JPH01206725A - 低消費電力シンセサイザ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概　要〕 移動無線機の局部発振器に用いられる周波数シンセサイ
ザに関し、 該シンセサイザ・の運用時の消費電力を低減することを
目的とし、 シンセサイザを構成するＰＬＬループにおいて、電圧制
御発振器を自局の割当時間Ｔｏたけ動作させるパルスＳ
４と、該パルスｓ４により動作させるパルスＳ３ト、該
パルスｓ３により動作させるパルスＳ］、２を発生させ
、さらに基準周波数信号ｆｒと分周周波数信号ｆｐとの
位相差を検出するロック検出パルスｆｒ＆こより前記両
信号の位相が同期した時点で前記パルスＳ３．Ｓ１２を
停止させる制御回路を設けた構成とする。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、移動体に搭載される無線装置例えは無線呼出
機の局部発振器に用いられる周波数シンセリ“イザの改
良に関する。

無線呼出機では、待受は時には基地局からの自局向けの
送信信号は、数秒間隔にしか送られてこない。

このように短い時間の間隔で送られてくる送信信号を受
信する無線呼出機の受信機に使用する局部発振器用シン
セサイザは、自局の運用状態の消費電力が少ないことが
望まれている。

〔従来の技術〕

従来の移動無線機の受信機に使用している局部発振器に
ば円、１．（Ｐｈａｓｅ−Ｌｏｃｋｅｄｌ、ｏｏｐ）周
波数シンセサイザが多く用いられている。

第４図は、従来のシンセサイザの構成を示すフロック図
であり、図において２Ａは位相比較器、３八はループフ
ィルタ、４Ａは電圧制御発振器、］１八は水晶発振器、
１２Ａは固定分周器、５１Δはプリスケーラ、５２Ａは
可変分周器である。

図に示す従来のシンセサイザでは、基推周波数となる水
晶発振器１１への出方を固定分周器１２Ａにより１／Ｍ
に周波数分周した基イ１」周波数信号ｆｒを位相比較器
２Ａに入力する。また制御電圧Ｖにより発振周波数の定
まる高周波数帯の電圧制御発振器４への出力周波数を前
もってＩ／Ｐに分周するプリスケーラ５１八と該プリス
ケーラ５１Ａの出力周波数を更に１．／Ｎに分周する可
変分周器５２Ａの出力である分周周波数信号ｆｐを前記
位相比較器２Ａに入力して前記基準周波数信号ｆｒと位
相を比較する。位相比較器２Ａから出力された位相誤差
εは、低域通過フィルタ（ＬＰＦ）よりなるループフィ
ルタ３Ａにより時間積分されて電圧Ｖを出力する。この
電圧Ｖは電圧制御発振器４八に制御電圧νとして加えら
れ、その発振周波数を変化させ、電圧制御発振器４＾の
発振出力を分周した分周周波数信号ｆｐの位相を変化さ
せ、位相比較器２Ａで出力される位相誤差εが無くなる
までループ制御される。なお位相差がセロになれば、位
相比較器２八出力はハイインピーダンスとなる。この時
の電圧制御発振器４Ａの出力であるｆｏｕｔが局部発振
器用シンセサイザの出力となる。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが従来の局部発振用シンセサイザは、上述の如く
水晶発振器１１４の出方を固定分周器１２八で１／Ｍに
分周した基準周波数信号ｆｒと、′電圧制御発振器４へ
の出力ｆｏｕｔをプリスケーラ５１八　と可変分周器５
２八により分周した分周周波数信号ｆｐを常時位相比較
器２Δで位相比較し、その位相誤差εをループフィルタ
３Δで積分してその積分電圧Ｖを電圧側′４１１発振器
４への制御電圧Ｖとしてループ制御を行い、電圧制御発
振器４への出力周波数ｆｏｕｔを局部発振器用シンセサ
イザの出力としており、該シンセサイザを構成する上記
の回路の全てが常時動作しているので、短い時間だけ送
られてくる信号を受信する受信機の局部発振器用シンセ
サイザとしては、待受時の消費電力が大きくなり無駄で
あるという問題点がある。

本発明は、このような問題点に鑑み、待受時で自局向け
の信号がくる時以外は局部発振用シンセサイザの電源を
切り、動作しないようにして消費電力を低減したシンセ
サイザを提供することを目的としている。

〔課題を解決するだめの手段〕

上記の問題点は、局部発振器用シンセサイザの構成回路
の中でも特に消費電力が多い電圧制御発振器４八とプリ
スケーラ５１八及び可変分周器５２Ａを全時間連続して
動作させず、これらを異なるタイミングで間歇的に動作
させる本発明の構成により解決される。

第１図は、本発明の低消費電力シンセサイザの原理図で
あり、 １は位相比較の基準となる基準周波数信号ｆｒを発生す
る基準周波数発生器、 ２は分周周波数信号ｆｌ）と前記基準周波数信号発生器
１の出力である基準周波数信号ｆｒを位相比較する位相
比較器、 ３ば位相比較器２の出力の位相誤差Ｃを積分して電圧Ｖ
を出力するループフィルタ、 ４はループフィルタ３の出力電圧Ｖにより発振周波数を
変化させて周波数ｆｏｕｔの発振信号を出力する電圧制
御発振器、 ５．６は電圧制御発振器４の出力の発振周波数ｆ。

ｕｔを分周して分周周波数信号ｆｐを出力する分周器、
７は時間Ｔのうち自局の割当時間Ｔｏたけ出力されるパ
ルスＳ４と、該パルスｓ４により出力されるパルスＳ３
と、該パルスＳ３により出力されるパルスＳ１２を発生
させるとともに、前記基準周波数信号ｆｒと前記分周周
波数信号ｆｐとの位相をロック検出パルスＳｒで監視し
、該位相が同期された時に該ロック検出パルスにより前
記位相比較器２とプリスケーラ５の電源供給用パルスＳ
３を停止させる制御回路、 ２１及び２２は制御回路７の出力パルスＳ１２により動
作するスイッチ、 ２３は制御回路７の出力パルスＳ３により動作するスイ
ッチ、 ２４は制御回路７の出力パルスＳ４により動作するスイ
ッチであって、 スイッチ２４により電圧制御発振器４を起動し、スイッ
チ２３によりプリスケーラ５を動作させ、スイッチ２１
と２２によりそれぞれ基準周波数信号発生器１の基準周
波数信号ｆｒと可変分周器６の分周周波数信号ｆｐを位
相比較器２に入力する構成としている。

〔作用〕

本発明の低消費電力シンセサイザは制御回路７の出力パ
ルスＳ４によりスイッチ２４が動作して電圧制御発振器
４が起動され、自局指定の割当時間Ｔ０だけ発振信号を
出力するが、制御回路７の出力パルスＳ３は、待受時に
自局向けの信号が来た時にパルスＳ４の立上りから適当
な時間ｔ１だけ経過後にスイッチ２３を動作させてプリ
スケーラ５を起動して可変分周器６より分周周波数信号
ｒｐを出力させる。

さらに制御回路７の出力パルス５１２は、パルスＳ３の
立上りから適当な時間ｔ２だけ経過後に出力されてスイ
ッチ２１及び２２を動作させ、基準周波数信号発生器１
からの基準周波数信号ｆｒと可変分周器６からの分周周
波数信号ｆｐをそれぞれ位相比較器２に入力して両信号
の位相比較動作を行う。

位相比較器２からのロック検出パルスＳｒを監視し、基
準周波数信号ｆｒと分周周波数信号ｆｐの位相が合い、
位相比較器２の位相誤差εがゼロになった時にロック検
出パルスＳｒが停止し、該ロック検出パルスＳｒの停止
時間より適当な時間ｔ８経過後前記パルスＳ１２．Ｓ３
を停止させ、プリスケーラ５の動作を切断させる。

位相比較器２とループフィルタ３と電圧制御発振器４と
プリスケーラ５と可変分周器６とスイッチ２１．２２は
、一定時間Ｔ２だけ位相同期ループを形成し、該位相同
期ループは制御回路７の出力パルスＳ３が出力されてい
る時間Ｔｏ内は同期引き込み状態にあり、該時間Ｔ１経
過後は制御パルスＳ３及びＳ１２の停止と同時にスイッ
チ２１、２２によりループ構成が解かれスイッチ２３に
よりプリスケーラ５が動作を停止する。位相同期ループ
のループ構成が解かれた後の電圧制御発振器４ば、パル
スＳ４の出力されている割当時間Ｔ０の間ではスイッチ
２４により電源電圧が引加されフリーラン状態で動作す
る。そして電圧制御発振器４の発振周波数ｆ。

ｕｔはループフィルタ３のコンデンサに蓄積された電荷
による電圧Ｖにより制御され、所定の割当時間Ｔｏ−杯
、所定の発振周波数ｆｏｕｔの信号を出力する。

本発明の低消費電力シンセサイザは、上述の如く、電圧
制御発振器４が割当時間Ｔｏたけ動作し、基準周波数信
号ｆｒと分周周波数信号ｆｐの位相が合った時にロック
検出パルスＳｒによりスイッチ２１．２２とプリスケー
ラ５の動作を停止させるように構成したので、該プリス
ケーラ５ば、割当時間Ｔｏのうちの短時間Ｔｏたけ間歇
動作するだけで受信動作が出来るので、シンセサイザ全
体の消費電力が低減され、前記の問題点は解決される。

〔実施例〕

第２図は本発明の一実施例の低消費電力シンセサイザの
構成を示すブロック図であり、第３図はその動作を説明
するためのタイムチャートである。

第２図のブロック図において、基準周波数信号発生器Ｉ
ＧＪ基準周波数を発生ずる水晶発振器１１とその出力を
１／Ｍに周波数分周する固定分周器１２から構成され、
位相比較の基準となる基準周波数信号ｆｒを発生してス
イッチ２１を介して位相比較器２に出力する。

位相比較器２は同期検波器ＰＩ）で構成され、前記基準
周波数信号ｆｒと分周器５からの分周周波数信号ｆｐと
を乗算して両信号の位相差を示す位相誤差信号εを発生
してループフィルタ３に出力する。

また前記位相比較器２からはロック検出パルスＳｒか出
力され、このパルスは前記基準周波数信号ｆｒと分周周
波数信号ｆｐの位相差かセロになった時に停止する。

ループフィルタ３は抵抗Ｒ３１，Ｒ３２とコンデンサ−
Ｃ３１で構成され、位相比較器２の出力の位相誤差電圧
εを積分してコンデンサＣ３の両端電圧Ｖを電圧制御発
振器４に出力する。

電圧制御発振器４は制御電圧により発振周波数が定まる
所謂ｖＣＯで構成され、ループフィルタ３の出力電圧Ｖ
により発振周波数か変化して周波数ｆｏｕｔの信号を出
力する。

分周器はプリスケーラ５と可変分周器６で構成され、プ
リスケーラ５が電圧制御発振器４の出力の発振周波数ｆ
ｏｕｔを１／Ｐ分周し、更に可変分周器６で１．／Ｎ分
周して周波数ｆｐの信号を出力する。

制御回路７はパルス発生器７Ｌ７２．７３とスイッチ２
５．２６で構成され、パルス発生器７１は自局の割当時
間Ｔｏたけ出力されるパルスＳ４を発生し、パルス発生
器７２は該パルスＳ４の立上りから適当な時間１、たけ
経過後に出力するパルスＳ３を発生し、さらにパルス発
生器７３は該パルスＳ３の立上りから適当な時間ｔ２だ
け経過後に出力するパルスＳ１２を発生ずるものである
。またスイッチ２５．２６は、前記ロック検出パルスＳ
ｒにより前記パルスＳ１２．　Ｓ３の停止動作を行うも
のである。

スイッチ２１２２は、信号スイッチＳＷＩ、ＳＷ２でそ
れぞれ構成され、制御回路７の出力パルス５１２により
同時に動作するものであり、信号スイッチＳＷ１は基準
周波数信号発生器１からの基準周波数信号ｆｒを、信号
スイッチ外２は可変分周器６からの分周周波数信号ｆｐ
をそれぞれ位相比較器２に入力する。

スイッチ２３　、２４は電源スィッチＳＷ３　、　ＳＷ
４でそれぞれ構成され、電源スィッチＳす３は制御回路
７の出力パルスＳ３により動作しプリスケーラ５を動作
させる。また電源スィッチＳＷ４　は制御回路７の出力
パルスＳ４により動作し電圧制御発振器４を起動させる
。

本発明の一実施例の低消費電力シンセサイザは、第３図
のタイムチャートに示す如く、制御回路７のパルス発生
器７１の出力パルスＳ４により待受時に自局向けの信号
が到達される少し前にスイッチ２４の電源スィッチＳＷ
４が動作して電圧制御発振器４が起動される。

以下タイムチャートにおいて各スイッチの動作でＯＮは
”ｌ１１ｇピ、ＯＦＦは”Ｌｏｗ”を示す。

電圧制御発振器４は自局の割当時間Ｔｏだけ信号ｆｏｕ
ｔを出力する。次に制御回路７のパルス発生器７２の出
力パルスＳ３が前記パルスＳ４の立」ニリから前記電圧
制御発振器４が安定になる時間である適当な時間ｔ１だ
け経過後に出力されてスイッチ２３の電源スイッチ舖３
を動作させ、プリスケーラ５を起動させ、可変分周器６
で分周周波数信号ｒｐを出力する。次に制御回路７のパ
ルス発生器７３の出力パルスＳ１２が前記パルスＳ３の
立上りから適当な時間ｔ２だけ経過後に出力されてスイ
ッチ２１の信号スイッチＳＷＩ　とスイッチ２２の信号
スイッチＳＷ２を動作させ、それぞれ基準周波数信号発
生器１からの基準周波数信号ｆｒと可変分周器６からの
分周周波数信号ｆｐを位相比較器２に入力する。

位相比較器２とループフィルタ３と電圧制御発振器４と
プリスケーラ５と可変分周器６とスイッチ２２は位相同
期ループを形成し、該位相同期ループは、制御回路７の
パルス発生器７２の出力パルスＳ３が出力されている時
間Ｔｌは同期引き込み状態にあり、ロック検出パルスＳ
ｒにより前記基準周波数信号ｆｒと前記分周周波数信号
ｆｐの位相が同相になったことを検出して、該ロック検
出パルスＳｒが停止するまで継続する。　即ち、前記ロ
ック検出パルスＳｒが停止すると該パルスの立下りより
適当な時間し、経過後前記パルスＳ３が停止しくスイッ
チ２１の信号スイッチＳＷＩとスイッチ２２のＳＷ２が
停止することにより）ループ構成が解かれ、同時にプリ
スケーラ５が動作を停止する。位相同期ループのループ
構成が解かれた後の電圧制御発振器４は、パルスＳ４が
出力されている割当時間Ｔ０の間はスイッチ２４により
電源電圧が印加され動作する。

そして電圧制御発振器４の発振周波数ｆｏｕｔはループ
フィルタ３のコンデンサＣ３１に蓄積された電荷による
電圧Ｖにより制御され、自局の割当時間Ｔｏ−杯、発振
周波数ｆｏｕｔの信号を継続して出力する。

本発明の一実施例に示した低消費電力シンセサイザは、
電圧制御発振器４が自局の指定の割当時間Ｔ０だけ動作
し、プリスケーラ５が割当時間Ｔｏのうちの短時間ＴＩ
だけ動作する所謂間歇動作をするのみで待受時間−杯の
動作ができるので、シンセサイザ全体の消費電力が大幅
に低減される。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、移動体に搭載さ
れる無線機に使用される局部発振器用シンセサイザを構
成する位相同期ループのうちの消費電力の大きな電圧制
御発振器とプリスケーラを必要時にのみ間歇的に動作さ
せ、更に位相同期ループが位相同期を引き込んだ後にプ
リスケーラの電源を切断するので、シンセサイザ全体の
消費電力が大幅に低減でき、装置の運用コストを下げる
等の効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の低消費電力シンセサイザの原理図、 第２図は本発明の一実施例の低消費電力シンセサイザの
構成を示すブロック図、 第３図は本発明の一実施例の動作を説明するためのタイ
ムチャート、 第４図は従来のシンセサイザのブロック図である。 図において、１は基準周波数信号発生器、２は位相比較
器、３はループフィルタ、４は電圧制御発振器、５はプ
リスケーラ、６は可変分周器、７は制御回路、２１乃至
２６はスイッチを示す。 Ｂ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 基準周波数信号発生器（１）からの基準周波数信号ｆｒ
   とプリスケーラ（５）と可変分周器（６）からの分周周
   波数信号ｆｐを位相比較器（２）に入力し、該位相比較
   器（２）での位相誤差εをループフィルタ（３）で積分
   し、積分後の誤差電圧Ｖにより電圧制御発振器（４）で
   発振周波数を変化させ、該電圧制御発振器（４）の出力
   周波数ｆｏｕｔをプリスケーラ（５）と更に可変分周器
   （６）で分周し、前記分周周波数信号ｆｐを出力し、該
   信号を前記位相比較器（２）に加え、前記位相誤差εが
   ゼロになるようにループ制御して位相同期をとるＰＬＬ
   を用いた局部発振器用シンセサイザにおいて、 時間Ｔのうち自局の割当時間Ｔ＿ｏだけ出力されるパル
   スＳ４と、該パルスＳ４により出力されるパルスＳ３と
   、該パルスＳ３により出力されるパルスＳ１２と、前記
   位相比較器（２）より出力されるロック検出パルスＳｒ
   により該位相比較器（２）の位相誤差εがゼロになった
   時点で前記パルスＳ３を停止させる制御回路（７）と、 該制御回路（７）の出力パルスＳ１２、Ｓ３、Ｓ４によ
   りそれぞれ動作するスイッチ（２１、２２、２３、２４
   ）を備え、前記スイッチ（２４）により電圧制御発振器
   （４）を前記割当時間Ｔ＿ｏだけ動作させ、該電圧制御
   発振器（４）の動作開始より適当な時間ｔ＿１経過後前
   記スイッチ（２３）により前記プリスケーラ（５）を動
   作させ、該プリスケーラ（５）の動作開始より適当な時
   間ｔ＿２経過後前記スイッチ（２１、２２）によりＰＬ
   Ｌループ制御を行い、前記基準周波数信号ｆｒと前記分
   周周波数信号ｆｐとの位相同期を前記ロック検出パルス
   Ｓｒで検出して前記プリスケーラ（５）の動作を停止さ
   せ、前記ループ制御を解除するように構成し、前記割当
   時間Ｔ＿ｏ内で必要時のみ間歇動作させるようにしたこ
   とを特徴とする低消費電力シンセサイザ。