr nr
o+ p+ q) is a sample obtained by level-converting the output data of the accumulator and the linear interpolation output data to a value having a relationship modulo N/2 by a congruence operation. Assuming that the range of the output data of the accumulator and the linear interpolation output data is (0 to N) as shown in FIG. 2, this is set to the range of (0 to N/2).

例えば、第2図に於いて、hなる点は、その本来の値か
らN/2を引かれて1なるサンプルとなる。他のサンプ
ルに関しても同様である。この処理は、具体的には、単
に、MSBを除いた下位のデータを使うことにより実現
することができる。
For example, in FIG. 2, point h becomes a sample of 1 by subtracting N/2 from its original value. The same applies to other samples. Specifically, this processing can be realized simply by using lower-order data excluding the MSB.

以上のようにして処理された出力データのサンプルは、
(a、g、b、1.m、n、d、j、O。
A sample of the output data processed as above is
(a, g, b, 1. m, n, d, j, O.

p)であり、図中、実線で示す鋸歯状波となる。p), resulting in a sawtooth wave indicated by a solid line in the figure.

これによれば、得られた鋸歯状波は、アキュムレータか
ら出力される鋸歯状波の周期の1/2の周期を有し、か
つ、この鋸歯状波の周波数の2倍の周波数を有する。
According to this, the obtained sawtooth wave has a period that is half the period of the sawtooth wave output from the accumulator, and has a frequency that is twice the frequency of the sawtooth wave.

第3図は、第1図に示すマルチプレクス回路47の動作
を示すタイミングチャートである。図に示す如く、マル
チプレクサ回路47は、ゲートパルスがローレベルの時
、アキュムレータの出力をデータ処理回路46で処理し
たものを選択し、ハイレベルの時は、直線補間によって
得たデータをデータ処理回路45に通したものを選択す
る。
FIG. 3 is a timing chart showing the operation of the multiplex circuit 47 shown in FIG. As shown in the figure, when the gate pulse is low level, the multiplexer circuit 47 selects the output of the accumulator processed by the data processing circuit 46, and when the gate pulse is high level, the multiplexer circuit 47 selects the data obtained by linear interpolation. Select the one that passed 45.

なお、第3図は、第2図の各サンプルに対応した例を示
し、各サンプルは(a +  g +  b *  l
+ mrn+  d+  J+  0+  p)の順に
出力される。
Note that FIG. 3 shows an example corresponding to each sample in FIG. 2, and each sample is (a + g + b * l
+mrn+d+J+0+p).

以上詳述したようにこの実施例は、アキュムレータから
出力される鋸歯状波のサンプルレートを直線補間により
2倍に変換し、この変換出力を合同演算により、N/2
を法とする関係にある値にレベル変換することにより、
アキュムレータから出力される鋸歯状波の2倍の周波数
を有する鋸歯状波を得るようにしたものである。
As detailed above, in this embodiment, the sample rate of the sawtooth wave output from the accumulator is doubled by linear interpolation, and this converted output is converted to N/2 by a joint operation.
By converting the level to a value modulo ,
A sawtooth wave having twice the frequency of the sawtooth wave output from the accumulator is obtained.

このような構成によれば、従来、アキュムレータの動作
クロック周波数fsによって制限されていたNGOの出
力周波数をデジタル的に逓倍することができるため、ア
ナログ逓倍PLL回路や直行変調形層波数変換回路を用
いて出力周波数を高める場合に生じていた位相ジッタの
増大等や希望発振スペクトル以外のスプリアスの発生な
しに、出力周波数を高めることができる。
According to such a configuration, the output frequency of the NGO, which was conventionally limited by the operating clock frequency fs of the accumulator, can be digitally multiplied. The output frequency can be increased without increasing phase jitter or generating spurious signals other than the desired oscillation spectrum, which would otherwise occur when increasing the output frequency.

第2図は、この発明の第2の実施例の構成を示す回路図
である。
FIG. 2 is a circuit diagram showing the configuration of a second embodiment of the invention.

先の実施例では、アキュムレータの出力周波数を2逓倍
する場合を説明したが、この実施例は、これを−膜化し
て2に逓倍(Kは2以上の正の整数)する場合の構成を
示すものである。この場合は、第1図に於いて、破線で
囲む回路部49を、第4図に示すように、K段縦続接続
するようにすればよい。但し、各回路部491・・・4
9にのラッチ回路41.42のラッチパルスやマルチプ
レクス回路47のゲートパルスGPの周波数は各回路部
49.・・・49にごとに2倍される。第4図に於いて
、501・・・50xはラッチパルスが供給される端子
であり、511・・・51xは、対応する端子50、・
・・50xに供給されるラッチパルスを反転してゲート
パルスCPを生成するインバータである。
In the previous embodiment, a case was explained in which the output frequency of the accumulator was doubled, but this embodiment shows a configuration in which this is converted into a film and multiplied by 2 (K is a positive integer greater than or equal to 2). It is something. In this case, the circuit portions 49 surrounded by broken lines in FIG. 1 may be cascaded in K stages as shown in FIG. 4. However, each circuit section 491...4
The frequencies of the latch pulses of the latch circuits 41 and 42 and the gate pulse GP of the multiplex circuit 47 are determined by each circuit section 49.9. ...It is doubled every 49 times. In FIG. 4, 501...50x are terminals to which latch pulses are supplied, and 511...51x are the corresponding terminals 50,...
...An inverter that inverts the latch pulse supplied to 50x and generates the gate pulse CP.

なお、先の実施例では、アキュムレータのような積分手
段の出力周波数を2に逓倍する場合を説明したが、3逓
倍、5逓倍、・・・ などの2に逓倍以外の逓倍も可能
なことは勿論である。
In addition, in the previous embodiment, the case where the output frequency of an integrating means such as an accumulator is multiplied by 2 was explained, but it is also possible to perform multiplication other than multiplication by 2, such as 3 times, 5 times, etc. Of course.

また、先の実施例では、マルチプレクス回路47によっ
て時分割多重を行なう前に、レベル変換を行なう場合を
説明したが、時分割多重を行なった後に、レベル変換を
行なうようにしてもよい。
Further, in the previous embodiment, a case has been described in which level conversion is performed before time division multiplexing is performed by the multiplex circuit 47, but level conversion may be performed after time division multiplexing.

この他にも、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々様々変
形実施可能なことは勿論である。
It goes without saying that various other modifications can be made without departing from the gist of the invention.

[発明の効果] 以上述べたようにこの発明によれば、回路規模の増大や
出カスベクトルの位相雑音及びスプリアスの発生などを
招くことなく、出力周波数を高めることができる。
[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, the output frequency can be increased without increasing the circuit scale and without causing phase noise or spurious in the output vector.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図はこの発明の一実施例の構成を示す回路図、第2
図は第1図の動作を説明するための信号波形図、第3図
は第1図の動作を説明するためのタイミングチャート、
第4図はこの発明の他の実施例の構成を示す回路図、第
5図は従来のNGOの第1の例の構成を示す回路図、第
6図は第5図の動作を説明するための信号波形図、第7
図は従来のNGOの第2の例の構成を示す回路図、第8
図は第7図の動作を説明するためのスペクトル図、示す
回路図、第11図は第10図の動作を説明するためのベ
クトル図、第12図は第10図の問題を説明するための
ベクトル図、第13図は第10図の問題を説明するため
のスペクトル図である。 11.14.48・・・入力端子、12.43・・・加
算回路、1B、41.42・・・ラッチ回路、16・・
・ルックアップテーブル、17・・・D/A変換回路、
18・・・LPF、19・・・出力端子、44・・・利
得変換回路、45.46・・・データ処理回路、47・
・・マルチプレクス回路、49,491・・・49 K
・・・回路部、50、・・・50K・・・入力端子、5
11・・・51K・・・インバータ。 出願人代理人  弁理士 鈴江武彦 第5図 第6図 第4 図 (2”fs)      (2’ts)第7 図 第8 図 第11図 第12図 第13図
FIG. 1 is a circuit diagram showing the configuration of an embodiment of the present invention, and FIG.
The figure is a signal waveform diagram to explain the operation in Figure 1, and Figure 3 is a timing chart to explain the operation in Figure 1.
FIG. 4 is a circuit diagram showing the configuration of another embodiment of the present invention, FIG. 5 is a circuit diagram showing the configuration of the first example of the conventional NGO, and FIG. 6 is for explaining the operation of FIG. 5. Signal waveform diagram, No. 7
The figure is a circuit diagram showing the configuration of a second example of a conventional NGO.
The figures are a spectrum diagram and a circuit diagram to explain the operation in Figure 7, Figure 11 is a vector diagram to explain the operation in Figure 10, and Figure 12 is a diagram to explain the problem in Figure 10. The vector diagram and FIG. 13 are spectrum diagrams for explaining the problem in FIG. 11.14.48...Input terminal, 12.43...Addition circuit, 1B, 41.42...Latch circuit, 16...
・Lookup table, 17...D/A conversion circuit,
18... LPF, 19... Output terminal, 44... Gain conversion circuit, 45.46... Data processing circuit, 47...
・Multiplex circuit, 49,491...49K
...Circuit section, 50, ...50K...Input terminal, 5
11...51K...Inverter. Applicant's Representative Patent Attorney Takehiko Suzue Figure 5 Figure 6 Figure 4 (2"fs) (2'ts) Figure 7 Figure 8 Figure 11 Figure 12 Figure 13

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)所定の動作クロックに従って、入力制御データを
積分し、鋸歯状波を得る積分手段と、この積分手段から
出力される鋸歯状波のサンプルレートを直線補間により
Mf_s(Mは正の整数)に変換するレート変換手段と
、 このレート変換手段の変換出力を合同演算によりN/M
(Nは上記鋸歯状波のレベル数を示す正の整数)を法と
する関係にある値にレベル変換するレベル変換手段とを
具備したことを特徴とする数値制御形発振回路。
(1) Integrating means for integrating input control data to obtain a sawtooth wave according to a predetermined operating clock, and linear interpolation of the sample rate of the sawtooth wave output from this integrating means Mf_s (M is a positive integer) rate conversion means for converting into N/M by joint calculation of the conversion output of this rate conversion means.
(N is a positive integer indicating the number of levels of the sawtooth wave) Level converting means for converting the level to a value having a modulus of the number of levels of the sawtooth wave.
(2)上記Mが2に設定され、上記レート変換手段及び
レベル変換手段からなる部分が上記積分手段にK段(K
は正の整数)縦続接続され、各段の駆動周波数が順次2
倍ずつ高くなるように構成されていることを特徴とする
特許請求の範囲の第1項記載の数値制御形発振回路。
(2) The above M is set to 2, and the portion consisting of the above rate converting means and the level converting means is added to the above integrating means in K stages (K
is a positive integer) are connected in cascade, and the driving frequency of each stage is sequentially set to 2.
2. The numerically controlled oscillation circuit according to claim 1, wherein the numerically controlled oscillation circuit is configured such that the height increases by a factor of two times.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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