JPH05175835A - 周波数シンセサイザ - Google Patents

周波数シンセサイザ

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JPH05175835A
JPH05175835A JP3354378A JP35437891A JPH05175835A JP H05175835 A JPH05175835 A JP H05175835A JP 3354378 A JP3354378 A JP 3354378A JP 35437891 A JP35437891 A JP 35437891A JP H05175835 A JPH05175835 A JP H05175835A
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switch
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裕 尾崎
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 分周数を指定するだけで適切な開ループ利得
の設定が可能な周波数シンセサイザを得る。 【構成】 外部より与えられる分周数制御信号、もしく
はディジタル化された誤差電圧に応じてアクセスされる
記憶手段より読み出したデータに基づいて、能動型ルー
プフィルタのスイッチの開閉を制御し、また、誤差電圧
を基準電圧と比較する比較手段からの比較信号を保持し
て、その保持データに基づいて能動型ループフィルタの
スイッチの開閉制御を行う。 【効果】 広い周波数範囲において安定した開ループ利
得を有する周波数シンセサイザが得られ、制御線も増加
することがなく、ディジタルスイッチのみで制御する周
波数シンセサイザへの適用も可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、マイクロ波帯域で使
用される周波数シンセサイザに関するものである。
【0002】
【従来の技術】図4は例えば特開平2−25113号公
報に示された従来の周波数シンセサイザを示すブロック
図である。図において、1は誤差信号aに応じた周波数
で発振し、シンセサイザ周波数信号bを外部に出力する
電圧制御発振器であり、2は外部より与えられる分周数
制御信号cに従って決定される分周数で、この電圧制御
発振器1が出力する信号を分周する分周器である。3は
この分周器2より出力される信号の位相を外部より与え
られた基準周波数信号dの位相と比較し、その比較結果
に基づく交流信号eを生成する位相比較器であり、4は
この位相比較器3より出力される交流信号eをろ波して
前記誤差電圧aを生成し、それを電圧制御発振器1に出
力する能動型ループフィルタである。
【0003】また、この能動型ループフィルタ4内にお
いて、41は外部より与えられる開ループ利得制御信号
fによって制御され、前記位相比較器3からの交流電圧
eを開閉する複数のスイッチであり、42はこのスイッ
チ41のそれぞれに接続された、当該能動型ループフィ
ルタ4の開ループ利得を決定するための複数の抵抗器で
ある。43はこれら各抵抗器42がその入力端子に並列
に接続され、その出力端子より電圧制御発振器1への誤
差電圧aを出力する演算増幅器であり、44はそのフィ
ードバックコンデンサ、45はフィードバック抵抗器で
ある。
【0004】5はこのように構成された位相同期ループ
の外部より、その分周器2に前記分周数制御信号cを与
えるとともに、能動型ループフィルタ4に前記開ループ
利得制御信号fを与える周波数制御回路である。
【0005】次に動作について説明する。このように電
圧制御発振器1、外部の周波数制御回路5からの分周数
制御信号cにより分周数が可変できる分周器2、位相比
較器3および能動型ループフィルタ4によって構成され
た位相同期ループは、周波数制御回路5からの分周数制
御信号cによってその分周数Nが決定され、周波数シン
セサイザとして動作する。その際、外部の周波数制御回
路5から送られてくる開ループ利得制御信号fによっ
て、能動型ループフィルタ4のスイッチ41を開閉さ
せ、演算増幅器43に接続される抵抗器42を切り換え
ることにより、その開ループ利得が制御される。そのと
き、この開ループ利得KB は以下のように表せる。
【0006】KB =K1 ・K2 ・(R2 /R1(N))/N 但し、K1 :電圧制御発振器1の変調感度 K2 :位相比較器3の検波感度 R1(N):演算増幅器に接続された抵抗器42の抵抗値の
並列和 N :分周器2の分周数 R2 :演算増幅器43のフィードバック抵抗器45の抵
抗値
【0007】従って、R1(N)を分周数Nにより多段に分
けて設定すれば、Nの値が2×N,3×N,…に変動し
ても、R1(N)を、1/2倍,1/3倍,…となるように
制御することで、本装置の開ループ利得KB の変動を抑
えることが可能となり、広帯域にわたって安定した開ル
ープ利得特性を有するマイクロ波帯の周波数シンセサイ
ザを得ることができる。
【0008】
【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、広い帯域にわ
たって安定した開ループ利得を得ることができるが、外
部の周波数制御回路5より能動型ループフィルタ4の各
スイッチ41を制御しなければならず、制御が複雑にな
るばかりか、周波数制御回路5からの制御線も増加し、
さらにディジタルスイッチのステータス等で周波数設定
を行うような場合には、上記スイッチ41の制御用ディ
ジタルスイッチが必要となり、それらを周波数に応じて
設定することが必要となって操作が複雑となるなどの問
題点があった。
【0009】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、外部からは周波数設定のみを行
うことにより、適切な開ループ利得が設定されて良好な
特性が得られる周波数シンセサイザを得ることを目的と
する。
【0010】
【課題を解決するための手段】請求項1に記載の発明に
係る周波数シンセサイザは、外部より与えられる分周数
制御信号に応じてアクセスされる記憶手段、およびこの
記憶手段から読み出されたデータに基づいて能動型ルー
プフィルタのスイッチの開閉を制御する切換手段を設け
たものである。
【0011】また、請求項2に記載の発明に係る周波数
シンセサイザは、能動型ループフィルタより出力される
誤差電圧をディジタル化するアナログ・ディジタル変換
回路(以下、A/D変換回路という)、ディジタル化さ
れた誤差電圧に応じてアクセスされる記憶手段、および
この記憶手段より読み出されたデータに基づいて能動型
ループフィルタのスイッチの開閉を制御する切換手段を
設けたものである。
【0012】さらに、請求項3に記載の発明に係る周波
数シンセサイザは、能動型ループフィルタより出力され
る誤差電圧を基準電圧と比較する比較手段、およびこの
比較手段からの比較信号を保持し、保持しているデータ
に基づいて能動型ループフィルタのスイッチの開閉を制
御する保持手段を設けたものである。
【0013】
【作用】請求項1および2に記載の発明における切換手
段は、外部より与えられる分周数制御信号、もしくはデ
ィジタル化された誤差電圧に応じてアクセスされる記憶
手段より読み出されたデータに基づいて能動型ループフ
ィルタのスイッチの開閉制御を行うことにより、適切な
開ループ利得を設定して良好な特性が得られる周波数シ
ンセサイザを実現する。
【0014】また、請求項3に記載の発明における保持
手段は、誤差電圧を基準電圧と比較する比較手段からの
比較信号を保持し、保持しているデータに基づいて能動
型ループフィルタのスイッチの開閉制御を行うことによ
り、適切な開ループ利得を設定して良好な特性が得られ
る周波数シンセサイザを実現する。
【0015】
【実施例】実施例1.以下、この発明の一実施例を図に
ついて説明する。図1は請求項1に記載の発明の一実施
例による周波数シンセサイザを示すブロック図である。
図において、1は電圧制御発振器、2は分周器、3は位
相比較器、4は能動型ループフィルタ、5は周波数制御
回路、41はスイッチ、42は抵抗器、43は演算増幅
器、44はフィードバックコンデンサ、45はフィード
バック抵抗器であり、図4に同一符号を付した従来のそ
れらと同一、あるいは相当部分であるため詳細な説明は
省略する。
【0016】また、6は外部の周波数制御回路5より与
えられた分周数制御信号cをシリアル信号からパラレル
信号に変換するシリアル・パラレル変換器(以下、S/
P変換器という)であり、7はこのS/P変換器6にて
パラレル信号に変換された分周数制御信号に応じてアク
セスされる記憶手段としての読み取り専用メモリ(以
下、ROMという)である。8はこのROM7から読み
出されたデータに基づいて能動型ループフィルタ4内の
各スイッチ41の開閉を制御する切換手段としてのデマ
ルチプレクサである。
【0017】次に動作について説明する。外部の周波数
制御回路5より与えられた分周数制御信号cは、分周器
2に入力されるとともに、S/P変換器6にも入力され
てパラレル信号に変換される。このS/P変換器6の出
力はROM7のアドレスバスに接続され、またROM7
のデータバスはデマルチプレクサ8の入力に接続されて
いる。従って、分周数制御信号cにて指定される分周数
に応じたアドレスがROM7にセットされ、そのアドレ
スより読み出されたデータがデマルチプレクサ8に入力
される。デマルチプレクサ8はこのROM7の出力デー
タに対応した出力の1つだけを有意とし、それによって
能動型ループフィルタ4内のスイッチ41の1つがオン
となる。
【0018】ここで、これら各スイッチ41に接続され
た抵抗器42はそれぞれが異なった抵抗値R0 〜R3
有しており、デマルチプレクサ8の制御で閉成されたス
イッチ41に接続されている抵抗器42を介して、位相
比較器3からの交流電圧eを演算増幅器43に入力する
ことで、互いに異なった開ループ利得を設定する。この
ように、分周数に対応したROM7のアドレスに所定の
データを書き込んでおくことにより、分周数に対応して
自動的に開ループ利得を設定することが可能となる。
【0019】実施例2.なお、上記実施例では、分周数
制御信号cがシリアル信号で与えられた場合を説明した
が、パラレル信号で与えるようにしてもよく、その場合
にはS/P変換器6は不要となる。
【0020】実施例3.また、上記実施例1では、分周
数制御信号cに基づいて能動型ループフィルタ4の各ス
イッチ41を制御する場合について述べたが、能動型ル
ープフィルタ4の出力する誤差信号aに基づいて制御す
るようにしてもよい。図2は請求項2に記載したそのよ
うな発明の一実施例による周波数シンセサイザを示すブ
ロック図で、図1と同一の部分には同一符号を付してそ
の説明を省略する。図において、9は能動型ループフィ
ルタ4より出力される誤差電圧aをアナログ信号からデ
ィジタル信号に変換してROM7のアドレスバスに供給
するA/D変換回路である。
【0021】次に動作について説明する。外部の周波数
制御回路5より与えられた分周数制御信号cにて分周器
2の分周数が設定されると、能動型ループフィルタ4よ
り出力される誤差電圧aが変化して、電圧制御発振器1
の発振周波数がその分周数に対応した周波数となる電圧
レベルになる。この電圧レベルはA/D変換回路9によ
って所定のビット数のディジタル値に変換される。A/
D変換回路9の出力はROM7のアドレスバスに接続さ
れており、ROM7はこのディジタル値に対応したアド
レスよりデータが読み出され、デマルチプレクサ8に出
力される。以下、実施例1の場合と同様に、このデマル
チプレクサ8の出力により能動型ループフィルタ4のス
イッチ41のうちの1つをオンさせ、抵抗値がR0 〜R
3 の抵抗器42の1つを演算増幅器43に接続する。
【0022】従って、ROM7に適当なデータを記憶さ
せておくことにより、分周数に応じてスイッチ41のう
ちの1つを選択的にオンさせることが可能となり、自動
的に開ループゲイン利得を設定することができる。ま
た、当該周波数シンセサイザがロックオンした後は、A
/D変換回路9にロックオン信号gを与えてそれをホー
ルド状態とし、誤差電圧aの電圧レベルの微小変動によ
りスイッチ41が切り換わらないように固定し、安定し
た開ループ利得が得られるようにしている。
【0023】実施例4.次に、この発明の実施例4を図
に基づいて説明する。図3は請求項3に記載されたその
ような発明の一実施例による周波数シンセサイザを示す
ブロック図で、図1と同一の部分には同一符号を付して
説明の重複をさけている。図において、10〜13はそ
れぞれ、能動型ループフィルタ4から出力される誤差電
圧aを基準電圧V0 〜V3 と比較して、誤差電圧aの方
が高い場合に出力する比較信号を有意とする比較手段で
あり、14はこの比較手段からの比較信号を保持し、当
該保持データに基づいて能動型ループフィルタ4のスイ
ッチ41の開閉を制御する保持手段としてのラッチ回路
である。
【0024】次に動作について説明する。分周数制御信
号cによって分周器2の分周数が設定されると、実施例
3で説明したように能動型ループフィルタ4より出力さ
れる誤差電圧a変動し、それが比較手段10〜13に入
力される。従って、当該誤差信号aよりも低い基準電圧
0 〜V3 が設定されている比較手段10〜13の出力
する比較信号は有意となり、ラッチ回路14によってそ
の状態が保持され、能動型ループフィルタ4の対応する
スイッチ41がオンとなる。従って、それぞれのスイッ
チ41に接続されている各抵抗器42の抵抗値Ra 〜R
d を以下に示すように設定しておけば、実施例1〜3の
場合と同様の開ループ利得の自動設定を行うことが可能
となる。
【0025】
【数1】
【0026】なお、前記ラッチ回路14は、与えられる
ロックオン信号gがロックオフの時にパルスとなってい
る場合、あるいはロックオフからロックオンとなる時の
パルスによって動作し、ロックオン後は動作時のデータ
を保持して開ループ利得を固定する。
【0027】
【発明の効果】以上のように、請求項1に記載の発明に
よれば、外部より与えられる分周数制御信号に応じてア
クセスされる記憶手段より読み出したデータに基づい
て、能動型ループフィルタのスイッチの開閉を制御する
ように、また、請求項2に記載の発明によれば、ディジ
タル化された誤差電圧に応じてアクセスされる記憶手段
より読み出したデータに基づいて、能動型ループフィル
タのスイッチの開閉を制御するように、さらに、請求項
3に記載の発明によれば、誤差電圧と基準電圧との比較
結果に基づく比較信号を保持し、その保持データに基づ
いて能動型ループフィルタのスイッチの開閉を制御する
ように、それぞれ構成したので、外部の周波数制御回路
から分周数を指定するだけで適切な開ループ利得を設定
することが可能となって、広い周波数範囲において安定
した開ループ利得を有する周波数シンセサイザが得ら
れ、また、制御線も増加することがなく、ディジタルス
イッチのみで制御する周波数シンセサイザへの適用も可
能となるなどの効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施例1による周波数シンセサイザ
を示すブロック図である。
【図2】この発明の実施例3による周波数シンセサイザ
を示すブロック図である。
【図3】この発明の実施例4による周波数シンセサイザ
を示すブロック図である。
【図4】従来の周波数シンセサイザを示すブロック図で
ある。
【符号の説明】
1 電圧制御発振器 2 分周器 3 位相比較器 4 能動型ループフィルタ 7 記憶手段(ROM) 8 切換手段(デマルチプレクサ) 9 A/D変換回路 10〜13 比較手段 14 保持手段(ラッチ回路) 41 スイッチ 42 抵抗器 43 演算増幅器
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成4年6月11日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0025
【補正方法】変更
【補正内容】
【0025】1 (N)をNに応じてR0 ,R1 ,R
2 ,R3 に切換えるとするとRa 〜Rd は以下の式を満
たすように設定すればよい。 a =R0 a //Rb =R1 a //Rb //Rc =R2 a //Rb //Rc //Rd =R3 但し、Ra //Rb はRa とRb の並列和

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 与えられた誤差電圧に応じた周波数で発
    振する電圧制御発振器と、前記電圧制御発振器より出力
    される信号を、与えられた分周数制御信号によって指定
    される分周数で分周する分周器と、前記分周器より出力
    される信号と与えられた基準周波数信号との位相を比較
    して交流信号を生成する位相比較器と、内蔵する演算増
    幅器の入力端子に開ループ利得を決定するための複数の
    抵抗器が接続され、各抵抗器にスイッチを介して前記位
    相比較器からの交流信号を入力することで、当該交流信
    号をろ波して前記電圧制御発振器への誤差電圧を発生す
    る能動型ループフィルタと、前記分周数制御信号に応じ
    てアクセスされる記憶手段と、前記記憶手段より読み出
    されたデータに基づいて前記能動型ループフィルタのス
    イッチの開閉制御を行う切換手段とを備えた周波数シン
    セサイザ。
  2. 【請求項2】 与えられた誤差電圧に応じた周波数で発
    振する電圧制御発振器と、前記電圧制御発振器より出力
    される信号を、与えられた分周数制御信号によって指定
    される分周数で分周する分周器と、前記分周器より出力
    される信号と与えられた基準周波数信号との位相を比較
    して交流信号を生成する位相比較器と、内蔵する演算増
    幅器の入力端子に開ループ利得を決定するための複数の
    抵抗器が接続され、各抵抗器にスイッチを介して前記位
    相比較器からの交流信号を入力することで、当該交流信
    号をろ波して前記電圧制御発振器への誤差電圧を発生す
    る能動型ループフィルタと、前記能動型ループフィルタ
    より出力される誤差電圧をディジタル化するアナログ・
    ディジタル変換回路と、前記アナログ・ディジタル変換
    回路でディジタル化された誤差電圧に応じてアクセスさ
    れる記憶手段と、前記記憶手段より読み出されたデータ
    に基づいて前記能動型ループフィルタのスイッチの開閉
    制御を行う切換手段とを備えた周波数シンセサイザ。
  3. 【請求項3】 与えられた誤差電圧に応じた周波数で発
    振する電圧制御発振器と、前記電圧制御発振器より出力
    される信号を、与えられた分周数制御信号によって指定
    される分周数で分周する分周器と、前記分周器より出力
    される信号と与えられた基準周波数信号との位相を比較
    して交流信号を生成する位相比較器と、内蔵する演算増
    幅器の入力端子に開ループ利得を決定するための複数の
    抵抗器が接続され、各抵抗器にスイッチを介して前記位
    相比較器からの交流信号を入力することで、当該交流信
    号をろ波して前記電圧制御発振器への誤差電圧を発生す
    る能動型ループフィルタと、前記能動型ループフィルタ
    より出力される誤差電圧を基準電圧と比較する比較手段
    と、前記比較手段からの比較信号を保持し、当該保持デ
    ータに基づいて前記能動型ループフィルタのスイッチの
    開閉制御を行う保持手段とを備えた周波数シンセサイ
    ザ。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009296571A (ja) * 2008-06-08 2009-12-17 Advantest Corp 発振器および位相同期回路のループ帯域補正方法

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0292035A (ja) * 1988-09-28 1990-03-30 Kenwood Corp 拡散スペクトル受信機における遅延ロックループ回路
JPH0371721A (ja) * 1989-08-11 1991-03-27 Nec Eng Ltd 位相同期回路

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