JPH05259904A - Frequency synthesizer - Google Patents

Frequency synthesizer

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Publication number
JPH05259904A
JPH05259904A JP4014926A JP1492692A JPH05259904A JP H05259904 A JPH05259904 A JP H05259904A JP 4014926 A JP4014926 A JP 4014926A JP 1492692 A JP1492692 A JP 1492692A JP H05259904 A JPH05259904 A JP H05259904A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
phase
frequency
phase error
vco
output
Prior art date
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Pending
Application number
JP4014926A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Makoto Tsurumaru
誠 鶴丸
Yasushi Ozaki
靖 尾崎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
Priority to JP4014926A priority Critical patent/JPH05259904A/en
Publication of JPH05259904A publication Critical patent/JPH05259904A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To improve the phase lock-in characteristic and to increase the phase lock-in speed by eliminating the higher harmonic of the input voltage of a voltage control oscillator VCO and storing the phase error signal data for each specific frequency. CONSTITUTION:The oscillation output frequency of a VCO 21 is kept in a variable range equal to one channel of the input voltage of the VCO 21 when the VCO 21 is started. Then the input voltage gradually approximate to a point closest to the oscillation frequency in the variable range for a single period T. When the period T is over, the period T is equal to 2T with a phase error signal 104 kept at 0. Then the input voltage range of the VCO 21 is equal to 1/2 channel and the input voltage of the VCO 21 gradually approximate to a point closest to the oscillation output frequency with double accuracy compared with the level of the period T. Therefore the oscillation output signal 108 of the VCO 21 is stabilized and the phase error data is stored in an error data table RAM 24. This error data is referred to in the next frequency setting state and the phase lock-in time can be shortened.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は周波数シンセサイザに関
し、特に、位相同期系を介して制御される電圧制御発振
器の出力周波数を利用する周波数シンセサイザに関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a frequency synthesizer, and more particularly to a frequency synthesizer that utilizes the output frequency of a voltage controlled oscillator controlled via a phase locked system.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の周波数シンセサイザは、図6にブ
ロック図が示されるように、基準信号発生器1と、位相
比較器34と、低域フィルタ35と、VCO(電圧制御
発振器)21と、スイッチ22と、プログラマブル・カ
ウンタ36と、CPU27とを備えて形成される位相同
期系として構成されており、VCO21の発振出力信号
は、CPU27により制御されるプログラマブル・カウ
ンタ36に入力されて分周され、位相比較器34に入力
されて、基準信号発生器1より出力される基準信号10
1と位相比較され、両信号の位相比較を介して位相比較
器34より出力される位相検波出力信号は、低域フィル
タ35において積分され、前記両信号の位相差に対応す
る位相誤差信号がVCO21に入力されて、VCO21
より出力される発振出力信号の周波数安定度が、規定値
に保持されている。この場合、プログラム・カウンタ3
6における分周値は、CPU27により制御されてお
り、従って、VCO21の発振出力信号の周波数は、こ
の制御作用を介して所望の周波数値に設定される。そし
て、VCO21の発振出力信号は、CPU27によりオ
ン・オフを制御されるスイッチ22を経由して外部に出
力される。
2. Description of the Related Art A conventional frequency synthesizer has a reference signal generator 1, a phase comparator 34, a low-pass filter 35, a VCO (voltage controlled oscillator) 21, and a block diagram shown in FIG. It is configured as a phase-locked system including a switch 22, a programmable counter 36, and a CPU 27, and the oscillation output signal of the VCO 21 is input to the programmable counter 36 controlled by the CPU 27 and divided. , The reference signal 10 input to the phase comparator 34 and output from the reference signal generator 1.
The phase detection output signal that is phase-compared with 1 and is output from the phase comparator 34 through the phase comparison of both signals is integrated in the low-pass filter 35, and the phase error signal corresponding to the phase difference between the both signals is VCO 21. Input to VCO21
The frequency stability of the oscillating output signal output from the output is maintained at a specified value. In this case, program counter 3
The frequency division value in 6 is controlled by the CPU 27, so the frequency of the oscillation output signal of the VCO 21 is set to a desired frequency value via this control action. Then, the oscillation output signal of the VCO 21 is output to the outside via the switch 22 whose on / off is controlled by the CPU 27.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】上述した従来の周波数
シンセサイザにおいては、出力される信号の周波数切替
時間は、ループ内の低域フィルタ35の時定数よりも短
かくすることは不可能であり、一般に、数十msec〜
数sec程度と可成遅く、この周波数切替時間を速くし
ようとすると、逆にVCO21の発振出力信号の周波数
安定度が劣化する。この周波数切替時間とVCO21の
発振出力信号の周波数安定度との間には強い相関関係が
あり、高調波成分等を除去して安定した出力信号を得る
ために、低域フィルタ35の帯域幅を狭くすると、時定
数が大きくなり周波数の切替時間が遅くなるという欠点
がある。
In the above-mentioned conventional frequency synthesizer, the frequency switching time of the output signal cannot be shorter than the time constant of the low pass filter 35 in the loop. Generally, several tens of msec
If the frequency switching time is shortened, the frequency stability of the oscillation output signal of the VCO 21 deteriorates. There is a strong correlation between this frequency switching time and the frequency stability of the oscillation output signal of the VCO 21, and the bandwidth of the low-pass filter 35 is set in order to remove harmonic components and obtain a stable output signal. If it is narrowed, there is a drawback that the time constant becomes large and the frequency switching time is delayed.

【0004】また、図6に示される位相同期系における
周波数引込み特性を改善する方法としては、引込み時
においてのみ時定数を下げる方法、引込み時において
のみループ利得を上げる方法、位相比較周波数を切替
えて、実効的にループ利得を切替える方法、分周比の
切替時に、D/A変換器により、希望出力周波数に対応
する直流電圧をVCO入力電圧に重畳して、VCO出力
周波数をできる限り希望周波数に近づけ、その後その差
周波数だけを引込ませる方法等がある。しかしながら、
上記の、およびの方法では、位相比較特性が周期
性を有しているために、引込時に一時的に逆極性の位相
誤差信号が出力され、引込み動作が劣化するという欠点
があり、またの方法では、VCO21の周波数ドリフ
ト等により正確な特性把握ができない場合には、余り引
込み時間における改善が見られないという欠点がある。
Further, as a method of improving the frequency pull-in characteristic in the phase locked system shown in FIG. 6, a method of decreasing the time constant only at the time of pulling in, a method of increasing the loop gain only at the time of pulling in, and switching the phase comparison frequency. , The method of effectively switching the loop gain, and the D / A converter superimposes the DC voltage corresponding to the desired output frequency on the VCO input voltage at the time of switching the division ratio to make the VCO output frequency as much as possible. There is a method of bringing them closer to each other and then pulling in only the difference frequency. However,
The above methods (1) and (2) have the disadvantage that the phase comparison characteristic has a periodicity, so that a phase error signal of opposite polarity is temporarily output during pulling in, and the pulling operation deteriorates. However, if the characteristics cannot be accurately grasped due to the frequency drift of the VCO 21 or the like, there is a drawback that the pull-in time is not improved much.

【0005】即ち、何れの方法においても、位相比較器
34より出力される位相誤差信号には高調波成分が含ま
れているために、高速引込み特性と周波数安定性に対し
て根本的な解決方法とはならないという欠点がある。
That is, in either method, since the phase error signal output from the phase comparator 34 contains harmonic components, a fundamental solution to the high-speed pull-in characteristic and frequency stability. There is a drawback that is not.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明の周波数シンセサ
イザは、所定の基準周波数発生手段より出力される基準
周波数信号に対応して形成される位相同期系を含む周波
数シンセサイザにおいて、前記基準周波数信号をカウン
トして生成される基準位相成分と、前記位相同期系に含
まれる電圧制御発振器の発振出力周波数をカウントして
生成される帰還位相成分とを、所定のディジタル演算処
理を介して、前記両位相成分に対応する位相誤差成分を
検出して出力する位相誤差検出手段と、前記位相誤差検
出手段における位相誤差成分が零であることを検出する
零位相誤差検出手段と、前記零位相誤差検出手段より出
力される位相誤差成分が零であることを示す検出信号を
介して、前記帰還位相成分の周期を制御調整する帰還位
相制御手段と、 前記零位相誤差検出手段より出力され
る位相誤差成分が零であることを示す検出信号を介し
て、前記位相同期系における位相誤差成分の増幅利得を
制御調整する利得制御手段と、前記帰還位相制御手段な
らびに前記利得制御手段により得られた複数の特定周波
数に対応する位相誤差信号データを、それぞれ個別に格
納しておく学習記憶手段とを備え、次回における周波数
設定時に、当該特定周波数の学習データを参照して、周
波数引込み時間を短縮することを特徴としている。
A frequency synthesizer of the present invention is a frequency synthesizer including a phase-locked system formed corresponding to a reference frequency signal output from a predetermined reference frequency generating means, wherein the reference frequency signal is The reference phase component generated by counting and the feedback phase component generated by counting the oscillation output frequency of the voltage controlled oscillator included in the phase-locked system are passed through a predetermined digital arithmetic process, Phase error detecting means for detecting and outputting a phase error component corresponding to the component, zero phase error detecting means for detecting that the phase error component in the phase error detecting means is zero, and zero phase error detecting means Feedback phase control means for controlling and adjusting the cycle of the feedback phase component via a detection signal indicating that the output phase error component is zero; Gain control means for controlling and adjusting the amplification gain of the phase error component in the phase synchronization system via a detection signal indicating that the phase error component output from the zero phase error detection means is zero, and the feedback phase control. Means and a learning storage means for individually storing the phase error signal data corresponding to the plurality of specific frequencies obtained by the gain control means, and when the frequency is set next time, the learning data of the specific frequency is provided. It is characterized by shortening the frequency pull-in time with reference.

【0007】[0007]

【実施例】次に、本発明について図面を参照して説明す
る。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Next, the present invention will be described with reference to the drawings.

【0008】図1は本発明の第1の実施例を示すブロッ
ク図である。図1に示されるように、本実施例は、基準
信号発生器1およびバイナリカウンタ2を含む基準位相
発生回路3と、コンペアレジスタ4と、基準周波数カウ
ント用シフトレジスタ5と、位相比較器6と、零位相誤
差検出回路7と、ワンショット・パルス回路8と、アン
プ9、10、16および18と、加算器11および17
と、ε設定レジスタ(位相誤差設定レジスタ)12と、
プログラマブル・ディバイダ13と、バイナリカウンタ
14と、D/A変換器15および19と、基底データレ
ジスタ20と、VCO21と、基底データ・テーブルR
OM23と、誤差データ・テーブルRAM24と、NO
R回路25および26と、CPU27とを備えて構成さ
れる。
FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, this embodiment includes a reference phase generation circuit 3 including a reference signal generator 1 and a binary counter 2, a compare register 4, a reference frequency counting shift register 5, and a phase comparator 6. , Zero-phase error detection circuit 7, one-shot pulse circuit 8, amplifiers 9, 10, 16 and 18, and adders 11 and 17
And ε setting register (phase error setting register) 12,
Programmable divider 13, binary counter 14, D / A converters 15 and 19, base data register 20, VCO 21, base data table R
OM23, error data table RAM24, NO
The R circuits 25 and 26 and the CPU 27 are provided.

【0009】図1において、基準信号発生器1およびバ
イナリカウンタ2を含む基準位相発生回路3より出力さ
れる基準位相信号102は、基準信号発生器1より出力
される基準信号101の基準周波数fr に対応して、T
s /fr ごとに変化してゆく。VCO21の発振出力信
号108は、バイナリカウンタ14においてカウントさ
れ、その出力信号110はプログラマブル・ディバイダ
13に入力されて、基準位相信号102のディメンジョ
ンに合わせるためにM分周される。ここにおいて、VC
O21の発振周波数をfn とし、N=0、1、2、3、
……として、M=(fn /fr )*2N である。プログ
ラマブル・ディバイダ13においてM分周された分周信
号111は、位相比較器6に入力される。位相比較器6
においては、基準位相信号102とプログラマブル・デ
ィバイダ13においてM分周された分周信号111との
位相比較が演算処理を介して行われて、位相誤差信号1
04が出力される。この位相誤差信号104は、アンプ
9および10において増幅され、加算器11に入力され
て、ε設定レジスタ12より出力される位相誤差設定信
号105の値と加算される。加算器11の加算出力信号
106はD/A変換器15においてアナログ信号に変換
され、アンプ16により増幅されて加算器17に入力さ
れる。
In FIG. 1, a reference phase signal 102 output from a reference phase generator circuit 3 including a reference signal generator 1 and a binary counter 2 is a reference frequency f r of a reference signal 101 output from the reference signal generator 1. Corresponding to
slide into change for each s / f r. The oscillation output signal 108 of the VCO 21 is counted by the binary counter 14, and its output signal 110 is input to the programmable divider 13 and divided by M to match the dimension of the reference phase signal 102. Where VC
The oscillation frequency of O21 is f n, and N = 0, 1, 2, 3,
.., M = (f n / f r ) * 2 N. The frequency-divided signal 111 divided by M in the programmable divider 13 is input to the phase comparator 6. Phase comparator 6
, The phase comparison between the reference phase signal 102 and the frequency-divided signal 111 divided by M in the programmable divider 13 is performed through arithmetic processing, and the phase error signal 1
04 is output. The phase error signal 104 is amplified by the amplifiers 9 and 10, is input to the adder 11, and is added to the value of the phase error setting signal 105 output from the ε setting register 12. The addition output signal 106 of the adder 11 is converted into an analog signal in the D / A converter 15, amplified by the amplifier 16, and input to the adder 17.

【0010】一方、CPU27により、予め基底データ
・テーブルROM23に設定されている指定周波数チャ
ネルに対応するデータ信号114が、基底データ・レジ
スタ20に転送され、基底データ・レジスタ20を介し
てD/A変換器19によりアナログ信号に変換され、ア
ンプ18により増幅されて加算器17に入力される。加
算器17においては、上記のアンプ16より出力される
信号と加算され、その加算出力信号107はVCO21
に入力される。
On the other hand, the CPU 27 transfers the data signal 114 corresponding to the designated frequency channel preset in the base data table ROM 23 to the base data register 20 and the D / A via the base data register 20. It is converted into an analog signal by the converter 19, amplified by the amplifier 18, and input to the adder 17. In the adder 17, the signal output from the amplifier 16 is added, and the added output signal 107 is added to the VCO 21.
Entered in.

【0011】今、基準位相信号102の位相成分をφr
(t)、プログラマブル・ディバイダ13より出力され
るM分周された分周信号111の位相成分をψ(t)、
位相比較器6より出力される位相誤差信号104の位相
誤差成分をε(t)(φ(t)−ψ(t))、アンプ9
および10の利得をそれぞれG4 およびG3 、ε設定レ
ジスタ12より出力される位相誤差設定信号105の値
をd1 (t)とすると、加算器11より出力される加算
出力信号106の値d2 (t)は、次式により与えられ
る。
Now, the phase component of the reference phase signal 102 is φ r
(T), the phase component of the M divided signal 111 output from the programmable divider 13 is ψ (t),
The phase error component of the phase error signal 104 output from the phase comparator 6 is represented by ε (t) (φ (t) −φ (t)) and the amplifier 9
When the gains of 10 and 10 are G 4 and G 3 , respectively, and the value of the phase error setting signal 105 output from the ε setting register 12 is d 1 (t), the value d of the addition output signal 106 output from the adder 11 is d. 2 (t) is given by the following equation.

【0012】 d2 (t)=d1 (t)+G3 ・G4 ・ε(t) =d2 (t−1)+G3 ・G4 ・ε(t)……………(1) この加算値d2 (t)は、アンプ16の利得G2 とする
と、G2 ・d2 (t)のアナログ信号として、加算器1
7に入力されるが、前述の基底データ・テーブルROM
23に設定されているデータ値をdch(t)、アンプ1
6および18の利得をそれぞれG2 およびG1 とする
と、加算器17による加算出力信号107の加算値d3
(t)は、次式にて与えられる。
D 2 (t) = d 1 (t) + G 3 · G 4 · ε (t) = d 2 (t−1) + G 3 · G 4 · ε (t) ………… (1) This added value d 2 (t) is an analog signal of G 2 · d 2 (t), where the gain of the amplifier 16 is G 2.
7 is input to the base data table ROM described above.
The data value set in 23 is d ch (t), and the amplifier 1
When the gains of 6 and 18 are G 2 and G 1 , respectively, the addition value d 3 of the addition output signal 107 by the adder 17 is
(T) is given by the following equation.

【0013】 d3 (t)=G1 ・dch(t)+G2 ・d2 (t)…………………(2) ここで、位相成分φr (t)およびψ(t)は、基準周
波数カウント用シフトレジスタ5において設定される値
Nを2πラジアンとする周期関数である。これは、基準
周波数カウント用シフトレジスタ5の値Nと、バイナリ
カウンタ2の値φ(t)とが合致した時に、バイナリカ
ウンタ2とバイナリカウンタ14とがリセットされるか
らである。また、この基準周波数カウント用シフトレジ
スタ5の値Nは、位相誤差信号104の値ε(t)の状
態により変化する。即ちε(t)の値については、零位
相誤差検出回路7において1/fr 時間ごとにε(t)
=0の状態をモニタしており、ε(t)=0で、φ
(t)=Nの時に、ワンショット・パルス回路8の出力
が容認され、基準周波数カウント用シフトレジスタ5に
おいてシフトが行われて、その値Nが2倍に増大する。
この動作は、図2(a)および(b)に示されるタイミ
ング図に見られるとうりであり、φ(t)(図2(a)
参照)の周期が位相誤差信号104により0であれば2
倍、0でなければ変化しないことが分かる。この周期は
VCO21から出力される発振出力信号108の周波数
測定精度に関係しており、周期の増大に伴ない発振出力
信号108の周波数測定精度は向上する。このことは、
1周期内においても同様の関係があり、時間とともに基
準周波数の測定制度が上昇する。そのための補正はアン
プ9および10において行われている。アンプ9は1周
期内の補正用として機能しており、バイナリカウンタ2
のカウント値の増加に従って、その増幅率を下げてゆ
く。また、アンプ10も、周期単位の補正用として作用
し、基準周波数カウンタ用シフトレジスタ5のカウント
値の増加に伴ない、その増幅率を下げてゆく。
D 3 (t) = G 1 · d ch (t) + G 2 · d 2 (t) (2) where the phase components φ r (t) and ψ (t) Is a periodic function in which the value N set in the reference frequency counting shift register 5 is 2π radians. This is because the binary counter 2 and the binary counter 14 are reset when the value N of the reference frequency counting shift register 5 and the value φ (t) of the binary counter 2 match. The value N of the reference frequency counting shift register 5 changes depending on the state of the value ε (t) of the phase error signal 104. That is, the value of ε (t) is calculated by the zero-phase error detection circuit 7 at every 1 / fr time.
The state of = 0 is monitored, and when ε (t) = 0, φ
When (t) = N, the output of the one-shot pulse circuit 8 is accepted, the shift is performed in the reference frequency counting shift register 5, and the value N is doubled.
This behavior is as seen in the timing diagrams shown in FIGS. 2 (a) and 2 (b), where φ (t) (FIG. 2 (a)
2) if the period of the reference) is 0 according to the phase error signal 104,
It can be seen that it does not change unless doubled or 0. This cycle is related to the frequency measurement accuracy of the oscillation output signal 108 output from the VCO 21, and the frequency measurement accuracy of the oscillation output signal 108 improves as the cycle increases. This is
There is a similar relationship within one cycle, and the measurement accuracy of the reference frequency rises with time. The correction for that is performed in the amplifiers 9 and 10. The amplifier 9 functions for correction within one cycle, and the binary counter 2
As the count value of increases, its amplification rate decreases. Further, the amplifier 10 also acts as a correction for each cycle, and as the count value of the reference frequency counter shift register 5 increases, the amplification rate thereof decreases.

【0014】位相誤差信号104の位相誤差成分ε
(t)は、前述の(1)式に示されるとうり、アンプ9
および10と、加算器11を介して、加算器11より出
力される加算出力信号106の値d2 (t)として次式
として出力されている。
The phase error component ε of the phase error signal 104
(T) is expressed by the above-mentioned equation (1).
And 10 and a value d 2 (t) of the addition output signal 106 output from the adder 11 via the adder 11 as the following equation.

【0015】 d2 (t)=d1 (t)+G3 ・G4 ・ε(t) 位相誤差信号104の位相誤差成分ε(t)は、初期設
定といて誤差データ・テーブルRAM24から指定周波
数チャネルに対応するデータが、CPU27により設定
されるが、それ以降においては、1/fr 時間ごとに上
式のd2 (t)により更新されてゆく。そして、所望す
るVCO21の発振出力信号108の周波数測定精度が
得られた時点において、位相誤差設定レジスタ12の値
を更新データとして、誤差データ・テーブルRAM24
の内容を書換える操作がCPU27により行われる。な
お、D/A変換器19における分解能の問題が関わるた
め、ワンショット・パルス回路8においては、スタート
してから指定数分のパルスが送出された後に出力は禁止
される。
D 2 (t) = d 1 (t) + G 3 · G 4 · ε (t) The phase error component ε (t) of the phase error signal 104 is set as a specified frequency from the error data table RAM 24 for initial setting. The data corresponding to the channel is set by the CPU 27, but after that, it is updated by d 2 (t) in the above equation every 1 / fr time. Then, when the desired frequency measurement accuracy of the oscillation output signal 108 of the VCO 21 is obtained, the value of the phase error setting register 12 is used as update data and the error data table RAM 24 is used.
The CPU 27 performs an operation of rewriting the contents of the above. Since the resolution problem in the D / A converter 19 is involved, the one-shot pulse circuit 8 is prohibited from outputting after the designated number of pulses have been transmitted after the start.

【0016】図3(a)および(b)には、それぞれ基
底データ・テーブルROM23および誤差データ・テー
ブルRAM24の内容が示されている。図(a)には、
チャネルごとに基底データが書込まれており、また、図
(b)には、チャネルごとに位相誤差データε(t)が
書込まれている。この二つのデータの関係は、基底デー
タが粗調データで、εデータが微調データであるという
関係にある。このことを、具体的に図4を参照して説明
する。図4は、εデータが0でVCO21の指定周波数
をfn1に設定したい場合に、当該周波数が設定されるV
CO21の入力電圧の変動範囲がどのようになるかを示
したもので、基底データdchは、εデータが0の場合に
おいても、指定周波数を中心とする1チャネル分の帯域
の1/2に入るように設定してあるものとしている。
FIGS. 3A and 3B show the contents of the base data table ROM 23 and the error data table RAM 24, respectively. In Figure (a),
Base data is written for each channel, and phase error data ε (t) is written for each channel in FIG. The relationship between these two data is that the base data is coarse adjustment data and the ε data is fine adjustment data. This will be specifically described with reference to FIG. FIG. 4 shows that when the ε data is 0 and the designated frequency of the VCO 21 is desired to be set to f n1 , the frequency is set to V n.
It shows how the fluctuation range of the input voltage of the CO 21 becomes, and the base data d ch is ½ of the band for one channel centered on the specified frequency even when the ε data is 0. It is supposed to be set to enter.

【0017】スタート時におけるVCO21の発振出力
周波数fn は、VCO21に対する入力電圧〔d
3 (t)〕の可変範囲は、G1 ・dchn を中心とした1
チャネル分の範囲になっている。そして1周期(=T)
の間に可変範囲の中でfn1に最も近いところに入力電圧
が漸近してゆく。そして1周期の終了した時点において
ε=0の場合に1周期=2Tとなり、VCO21の入力
電圧範囲は1チャネル分の1/2となって、その中で1
周期=Tの場合に比較して2倍の精度で、fn1に一番近
いところにVCO21に対する入力電圧が漸近してゆ
く。以下、このような動作が繰返して行われて、VCO
21に対する入力電圧、即ち、加算器17より出力され
る加算出力信号107の値d3 (t)は、最終的に次式
のようになる。
The oscillation output frequency f n of the VCO 21 at the time of start is the input voltage [d
The variable range of 3 (t)] is 1 centered on G 1 · d chn
It is within the channel range. And one cycle (= T)
During this period, the input voltage gradually approaches the position closest to f n1 in the variable range. Then, when ε = 0 at the end of one cycle, one cycle = 2T, and the input voltage range of the VCO 21 becomes 1/2 of one channel.
The input voltage to the VCO 21 gradually approaches the position closest to f n1 with double accuracy as compared with the case of the cycle = T. Thereafter, such an operation is repeatedly performed, and the VCO
The input voltage to 21, that is, the value d 3 (t) of the addition output signal 107 output from the adder 17 finally becomes the following expression.

【0018】 d3 (t)=G1 ・dch(t)+G2 ・{d(t)+G3 ・G4 ・ε(t)} =G1 ・dch(t)+G2 ・d(t) =G1 ・dch(t)+G2 ・dεn 従って、VCO21の発振出力信号108の発振出力周
波数はfn1において安定し、dεn は、誤差データ・テ
ーブルRAM24に格納される。
D 3 (t) = G 1 · d ch (t) + G 2 · {d (t) + G 3 · G 4 · ε (t)} = G 1 · d ch (t) + G 2 · d ( t) = G 1 · d ch (t) + G 2 · dε n Therefore, the oscillation output frequency of the oscillation output signal 108 of the VCO 21 stabilizes at f n1 , and dε n is stored in the error data table RAM 24.

【0019】スイッチ22は、周波数が安定する時点に
至るまでは、VCO21の発振出力信号108を外部に
送出しないように作用する。
The switch 22 acts so as not to send the oscillation output signal 108 of the VCO 21 to the outside until the time when the frequency becomes stable.

【0020】次に、図6は、本発明の第2の実施例を示
すブロック図である。図6に示されるように、本実施例
は、基準信号発生器1およびバイナリカウンタ2を含む
基準位相発生回路3と、コンペアレジスタ4と、位相比
較器6と、零位相誤差検出回路7と、ワンショット・パ
ルス回路8と、アンプ9、10、16および18と、加
算器11および17と、位相誤差設定レジスタ12と、
プログラマブル・ディバイダ13と、バイナリカウンタ
14と、D/A変換器15および19と、基底データレ
ジスタ20と、VCO21と、基底データ・テーブルR
OM23と、誤差データ・テーブルRAM24と、NO
R回路25および26と、CPU27と、データ設定レ
ジスタ28と、このデータ設定レジスタ28に対応する
基準周波数カウント用レジスタ33と、データ設定レジ
スタ30と、このデータ設定レジスタ30に対応する利
得制御用レジスタ29と、データ設定レジスタ32と、
このデータ設定レジスタに対応するディバイド・データ
用レジスタ31とを備えて構成される。
Next, FIG. 6 is a block diagram showing a second embodiment of the present invention. As shown in FIG. 6, in this embodiment, a reference phase generation circuit 3 including a reference signal generator 1 and a binary counter 2, a compare register 4, a phase comparator 6, a zero phase error detection circuit 7, A one-shot pulse circuit 8, amplifiers 9, 10, 16 and 18, adders 11 and 17, a phase error setting register 12,
Programmable divider 13, binary counter 14, D / A converters 15 and 19, base data register 20, VCO 21, base data table R
OM23, error data table RAM24, NO
R circuits 25 and 26, CPU 27, data setting register 28, reference frequency count register 33 corresponding to this data setting register 28, data setting register 30, and gain control register corresponding to this data setting register 30. 29, a data setting register 32,
A divider data register 31 corresponding to this data setting register is provided.

【0021】本実施例の第1の実施例との相違点は、C
PU27によるデータ設定に対応して、データ設定レジ
スタ28およびデータ設定レジスタ28に対応する基準
周波数カウント用レジスタ33と、データ設定レジスタ
30およびデータ設定レジスタ30に対応する利得制御
用レジスタ29と、データ設定用レジスタ32およびデ
ータ設定用レジスタ32に対応するディバイド・データ
用レジスタ31が付加されていることであり、これによ
り、1周期の長さとアンプ10および18の利得とが、
CPU27により任意に設定することが可能となり、第
1の実施例に対比して、VCO21の発振周波数精度を
より向上させることができるという利点がある。
The difference between this embodiment and the first embodiment is C
Corresponding to the data setting by the PU 27, the data setting register 28 and the reference frequency counting register 33 corresponding to the data setting register 28, the data setting register 30 and the gain control register 29 corresponding to the data setting register 30, and the data setting The divide data register 31 corresponding to the data register 32 and the data setting register 32 is added, whereby the length of one cycle and the gains of the amplifiers 10 and 18 are
It can be arbitrarily set by the CPU 27, and has an advantage that the oscillation frequency accuracy of the VCO 21 can be further improved as compared with the first embodiment.

【0022】[0022]

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、VCO
に対する入力電圧としては、不要な高調波が除去されて
おり、従って低域フィルタの挿入を必要とせず、位相同
期系における位相引込み特性が大幅に改善されるという
効果があり、また、特定の周波数ごとに位相誤差信号デ
ータを格納する学習機能が備えられているために、次回
における周波数設定時に、当該値を採用することにより
VCOの入力電圧範囲を当初より絞ることが可能とな
り、更に位相引込み特性が高速化されるという効果があ
る。
As described above, according to the present invention, the VCO
For the input voltage to, the unnecessary harmonics are removed, so there is no need to insert a low-pass filter, and there is the effect that the phase pull-in characteristic in the phase-locked system is greatly improved. Since the learning function of storing the phase error signal data for each is provided, it becomes possible to narrow the input voltage range of the VCO from the beginning by adopting the value when the frequency is set next time. Has the effect of being speeded up.

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

【図1】本発明の第1の実施例を示すブロック図であ
る。
FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment of the present invention.

【図2】第1の実施例における基準位相信号の位相を示
す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a phase of a reference phase signal in the first embodiment.

【図3】第1の実施例における基底データ・テーブルR
OMおよび誤差データ・テープルの内容を示す図であ
る。
FIG. 3 is a base data table R in the first embodiment.
It is a figure which shows the content of OM and an error data table.

【図4】第1の実施例におけるVCO入力電圧とVCO
発振出力周波数の関係を示す図である。
FIG. 4 is a VCO input voltage and VCO in the first embodiment.
It is a figure which shows the relationship of an oscillation output frequency.

【図5】本発明の第2の実施例を示すブロック図であ
る。
FIG. 5 is a block diagram showing a second embodiment of the present invention.

【図6】従来例を示すブロック図である。FIG. 6 is a block diagram showing a conventional example.

【符号の説明】 1 基準信号発生器 2、14 バイナリカウンタ 3 基準位相発生回路 4 コンペアレジスタ 5 基準周波数カウンタ用シフトレジスタ 6、34 位相比較器 7 位相誤差検出回路 8 ワンショット・パルス発生回路 9、10、16、18 アンプ 11、17 加算器 12 ε設定レジスタ 13 プログラマブル・ディバイダ 15、19 A/D変換器 20 基底データ・レジスタ 21 VCO 22 スイッチ 23 基底データ・テーブルROM 24 誤差データ・テーブルRAM 25、26 NOR回路 27 CPU 28、30、32 データ設定レジスタ 29 利得設定レジスタ 31 ディバイド・データ用レジスタ 33 基準周波数カウント用レジスタ 35 低域フィルタ 36 プログラマブル・カウンタ[Description of Reference Signs] 1 reference signal generator 2, 14 binary counter 3 reference phase generation circuit 4 compare register 5 reference frequency counter shift register 6, 34 phase comparator 7 phase error detection circuit 8 one-shot pulse generation circuit 9, 10, 16, 18 Amplifier 11, 17 Adder 12 ε setting register 13 Programmable divider 15, 19 A / D converter 20 Base data register 21 VCO 22 Switch 23 Base data table ROM 24 Error data table RAM 25, 26 NOR circuit 27 CPU 28, 30, 32 Data setting register 29 Gain setting register 31 Divide data register 33 Reference frequency count register 35 Low-pass filter 36 Programmable counter

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 9182−5J H03L 7/10 A ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 5 Identification code Office reference number FI technical display location 9182-5J H03L 7/10 A

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 所定の基準周波数発生手段より出力され
る基準周波数信号に対応して形成される位相同期系を含
む周波数シンセサイザにおいて、 前記基準周波数信号をカウントして生成される基準位相
成分と、前記位相同期系に含まれる電圧制御発振器の発
振出力周波数をカウントして生成される帰還位相成分と
を、所定のディジタル演算処理を介して、前記両位相成
分に対応する位相誤差成分を検出して出力する位相誤差
検出手段と、 前記位相誤差検出手段における位相誤差成分が零である
ことを検出する零位相誤差検出手段と、 前記零位相誤差検出手段より出力される位相誤差成分が
零であることを示す検出信号を介して、前記帰還位相成
分の周期を制御調整する帰還位相制御手段と、 前記零位相誤差検出手段より出力される位相誤差成分が
零であることを示す検出信号を介して、前記位相同期系
における位相誤差成分の増幅利得を制御調整する利得制
御手段と、 前記帰還位相制御手段ならびに前記利得制御手段により
得られた複数の特定周波数に対応する位相誤差信号デー
タを、それぞれ個別に格納しておく学習記憶手段と、 を備え、次回における周波数設定時に、当該特定周波数
の学習データを参照して、周波数引込み時間を短縮する
ことを特徴とする周波数シンセサイザ。
1. A frequency synthesizer including a phase synchronization system formed corresponding to a reference frequency signal output from a predetermined reference frequency generating means, and a reference phase component generated by counting the reference frequency signal, The feedback phase component generated by counting the oscillation output frequency of the voltage-controlled oscillator included in the phase-locked system is detected through the predetermined digital arithmetic processing to detect the phase error component corresponding to the both phase components. Phase error detecting means for outputting, zero phase error detecting means for detecting that the phase error component in the phase error detecting means is zero, and phase error component output by the zero phase error detecting means being zero Feedback phase control means for controlling and adjusting the cycle of the feedback phase component, and a phase error output from the zero phase error detection means via a detection signal indicating A gain control means for controlling and adjusting the amplification gain of the phase error component in the phase synchronization system via a detection signal indicating that the minute is zero, the feedback phase control means, and a plurality of gain control means obtained by the gain control means. Learning storage means for individually storing phase error signal data corresponding to a specific frequency, and shortening the frequency pull-in time by referring to the learning data of the specific frequency when setting the frequency next time. A frequency synthesizer featuring.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0823274A (en) * 1994-07-08 1996-01-23 Nec Corp Pll frequency synthesizer
CN115001458A (en) * 2022-07-19 2022-09-02 新风光电子科技股份有限公司 Orthogonal photoelectric encoder pulse signal random frequency multiplication control method

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