JPH0368217A - Variable frequency oscillator - Google Patents

Variable frequency oscillator

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JPH0368217A
JPH0368217A JP1205025A JP20502589A JPH0368217A JP H0368217 A JPH0368217 A JP H0368217A JP 1205025 A JP1205025 A JP 1205025A JP 20502589 A JP20502589 A JP 20502589A JP H0368217 A JPH0368217 A JP H0368217A
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voltage
converter
output
frequency
circuit
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Application number
JP1205025A
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Japanese (ja)
Inventor
Yoshiaki Tarusawa
芳明 垂澤
Yasushi Yamao
泰 山尾
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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  • Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)

Abstract

PURPOSE:To shorten the frequency switching time and to reduce the power consumption by providing a voltage holding means including a sample hold circuit where a voltage holding capacitor is connected to the output of a D/A converter. CONSTITUTION:A control voltage VS supplied to a voltage control oscillator 5, an output voltage VF of a loop filter 3, and an output voltage VSH of a sample hold circuit 9 have relations VS=VF+VSH. When the voltage VS corresponding to a desired frequency is applied from a D/A converter 8 through the circuit 9, the voltage VF is kept at 0V independently of the output frequency. Consequently, the transient response for frequency switching is reduced to shorten the frequency switching time. A control circuit 7 stops the power supply to the D/A converter 8 after the circuit 9 holds an output voltage VDA of the D/A converter 8. The change of the voltage VDA at this time is prevented from being transmitted to a PLL, and the power consumption is reduced by the stop of power supply.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は位相同期ループを用いた可変周波数発振器に関
する。特に、周波数切換時間を短縮するため電圧制御発
振器の制御電圧をディジタル・アナログ変換器(以下r
D/A変換器」という〉から直接に供給する構成の可変
周波数発振器に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a variable frequency oscillator using a phase-locked loop. In particular, in order to shorten the frequency switching time, the control voltage of the voltage controlled oscillator is converted to a digital-to-analog converter (hereinafter referred to as r).
This invention relates to a variable frequency oscillator configured to be supplied directly from a D/A converter.

本発明は無線装置の局部発振器に利用するに適する。The present invention is suitable for use in a local oscillator of a wireless device.

本発明は、D/A変換器の出力に電圧保持手段を設ける
ことにより、D/A変換器の動作時間を短縮して消費電
力を削減するものである。
The present invention provides voltage holding means at the output of the D/A converter to shorten the operating time of the D/A converter and reduce power consumption.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

可変周波数発振器として、従来から、位相同期ループ(
PLL)を用いたPLL周波数シンセサイザが用いられ
ている。PLL周波数シンセサイザは、高精度に出力周
波数を設定できるので、無線装置の局部発振器として使
用されている。しかし、PLLは負帰還ループであるた
め、ある条件下で周波数切換時間が長くなることがある
。これを解決するため、D/A変換器を用い、電圧制御
発振器の制御電圧を直接に供給する構成が知られている
。これについて以下に詳しく説明する。
Traditionally, phase-locked loops (
A PLL frequency synthesizer using a PLL (PLL) is used. Since the PLL frequency synthesizer can set the output frequency with high precision, it is used as a local oscillator in wireless devices. However, since the PLL is a negative feedback loop, the frequency switching time may become long under certain conditions. In order to solve this problem, a configuration is known in which a D/A converter is used to directly supply the control voltage of the voltage controlled oscillator. This will be explained in detail below.

第9図はPLL周波数シンセサイザを用いた従来例可変
周波数発振器のブロック構成図である。
FIG. 9 is a block diagram of a conventional variable frequency oscillator using a PLL frequency synthesizer.

PLL周波数シンセサイザは、基準発振器1、位相比較
器2、ループフィルタ3、電圧制御発振器5および可変
分周器6により構成される。電圧制御発振器5の出力信
号は可変分周器6で1/Nに分周され、この可変分周器
6の出力信号と基準発振器1の出力信号との位相差が零
となるような制御電圧が電圧制御発振器5に加えられる
。これにより、基準発振器1に温度補償水晶発振器など
の高安定発振器を使用すれば、電圧制御発振器5の出力
層波数安定度も同様に高安定にできる。また、出力周波
数は分周比Nを変えることにより選択できる。
The PLL frequency synthesizer includes a reference oscillator 1, a phase comparator 2, a loop filter 3, a voltage controlled oscillator 5, and a variable frequency divider 6. The output signal of the voltage controlled oscillator 5 is divided into 1/N by a variable frequency divider 6, and a control voltage is set such that the phase difference between the output signal of the variable frequency divider 6 and the output signal of the reference oscillator 1 is zero. is applied to the voltage controlled oscillator 5. Thereby, if a highly stable oscillator such as a temperature compensated crystal oscillator is used as the reference oscillator 1, the output layer wavenumber stability of the voltage controlled oscillator 5 can also be made highly stable. Further, the output frequency can be selected by changing the frequency division ratio N.

このようなPLL周波数シンセサイザにおいて、周波数
の切換時間が問題となることがある。特に周波数を高速
に切り換えることが要求される場合がある。PLLは負
帰還ループであり、周波数の切換時に過渡現象を生じ、
目標周波数に到達するまでに一定の時間を必要とする。
In such a PLL frequency synthesizer, frequency switching time may become a problem. In particular, there are cases where it is required to switch frequencies at high speed. PLL is a negative feedback loop, which causes transient phenomena when switching frequencies,
It takes a certain amount of time to reach the target frequency.

この時間を以下「周波数切換時間」という。This time will hereinafter be referred to as "frequency switching time".

周波数切換時間を小さくするため、第1図に示すように
、P L LとD/A変換器8とを組み合わせた可変周
波数発振器が考えられている。これは、電圧制御発振器
5の制御電圧V、をD/A変換器8から直接に加えるも
のである。これにより、高速に周波数を切り換えること
ができる。
In order to reduce the frequency switching time, a variable frequency oscillator combining a PLL and a D/A converter 8 has been considered, as shown in FIG. This is to apply the control voltage V of the voltage controlled oscillator 5 directly from the D/A converter 8. This allows the frequency to be switched at high speed.

PLL側のループフィルタ3の出力電圧をVp 。The output voltage of the loop filter 3 on the PLL side is Vp.

D/A変換器8の出力電圧をV。Aとすると、制御電圧
V、は、加算回路4により、 Vs =VF fVDA となる。
The output voltage of the D/A converter 8 is V. A, the control voltage V is set by the adder circuit 4 as follows: Vs = VF fVDA.

第10図は出力周波数をf。lからf02に切り換える
ときのタイミングチャートを示す。
Figure 10 shows the output frequency as f. A timing chart when switching from l to f02 is shown.

ここで、周波数fil、rotに相当する分周比Nをそ
れぞれNl5N2、それに対応する電圧vDAをそれぞ
れVOAI s VDA2とする。周波数切換時には、
分周数Nと電圧VDAとを同時に第10図に示すように
設定する。このときループフィルタ3の出力電圧V、は
変化しない(VF−〇)ので、過渡現象の発生が少なく
、周波数切換時間を短縮できる。
Here, the frequency division ratios N corresponding to the frequencies fil and rot are respectively Nl5N2, and the corresponding voltages vDA are respectively VOAI s VDA2. When switching frequencies,
The frequency division number N and voltage VDA are simultaneously set as shown in FIG. At this time, the output voltage V of the loop filter 3 does not change (VF-0), so transient phenomena are less likely to occur and the frequency switching time can be shortened.

なお、定常時に電圧制御発振器50制御電圧V。Note that the voltage controlled oscillator 50 control voltage V during steady state.

と出力周波数との関係は、温度変動や経年変化を伴うが
、PLLの効果によりループフィルタ3の出力電圧VF
が変化し、出力周波数は一定に保たれる。
Although the relationship between V
changes, and the output frequency remains constant.

このように、電圧制御発振器の出力周波数をPLLの負
帰還ループにより安定化するような可変周波数発振器で
は、D/A変換器から電圧制御発振器の制御電圧を直接
に設定することにより、高速に周波数を切り換えること
ができる。
In this way, in a variable frequency oscillator where the output frequency of the voltage controlled oscillator is stabilized by the negative feedback loop of the PLL, the frequency can be adjusted quickly by directly setting the control voltage of the voltage controlled oscillator from the D/A converter. can be switched.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

しかし、D/A変換器を用いた可変周波数発振器は、消
費電力や位相雑音特性の点で問題があった。
However, variable frequency oscillators using D/A converters have problems in terms of power consumption and phase noise characteristics.

可変周波数発振器を携帯形の小型無線装置に使用する場
合には、その消費電力は極力小さいことが望ましい。し
かし、第9図に示した従来例では、D/A変換器を周波
数切換時にのみ使用するので、周波数切換を行わない定
常時にはD/A変換器への電源供給を停止できれば、消
費電力を節約できる。しかし、電源供給を停止すると、
電圧Vt1Aがステップ的に変化し、出力周波数が大き
く変動してしまう。このため、D/A変換器への電源供
給を停止することは不可能であり、可変周波数発振器を
低消費電力化する上で限界があった。
When a variable frequency oscillator is used in a small portable wireless device, it is desirable that its power consumption be as low as possible. However, in the conventional example shown in Fig. 9, the D/A converter is used only when switching frequencies, so if the power supply to the D/A converter can be stopped during normal operation when frequency switching is not performed, power consumption can be saved. can. However, when the power supply is stopped,
The voltage Vt1A changes stepwise, and the output frequency fluctuates greatly. Therefore, it is impossible to stop the power supply to the D/A converter, and there is a limit to reducing the power consumption of the variable frequency oscillator.

また、第9図に示した従来例では、D/A変換器の出力
電圧が加算回路を通して電圧制御発振器に制御電圧とし
て直接に加えられる。このため、D/A変換器の雑音が
PLLに加わる。PLLの閉ループ帯域幅を十分に広く
すれば、D/A変換器からの雑音はPLLにより抑圧さ
れる。しかし、移動通信用シンセサイザのように分周比
が極めて大きい場合には、閉ループ帯域幅がそれほど広
くとれず、D/A変換器の雑音が抑圧されずに電圧制御
発振器に加わる。このため、可変周波数発振器の位相雑
音特性が劣化する。
Furthermore, in the conventional example shown in FIG. 9, the output voltage of the D/A converter is directly applied as a control voltage to the voltage controlled oscillator through the adding circuit. Therefore, noise from the D/A converter is added to the PLL. If the closed loop bandwidth of the PLL is made wide enough, the noise from the D/A converter can be suppressed by the PLL. However, when the frequency division ratio is extremely large, such as in a synthesizer for mobile communication, the closed loop bandwidth cannot be made so wide, and the noise of the D/A converter is not suppressed but is added to the voltage controlled oscillator. Therefore, the phase noise characteristics of the variable frequency oscillator deteriorate.

本発明は、以上の問題点を解決し、周波数切換時間が短
く、しかも低消費電力で位相雑音が小さい可変周波数発
振器を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above problems and provide a variable frequency oscillator with short frequency switching time, low power consumption, and low phase noise.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

本発明の可変周波数発振器は、D/A変換器の出力電圧
を保持する電圧保持手段と、この手段がD/A変換器の
出力電圧を保持した後にそのD/A変換器への電源供給
を停止する手段とを備えたことを特徴とする。
The variable frequency oscillator of the present invention includes voltage holding means for holding the output voltage of the D/A converter, and after this means holds the output voltage of the D/A converter, power supply to the D/A converter is stopped. It is characterized by comprising means for stopping.

電圧保持手段としては、電圧保持コンデンサが接続され
たサンプル・ホールド回路を含むことが望ましい。
The voltage holding means preferably includes a sample and hold circuit connected to a voltage holding capacitor.

また、電圧保持コンデンサに並列に抵抗を接続し、周波
数切換時にD/A変換器の出力電圧を保持した後に、コ
ンデンサと抵抗とにより決まる時定数CRより長い時間
が経過した後にサンプル・ホールド回路への電源供給を
停止する構成とすることもできる。
In addition, a resistor is connected in parallel to the voltage holding capacitor, and after the output voltage of the D/A converter is held during frequency switching, the output voltage is transferred to the sample and hold circuit after a time longer than the time constant CR determined by the capacitor and the resistor has passed. It is also possible to have a configuration in which the power supply is stopped.

さらに、電圧保持手段として、一端がD/A変換器の出
力に接続された第一のスイッチと、この第一のスイッチ
の他端と接地点との間に接続された第一の抵抗と、この
第一の抵抗と上記第一のスイッチとの接続点に一端が接
続されたコンデンサと、このコンデンサの他端と接地点
との間に接続された第二の抵抗と、この抵抗と並列に接
続された第二のスイッチと、周波数切換時には、D/A
変換器が電圧を出力している状態で第一のスイッチを開
、第二のスイッチを閉とし、D/A変換器の出力電圧を
保持した後に第一のスイッチを閏、第二のスイッチを開
とする制御手段とを含むこともできる。
Furthermore, as a voltage holding means, a first switch whose one end is connected to the output of the D/A converter, and a first resistor connected between the other end of the first switch and a ground point; A capacitor with one end connected to the connection point between this first resistor and the first switch, a second resistor connected between the other end of this capacitor and the ground point, and a second resistor connected in parallel with this resistor. When switching the frequency with the connected second switch, the D/A
While the converter is outputting voltage, open the first switch, close the second switch, and after holding the output voltage of the D/A converter, turn the first switch on, and then turn on the second switch. It may also include control means for opening.

〔作 用〕[For production]

D/A変換器の出力電圧をサンプル・ホールド回路によ
り保持し、その後にD/A変換器への電源供給を停止す
る。これにより、定常時に出力周波数の変動を伴わずに
D/A変換器への電源供給を停止できる。
The output voltage of the D/A converter is held by a sample and hold circuit, and then power supply to the D/A converter is stopped. As a result, power supply to the D/A converter can be stopped during steady state without fluctuations in the output frequency.

また、サンプル・ホールド回路の電圧保持コンデンサに
並列に抵抗を接続しておくと、その出力電圧が徐々に低
下するが、PLLの効果により電圧制御発゛振器の出力
周波数が変動することはない。
Additionally, if a resistor is connected in parallel to the voltage holding capacitor of the sample-and-hold circuit, its output voltage will gradually decrease, but the output frequency of the voltage-controlled oscillator will not fluctuate due to the PLL effect. .

したがって、サンプル・ホールド回路の保持電圧が実質
的に零となった時点で、この回路への電源供給を停止で
きる。
Therefore, when the holding voltage of the sample-and-hold circuit becomes substantially zero, the power supply to this circuit can be stopped.

D/A変換器の出力にコンデンサ、抵抗およびスイッチ
からなる出力回路を設け、スイッチの開閉を一定のタイ
ミングで行うことによっても、電圧を保持することがで
きる。この場合にも、保持された電圧が徐々に低下する
が、電圧制御発振器の出力周波数に影響することはない
The voltage can also be maintained by providing an output circuit consisting of a capacitor, a resistor, and a switch at the output of the D/A converter and opening and closing the switch at regular timing. In this case as well, the held voltage gradually decreases, but the output frequency of the voltage controlled oscillator is not affected.

〔実施例〕〔Example〕

第1図は本発明第一実施例の可変周波数発振器のブロッ
ク構成図である。
FIG. 1 is a block diagram of a variable frequency oscillator according to a first embodiment of the present invention.

この発振器は、電圧制御発振器5と、この電圧制御発振
器5に制御電圧を供給してその出力周波数を安定化する
基準発振器1、位相比較器2、ループフィルタ3および
可変分周器6と、電圧制御発振器5の出力周波数切換時
に切換後の周波数に対応する電圧をD/A変換器8を介
して出力する制御回路7と、D/A変換器8の出力を上
記制御電圧に加算する加算回路4とを備える。加算回路
4は、ループフィルタ3と電圧制御発振器5との間に接
続される。
This oscillator includes a voltage controlled oscillator 5, a reference oscillator 1 that supplies a control voltage to the voltage controlled oscillator 5 to stabilize its output frequency, a phase comparator 2, a loop filter 3, a variable frequency divider 6, and a voltage controlled oscillator 5. A control circuit 7 that outputs a voltage corresponding to the frequency after switching when the output frequency of the controlled oscillator 5 is switched via the D/A converter 8, and an adder circuit that adds the output of the D/A converter 8 to the control voltage. 4. Adder circuit 4 is connected between loop filter 3 and voltage controlled oscillator 5.

ここで本実施例の特徴とするところは、D/A変換器8
の出力にその電圧を保持するサンプル・ホールド回路9
を備え、制御回路7がサンプル・ホールド回路9がD/
A変換器8の出力電圧を保持した後にD/A変換器8へ
の電源供給を停止する手段を含むことにある。サンプル
・ホールド回路9には電圧保持コンデンサlOが接続さ
れる。
Here, the feature of this embodiment is that the D/A converter 8
A sample-and-hold circuit 9 holds that voltage at the output of
The control circuit 7 is equipped with a sample/hold circuit 9 that is D/
The present invention includes means for stopping power supply to the D/A converter 8 after maintaining the output voltage of the A converter 8. A voltage holding capacitor lO is connected to the sample and hold circuit 9.

電圧制御発振器5に供給される制御電圧V、と、ループ
フィルタ3の出力電圧V、と、サンプル・ホールド回路
9の出力電圧V 5 Hとの関係は、Vs =Vp +
Vs。
The relationship between the control voltage V supplied to the voltage controlled oscillator 5, the output voltage V of the loop filter 3, and the output voltage V5H of the sample-and-hold circuit 9 is Vs = Vp +
Vs.

となる。希望周波数に相当する電圧V、をサンプル・ホ
ールド回路9を経由してD/A変換器8から加えると、
出力周波数にかかわらず電圧VFを一定(OV)に保つ
ことができる。したがって、周波数切換時の過渡応答が
少なくなり、周波数切換時間が短くなる。
becomes. When a voltage V corresponding to the desired frequency is applied from the D/A converter 8 via the sample-and-hold circuit 9,
The voltage VF can be kept constant (OV) regardless of the output frequency. Therefore, the transient response during frequency switching is reduced, and the frequency switching time is shortened.

第2図は出力周波数を「。1からf02に切り換えると
きの各信号のタイミングを示す。
FIG. 2 shows the timing of each signal when switching the output frequency from .1 to f02.

出力周波数f。、とf02に相当する分周比をそれぞれ
Nl、N2とし、これらの周波数に相当するD/A変換
器8の出力電圧をVDAI s VDA2とする。周波
数切換を行う前は、D/A変換器8への電源供給は停止
されている。また、サンプル・ホールド回路9の出力電
圧V、□はVDAI となっている。周波数切換の手順
は以下のとおりである。
Output frequency f. , and f02 are respectively Nl and N2, and the output voltage of the D/A converter 8 corresponding to these frequencies is VDAI s VDA2. Before frequency switching, power supply to the D/A converter 8 is stopped. Further, the output voltage V, □ of the sample-and-hold circuit 9 is VDAI. The frequency switching procedure is as follows.

■ 始めにD/A変換器8の電源供給を開始し、D/A
変換器8の出力電圧をV。A2に設定する。
■ First, start supplying power to the D/A converter 8, and
The output voltage of converter 8 is V. Set to A2.

■ サンプル・ホールド回路9をホールドモードからサ
ンプルモードに変更する。これにより、サンプル・ホー
ルド回路9の出力電圧V、□2がVDA2 となり、電
圧制御発振器5の出力周波数がf。2に変更される。ま
た、これと同時に、分周比をN、からN2に変更する。
■ Change the sample/hold circuit 9 from hold mode to sample mode. As a result, the output voltage V, □2 of the sample-and-hold circuit 9 becomes VDA2, and the output frequency of the voltage controlled oscillator 5 becomes f. Changed to 2. At the same time, the frequency division ratio is changed from N to N2.

■ サンプル・ホールド回路9をサンプルモードからホ
ールドモードに変更する。
■ Change the sample/hold circuit 9 from sample mode to hold mode.

■ D/A変換器8への電源供給を停止する。■ Stop power supply to the D/A converter 8.

この手順において、■のステップでサンプル・ホールド
回路9をホールドモードにするため、D/A変換器8へ
の電源供給を停止したときの電圧VDAのステップ的な
変化がPLLに伝わることを防止でき、VDAの変化に
起因する周波数変動は生じない。したがって、D/A変
換器8への電源供給の停止が可能となり、消費電力を削
減することができ、しかもD/A変換器8からの雑音に
よる周波数シンセサイザ出力の位相雑音の増加を防止で
きる。
In this procedure, the sample-and-hold circuit 9 is placed in the hold mode in step (■), so stepwise changes in the voltage VDA when the power supply to the D/A converter 8 is stopped can be prevented from being transmitted to the PLL. , no frequency fluctuations occur due to changes in VDA. Therefore, the power supply to the D/A converter 8 can be stopped, power consumption can be reduced, and an increase in phase noise of the frequency synthesizer output due to noise from the D/A converter 8 can be prevented.

第3図は本発明第二実施例の可変周波数発振器のブロッ
ク構成国である。
FIG. 3 shows the block configuration of the variable frequency oscillator according to the second embodiment of the present invention.

この実施例は、電圧保持コンデンサ10に並列に抵抗1
1が接続され、サンプル・ホールド回路9への電源供給
を停止できることが第一実施例と異なる。
This embodiment has a resistor 1 in parallel with the voltage holding capacitor 10.
1 is connected, and the power supply to the sample and hold circuit 9 can be stopped, which is different from the first embodiment.

一般的なサンプル・ホールド回路は、ドループ特性を向
上させるため、電圧保持コンデンサとしてtanδの小
さいものが用いられる。しかし、本実施例の場合には、
抵抗11を接続してtanδを大きくしている。
In a typical sample-and-hold circuit, a capacitor with a small tan δ is used as a voltage holding capacitor in order to improve droop characteristics. However, in the case of this example,
A resistor 11 is connected to increase tan δ.

第4図は出力周波数をr。lからf02に切り換えると
きの各信号のタイミングを示す。
Figure 4 shows the output frequency as r. The timing of each signal when switching from l to f02 is shown.

この場合にも第2図と同様に、出力周波数f。lとf0
2に相当する分周比をそれぞれNl、N2 とする。周
波数切換を行う前は、D/A変換器8およびサンプル・
ホールド回路9への電源供給は停止されている。また、
サンプル・ホールド回路9の出力電圧V、□は、その電
源供給が停止されているため、VSM=0となっている
。周波数切換の手順は以下のとおりである。
In this case, as in FIG. 2, the output frequency f. l and f0
Let the frequency division ratios corresponding to 2 be Nl and N2, respectively. Before frequency switching, the D/A converter 8 and the sample
Power supply to the hold circuit 9 is stopped. Also,
The output voltage V, □ of the sample-and-hold circuit 9 is VSM=0 because its power supply is stopped. The frequency switching procedure is as follows.

■ 始めにD/A変換器8およびサンプル・ホールド回
路9への電源供給を開始し、D/A変換器8の出力電圧
を、周波数f。Iと「。2に相当する電圧制御発振器5
の制御電圧の変化分ΔVDAに設定する。D/A変換器
8とサンプル・ホールド回路9とのそれぞれの電源制御
は、第4図(の、(6)に示したように別々に行う。
(2) First, power supply to the D/A converter 8 and sample/hold circuit 9 is started, and the output voltage of the D/A converter 8 is set to the frequency f. Voltage controlled oscillator 5 corresponding to I and ".2
The change in control voltage is set to ΔVDA. The power supply control for each of the D/A converter 8 and the sample/hold circuit 9 is performed separately as shown in (6) of FIG.

■ サンプル・ホールド回路9をホールドモードからサ
ンプルモードに変更する。これによりサンプル・ホール
ド回路9の出力電圧V、□はVDAとなり、電圧制御発
振器5の出力周波数がf02に変更される。また、これ
と同時に、分周比をN、からN2に変更する。
■ Change the sample/hold circuit 9 from hold mode to sample mode. As a result, the output voltage V, □ of the sample-and-hold circuit 9 becomes VDA, and the output frequency of the voltage controlled oscillator 5 is changed to f02. At the same time, the frequency division ratio is changed from N to N2.

■ サンプル・ホールド回路9をサンプルモードからホ
ールドモードに変更する。電圧保持コンデンサIOに抵
抗11が接続されているため、ホールドモードに変更後
にその出力電圧VS)Iは徐々に減少する。しかし、P
LLの効果によりループフィルタ3の出力電圧vFがV
SHの減少を補償するので、出力周波数は一定に保たれ
る。
■ Change the sample/hold circuit 9 from sample mode to hold mode. Since the resistor 11 is connected to the voltage holding capacitor IO, its output voltage VS)I gradually decreases after changing to the hold mode. However, P
Due to the effect of LL, the output voltage vF of the loop filter 3 becomes V
The output frequency remains constant as it compensates for the decrease in SH.

■ D/A変換器8への電源供給を停止する。このとき
、D/A変換器8の出力電圧VDAに変化があっても、
サンプル・ホールド回路9がホールドモードになってい
るので、VDAの変化はPLLには伝わらない。したが
って、出力周波数の変動は生じない。
■ Stop the power supply to the D/A converter 8. At this time, even if there is a change in the output voltage VDA of the D/A converter 8,
Since the sample/hold circuit 9 is in the hold mode, changes in VDA are not transmitted to the PLL. Therefore, no variation in output frequency occurs.

■ VSOの変化が無くなった時点で、サンプル・ホー
ルド回路9への電源供給を停止する。この場合に、V3
Hは零〔V〕となっているので、サンプル・ホールド回
路9への電源供給を停止してもPLLにV、□の変化が
伝わることがなく、出力周波数の変動は生じない。
■ Stop the power supply to the sample-and-hold circuit 9 when there is no longer any change in VSO. In this case, V3
Since H is zero [V], even if the power supply to the sample-and-hold circuit 9 is stopped, changes in V and □ will not be transmitted to the PLL, and the output frequency will not fluctuate.

この手順において、■のステップのようにVSHを変化
させれば、定常時には、サンプル・ホールド回路9によ
りD/A変換器8の出力電圧を保つ必要はない。ただし
、VSllの減少速度が速い場合にはPLLか追従でき
ないので、電圧保持コンデンサ10の容量Cと抵抗11
の抵抗値Rとにより決まる時定数は、PLLが追従でき
る範囲に選ぶ必要がある。
In this procedure, if VSH is changed as in step (2), there is no need to maintain the output voltage of the D/A converter 8 by the sample-and-hold circuit 9 during steady state. However, if the decreasing speed of VSll is fast, the PLL cannot follow it, so the capacitance C of the voltage holding capacitor 10 and the resistor 11
The time constant determined by the resistance value R must be selected within a range that can be followed by the PLL.

以上のような手順で周波数切換を行えば、本実施例の場
合にも第一実施例と同様の効果が得られ、さらに、サン
プル・ホールド回路9への電源供給を停止できるのでさ
らに低消費電力化が可能となる。
If frequency switching is performed in accordance with the above procedure, the same effects as in the first embodiment can be obtained in this embodiment, and furthermore, since the power supply to the sample-and-hold circuit 9 can be stopped, power consumption can be further reduced. It becomes possible to

第5図は本発明第三実施例の可変周波数発振器の一部を
示すブロック構成図である。この実施例は、電圧保持コ
ンデンサ10と抵抗11とが基準電圧源12を介して接
地されたことが第二実施例と異なる。その他の部分は第
二実施例と同一なので、第5図では要点部分だけを示す
FIG. 5 is a block diagram showing a part of a variable frequency oscillator according to a third embodiment of the present invention. This embodiment differs from the second embodiment in that a voltage holding capacitor 10 and a resistor 11 are grounded via a reference voltage source 12. Since the other parts are the same as the second embodiment, only the essential parts are shown in FIG.

第二実施例において、D/A変換器8の出力電圧は、周
波数の切換幅に相当する制御電圧の変化分ΔVI]^で
あった。このため、ΔV[IAが負電圧となる場合があ
る。その場合には、装置内に負電源を用意する必要があ
る。
In the second embodiment, the output voltage of the D/A converter 8 was a change in control voltage ΔVI]^ corresponding to the frequency switching width. Therefore, ΔV[IA may become a negative voltage. In that case, it is necessary to prepare a negative power supply within the device.

これに対して第三実施例では、サンプル・ホールド回路
9の基準電位を基準電圧源12によりV [15だけ上
げている。第二実施例における△VDAの絶対値の最大
値をΔvmaM とすると、V HS≧ΔV□8 となるようにVH2を選べば、負電源を用意する必要は
ない。
On the other hand, in the third embodiment, the reference potential of the sample-and-hold circuit 9 is raised by V[15] by the reference voltage source 12. If the maximum absolute value of ΔVDA in the second embodiment is ΔvmaM, if VH2 is selected so that V HS≧ΔV□8, there is no need to prepare a negative power supply.

この実施例において、D/A変換回路9の出力電圧は、
第二実施例における値にV!Isを加算したものとなる
In this embodiment, the output voltage of the D/A conversion circuit 9 is
The value in the second embodiment is V! It is the sum of Is.

第6図は本発明第四実施例の可変周波数発振器のブロッ
ク構成図を示す。
FIG. 6 shows a block diagram of a variable frequency oscillator according to a fourth embodiment of the present invention.

この実施例は、電圧保持手段として、スイッチSl 、
S2 、抵抗Rz 、R2およびコンデンサCからなる
D/A出力回路13を備えている。
In this embodiment, as the voltage holding means, the switch Sl,
S2, resistor Rz, R2, and capacitor C include a D/A output circuit 13.

D/A変換器8の出力は、スイッチSlを介してコンデ
ンサCの一端に接続される。コンデンサCの他端はD/
A出力回路13の出力として加算回路4に接続される。
The output of the D/A converter 8 is connected to one end of a capacitor C via a switch Sl. The other end of capacitor C is D/
It is connected to the adder circuit 4 as the output of the A output circuit 13.

スイッチS1とコンデンサCとの接続点は抵抗R1を介
して接地され、コンデンサCの他端は抵抗R2を介して
接地される。抵抗R2と並列にスイッチS2が接続され
る。
A connection point between the switch S1 and the capacitor C is grounded via a resistor R1, and the other end of the capacitor C is grounded via a resistor R2. A switch S2 is connected in parallel with the resistor R2.

第7図は出力周波数をf。1からf。2に切り換えると
きの各信号のタイミングを示す。
Figure 7 shows the output frequency as f. 1 to f. The timing of each signal when switching to 2 is shown.

この場合にも第2図および第4図と同様に、出力周波数
f。lとf。2に相当する分周比をそれぞれN、、N2
とする。周波数切換を行う前は、D/A変換器8への電
源供給は停止されている。また、D/A出力回路13の
初期状態は、スイッチS1を開、スイッチS2を閉、コ
ンデンサCの両端電圧が零〔v〕とする。したがって、
D/A出力回路13の出力電圧V。Anは零(V)とな
っている。周波数切換の手順は以下のとおりである。
In this case as well, as in FIGS. 2 and 4, the output frequency f. l and f. Let the division ratios corresponding to 2 be N, , N2, respectively.
shall be. Before frequency switching, power supply to the D/A converter 8 is stopped. Further, in the initial state of the D/A output circuit 13, the switch S1 is opened, the switch S2 is closed, and the voltage across the capacitor C is zero [v]. therefore,
Output voltage V of the D/A output circuit 13. An is zero (V). The frequency switching procedure is as follows.

■ 始めにD/A変換器8への電源供給を開始し、D/
A変換器8の出力電圧を周波数f。Iとr。2に相当す
る制御電圧の変化分ΔVDAに設定する。
■ First, start supplying power to the D/A converter 8, and
The output voltage of the A converter 8 is set to the frequency f. I and r. The control voltage change amount ΔVDA corresponding to 2 is set.

■ スイッチS2を開いてスイッチS1を閉じる。■ Open switch S2 and close switch S1.

このとき、D/A出力回路13の出力電圧VIIAOは
一時的にΔVDAとなり、その後に徐々に減少し、最終
的に零〔V〕となる。しかし、P L Lの効果により
、ループフィルタ3の出力電圧V。
At this time, the output voltage VIIAO of the D/A output circuit 13 temporarily becomes ΔVDA, then gradually decreases, and finally becomes zero [V]. However, due to the effect of PLL, the output voltage V of the loop filter 3.

がVDAOの減少を補償するので、出力周波数は一定に
保たれる。
compensates for the decrease in VDAO, so the output frequency remains constant.

■ V DAOが零〔V〕になった時点で、スイッチS
2を閉じ、スイッチS1を開き、D/A変換器8への電
源供給を停止する。このときコンデンサCの両端電位は
ΔVDAとなっているが、抵抗R8により徐々に放電し
、やがて零〔v〕となり、初期状態に戻る。
■ When V DAO becomes zero [V], switch S
2 is closed, switch S1 is opened, and power supply to the D/A converter 8 is stopped. At this time, the potential across the capacitor C is ΔVDA, but it is gradually discharged by the resistor R8 and eventually becomes zero [V], returning to the initial state.

以上のようにしてD/A変換器8の電源をオフすれば、
VDAの変化がPLLに伝わることがなく、出力周波数
の変動は生じない。
If you turn off the power to the D/A converter 8 as described above,
Changes in VDA are not transmitted to the PLL, and output frequency fluctuations do not occur.

本実施例は、第一実施例および第二実施例と同等の効果
が得られるうえ、サンプル・ホールド回路が不要である
ため、回路構成を簡略化できる。
This embodiment provides the same effects as the first and second embodiments, and also simplifies the circuit configuration since no sample-and-hold circuit is required.

なお、スイッチS1と82の動作タイミングは第7図(
f)、(のに示したようにずれていること望ましいが、
同時に(相補的に)開閉してもよい。第6図に示した回
路では、同一の制御信号をスイッチ31にはそのまま、
スイッチS2には反転器14を介して供給し、二つのス
イッチ31 32が同時に開閉する。
The operation timing of switches S1 and 82 is shown in FIG.
f), (It is desirable that the deviation is as shown in (),
They may be opened and closed simultaneously (complementarily). In the circuit shown in FIG. 6, the same control signal is sent directly to the switch 31,
The power is supplied to the switch S2 through the inverter 14, and the two switches 31 and 32 open and close at the same time.

第8図は本発明第五実施例の可変周波数発振器の一部を
示すブロック構成図である。この実施例は、抵抗R,,
R,およびスイッチS2が基準電圧源12を介して接地
されたことが第四実施例と異なる。その他の部分は第四
実施例と同一なので、第8図では要点部分だけを示す。
FIG. 8 is a block diagram showing a part of a variable frequency oscillator according to a fifth embodiment of the present invention. In this example, the resistances R,,
This embodiment differs from the fourth embodiment in that R and switch S2 are grounded via a reference voltage source 12. Since the other parts are the same as the fourth embodiment, only the essential parts are shown in FIG.

第四実施例において、D/A変換器8の出力電圧は、周
波数の切換幅に相当する制御電圧の変化分AVDAであ
った。このため、ΔVoAが負電圧となる場合がある。
In the fourth embodiment, the output voltage of the D/A converter 8 was a change in control voltage AVDA corresponding to the frequency switching width. Therefore, ΔVoA may become a negative voltage.

その場合には、装置内に負電源を用意する必要がある。In that case, it is necessary to prepare a negative power supply within the device.

これに対して第五実施例では、サンプル・ホールド回路
9の基準電位を基準電圧源12によりVIISだけ上げ
ている。第二実施例におけるAVDAの絶対値の最大値
をΔV、。8とすると、 V B s≧ΔV0イ となるようにVIISを選べば;負電源を用意する必要
はない。
On the other hand, in the fifth embodiment, the reference potential of the sample-and-hold circuit 9 is raised by VIIS by the reference voltage source 12. The maximum absolute value of AVDA in the second embodiment is ΔV. 8, if VIIS is selected so that V B s≧ΔV0, there is no need to prepare a negative power supply.

この実施例において、D/A変換回路9の出力電圧は、
第四実施例における値にV8Sを加算したものとなる。
In this embodiment, the output voltage of the D/A conversion circuit 9 is
This is the value obtained by adding V8S to the value in the fourth embodiment.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明したように、本発明の可変周波数発振器は、D
/A変換器を介して電圧制御発振器の制御電圧を設定す
ることにより高速の周波数切換を可能とし、しかも、D
/A変換器を周波数切換時のみ使用し、定常時にはPL
Lから切り離す。これにより、消費電力が削減されると
ともに、D/A変換器から発生する雑音を無視できる効
果がある。
As explained above, the variable frequency oscillator of the present invention has D
By setting the control voltage of the voltage controlled oscillator via the /A converter, high-speed frequency switching is possible.
Use the /A converter only when switching frequencies, and set the PL at steady state.
Separate from L. This has the effect of reducing power consumption and making it possible to ignore noise generated from the D/A converter.

本発明は、低消費電力かつ低位相雑音が要求される小型
移動無線装置の周波数シンセサイザとして用いて特に効
果がある。
The present invention is particularly effective when used as a frequency synthesizer for small mobile radio devices that require low power consumption and low phase noise.

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

第1図は本発明第一実施例可変周波数発振器のブロック
構成図。 第2図は周波数切換時のタイミングチャート。 第3図は本発明第二実施例可変周波数発振器のブロック
構成図。 第4図は周波数切換時のタイミングチャート。 第5図は本発明第三実施例可変周波数発振器の一部を示
すブロック構成図。 第6図は本発明第四実施例可変周波数発振器のブロック
構成図。 第7図は周波数切換時のタイミングチャート。 第8図は本発明第五実施例可変周波数発振器の一部を示
すブロック構成図。 第9図は従来例可変周波数発振器のブロック構成図。 第10図は周波数切換時のタイミングチャート。 ■・・・基準発振器、2・・・位相比較器、3・・・ル
ープフィルタ、4・・・加算回路、5・・・電圧制御発
振器、6・・・可変分周器、7・・・制御回路、8・・
・D/A変換器、9・・・サンプル・ホールド回路、1
0・・・電圧保持コンデンサ、11・・・抵抗、12・
・・基準電圧源、13・・・D/A出力回路、14・・
・反転器。
FIG. 1 is a block diagram of a variable frequency oscillator according to a first embodiment of the present invention. Figure 2 is a timing chart when switching frequencies. FIG. 3 is a block diagram of a variable frequency oscillator according to a second embodiment of the present invention. FIG. 4 is a timing chart when switching frequencies. FIG. 5 is a block diagram showing a part of a variable frequency oscillator according to a third embodiment of the present invention. FIG. 6 is a block diagram of a variable frequency oscillator according to a fourth embodiment of the present invention. FIG. 7 is a timing chart when switching frequencies. FIG. 8 is a block diagram showing a part of a variable frequency oscillator according to a fifth embodiment of the present invention. FIG. 9 is a block diagram of a conventional variable frequency oscillator. FIG. 10 is a timing chart at the time of frequency switching. ■... Reference oscillator, 2... Phase comparator, 3... Loop filter, 4... Adder circuit, 5... Voltage controlled oscillator, 6... Variable frequency divider, 7... Control circuit, 8...
・D/A converter, 9...sample/hold circuit, 1
0... Voltage holding capacitor, 11... Resistor, 12...
...Reference voltage source, 13...D/A output circuit, 14...
・Inverter.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、電圧制御発振器と、 この電圧制御発振器に制御電圧を供給してその出力周波
数を安定化する回路手段と、 前記電圧制御発振器の出力周波数切換時に切換後の周波
数に対応する電圧をディジタル・アナログ変換器を介し
て出力する手段と、 この手段の出力を上記制御電圧に加算する加算回路と を備えた可変周波数発振器において、 上記出力する手段は、上記ディジタル・アナログ変換器
の出力にその電圧を保持する電圧保持手段を含み、 この電圧保持手段が上記ディジタル・アナログ変換器の
出力電圧を保持した後に上記ディジタル・アナログ変換
器への電源供給を停止する手段を備えた ことを特徴とする可変周波数発振器。
[Claims] 1. A voltage controlled oscillator; circuit means for supplying a control voltage to the voltage controlled oscillator to stabilize its output frequency; In the variable frequency oscillator, the variable frequency oscillator is equipped with means for outputting a voltage via a digital-to-analog converter, and an addition circuit for adding the output of this means to the control voltage, wherein the outputting means comprising a voltage holding means for holding the voltage at the output of the digital-to-analog converter, and a means for stopping power supply to the digital-to-analog converter after the voltage holding means holds the output voltage of the digital-to-analog converter. A variable frequency oscillator featuring:
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