JPH04165820A - 周波数シンセサイザー - 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】 ［産業上の利用分野］ この発明は、無線通信機の局部発振器などに用いられる
ＰＬＬ周波数シンセサイザに関するものである。特にＴ
ＤＭＡ方式や間欠送受信を採用する場合、その周波数シ
ンセサイザは、目的の周波数に同期するまでの時間が短
いことが望まれている。

［従来の技術］ 第３図は、例えば、”高周波回路設計実務講座４”　（
工学研究社発行、ｐ７２）に示された従来のＰＬＬ周波
数シンセサイザの構成を示したものであり、図において
、（１）は基準発振器、（１２）は固定分周器、（３）
は電圧制御発振器、（１３）は可変分周器、（５）は制
御回路、（１４）は位相比較器、（１０）はチャージポ
ンプ回路、（１１）はループフィルタ、（１７）は制御
回路（５）からの可変分周器（１３）の分周数を決める
分周数データである。（１５）は位相比較器（１４）の
出力で遅れ位相差信号、（１６）は進み位相差信号であ
る。

また、第４図は各部の信号を示したタイミングチャート
であり、第４図（ａ）は、可変分周信号ｆ、が基準周波
数信号ｆ、より遅れている場合のタイミングチャート、
第４図（ｂ）は進んでいる場合のタイミングチャートの
例である。

また、第５図に位相比較器（１４）とチャージポンプ（
１０）の構成例を示す。

次に動作について説明する。基準発振器（１）の出力は
固定分周器（１２）によりＭ分周され基準周波数信号ｆ
、となる。一方、目的の周波数ｆ。。、を出力する電圧
制御発振器（３）の出力は、可変分周器（１３）により
、制御回路（５）が設定する分周数Ｎ（１７）で分周さ
れ可変分周信号ｆ、２となる。

位相比較器（１４）は基準周波数信号ｆ、と可変分周信
号ｆ、の位相を比較し、位相が遅れている場合には遅れ
位相差信号ＥＯＤ　（１５）　、進んでいる場合には進
み位相差信号ＥＯＵ　（１６）を位相差に応した幅のパ
ルスで出力する。チャージポンプ（１０）は位相比較器
（１４）の出力に応してループフィルタ（１１）を駆動
する位相比較信号を発生する。ループフィルタ（１１）
は位相比較信号の低域成分を取り出し、周波数制御電圧
Ｖで電圧制御発振器（３）の発振周波数を変化させ、可
変分周信号ｆ、の位相を変化させるＰＬＬループを構成
する。このＰＬＬループの動作は位相比較器（１４）の
遅れまたは進みの位相差出力（１５）または（１６）が
なくなるまで継続され、その位相差が零になった時同期
状態となる。このとき出力周波数ｆ。８、＝Ｎ−ｆ、の
関係を満たすので分周数Ｎを変化させることにより、基
準周波数ｆ、毎の周波数を得ることができる。

［発明が解決しようとする課題］ 従来の周波数シンセサイザは以上のように構成されてい
るので、位相比較は基準周波数ｆ、の周期にしか行われ
ない。また、ループフィルタは位相比較器出力に含まれ
るｆ、の周波数成分を十分取り除くため。カットオフ周
波数はｆ、より低く設定する必要がある。そのため、周
波数制御電圧の変化する早さがｆ、に制限され、目的の
周波数に同期するまでの時間が長くかかるという問題点
があった。

この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、位相比較を基準周波数ｆ、の周期内でも行な
い、ループフィルタのカットオフ周波数をｆ、より高く
することにより、ＰＬＬループの応答速度を早くし、目
的の周波数に高速に同期できる周波数シンセサイザを得
ることを目的とする。

［課題を解決するための手段］ この発明に係わる周波数シンセサイザは、複数のタイミ
ングで基準周波数信号を出力する固定分周器と、電圧制
御発振器の出力を指定される分周数で前記固定分周器の
各々のタイミングに応じて分周する複数の可変分周器と
、前記固定分周器と前記可変分周器の出力の位相を比較
する位相比較器と、前記位相比較器の複数の位相差信号
出力を合成する合成回路を備えるものである。

Ｌ作用］ この発明における基準周波数信号と可変分周信号は基準
周波数の１周期の間に複数回比較されるため、位相比較
信号の高周波成分を取り除くループフィルタのカットオ
フ周波数を高くできる。そのためＰＬＬループの応答速
度が早くなり、目的の周波数に高速に同期するシンセサ
イザーを得ることができる。

［実施例］ 以下、この発明の一実施例として、基準周波数の４倍の
周波数で位相比較する回路について説明する。第１図に
おいて、（１）は基準発振器、（２）は複数のタイミン
グを出力する固定分周器、（３）は電圧制御発振器、（
４）は複数のタイミングに応じて電圧制御発振器（３）
の出力を指定される分周数で分周する可変分周器、（５
）は制御回路、（６）は位相比較器、（７）は位相差信
号を合成する合成回路でＡＮＤ回路（８）とオア回路（
９）からなる。（１０）はチャージポンプ、（１１）は
ループフィルタである。

また、第２図は、第１図の各部の信号の動作を示すタイ
ミングチャートである。

次に動作について説明する。基準発振器（１）の出力は
固定分周器（２）でＭ分周される。このとき１／４周期
づつ出力タイミングをずらすことにより。第２図に示す
ように、１／４周期の位相差をもつ複数のタイミングの
基準周波数信号ｆ、１、ｆ　ｒ２、ｆｒｌ、ｆｒ４が得
られる。一方、目的の周波数ｆ。。、を出力する電圧制
御発振器（３）の出力は、複数の可変分周器（４ａ）、
（４ｂ）、（４Ｃ）および（４ｄ）により制御回路（５
）が設定する分周数Ｎで、固定分周器（１２）からの基
準周波数ｆｒｌ、ｆｒ２、ｆ、３およびｆ、４のタイミ
ングで分周される。そして、基準信号ｆｒ３、ｆｒ２、
ｆ、３およびｆ　ｒ４のタイミングで分周された複数の
可変分周信号ｆ、１、ｆ、２、ｆ、３、ｆ９４が得られ
る。

複数の位相比較器（６）は各々対応する基準周波数信号
ｆ、、（ｉ＝１〜４）と分周信号ｆ、、（ｉ＝１〜４）
の位相を比較し、位相差に応じた幅のパルスを、位相が
遅れている場合は位相比較信号ＥＯＤ、　、進んでいる
場合は位相比較信号ＥＯＵ。

（１−１〜４）として出力する。位相比較器（６ａ）、
（６ｂ）、（６ｃ）および（６ｄ）の出力は合成回路（
７）で合成されてチャージポンプ（１０）に供給される
。図では合成回路（７）をアンド回路（８）とオア回路
（９）で構成した例を示しており、遅れ位相差信号ＥＯ
Ｄ、をアンド回路（７）で論理積をり、進み位相差信号
ＥＯＵ、をオア回路（８）で論理和をとって遅れ位相差
信号ＥＯＤ　（１５）と進み位相差信号（１６）を出力
し、チャージポンプ（１０）に供給する。チャージポン
プ（１０）は位相差信号ＥＯＤ　（１５）またはＥＯＵ
（１６）に応じてループフィルタ（１０）を駆動する位
相比較信号を発生する。ループフィルタ（１０）は位相
比較信号から低域成分を取り出し、位相差に応じた周波
数制御電圧Ｖを出力し、電圧制御発振器（３）に供給す
る。

なお、第２図は分周信号か基準信号より遅れている場合
のタイミングチャートを示した図である。

分周信号か基準信号より進んでいる場合は位相差信号Ｅ
ＯＤに変わって、ＥＯＵに位相差に応した幅のパルスが
現れるだけであり、同様である。

なお、上記実施例では基準周波数の４倍の周波数で位相
差信号を出力する構成を示したが、２倍、８倍などの周
波数で位相差信号を出力するように構成しても良い。

また、上記実施例の合成回路の構成は、位相比較器の出
力の極性により決定することはいうまでもない。

また、合成回路の出力信号によりループフィルタを駆動
できる構成とし、チャージポンプを省いてもよい。

［発明の効果］ 以上のように、この発明によれば位相差信号を基準周波
数の数倍にできるので、ループフィルタのカットオフ周
波数を高くすることができる。そのため応答時間が早く
なり、目的の周波数に高速に同期するシンセサイザを得
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の１実施例による周波数シンセサイザ
装置を示すブロック図、第２図はその動作を説明するた
めのタイムチャート、第３図は従来の周波数シンセサイ
ザを示すブロック図、第４図はその動作を説明するため
のタイムチャート、第５図は位相比較器とチャージポン
プの構成例である。 （１）・・・基準発振器、（２）・・・固定分周器、（
３）・・・電圧制御発振器、（４）・・・可変分周器、
（６）・・・位相比較器、（７）・・・合成回路、（８
）・・・アンド回路、（９）・・・オア回路、（１０）
・・・チャージポンプ、（１１）・・・ループフィルタ
、（１６）・・・分周数。 なお、図中、同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 一定周波数を発振する基準発振器と、この基準発振器の
   出力を分周して複数のタイミングの基準周波数を出力す
   る固定分周器と、入力電圧に対応した周波数を出力する
   電圧制御発振器と、前記電圧制御発振器の出力を指定さ
   れる分周数にしたがって前記複数のタイミングに基づい
   て分周する可変分周器と、前記固定分周器の出力とこの
   出力に対応する前記可変分周器の出力をそれぞれ位相比
   較する位相比較器と、前記位相比較器の遅れ位相差信号
   出力および進み位相差信号出力を合成する合成回路と、
   この合成回路の出力を平滑化して前記電圧制御発振器の
   周波数制御電圧を供給するフィルタとを備えたことを特
   徴とする周波数シンセサイザ。