JPH0575453A - Pll synthesizer - Google Patents

Pll synthesizer

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Publication number
JPH0575453A
JPH0575453A JP3233274A JP23327491A JPH0575453A JP H0575453 A JPH0575453 A JP H0575453A JP 3233274 A JP3233274 A JP 3233274A JP 23327491 A JP23327491 A JP 23327491A JP H0575453 A JPH0575453 A JP H0575453A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
frequency
output
input
reference oscillator
oscillator
Prior art date
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Pending
Application number
JP3233274A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takeshi Egami
剛 江上
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.)
Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Sanyo Electric Co Ltd filed Critical Sanyo Electric Co Ltd
Priority to JP3233274A priority Critical patent/JPH0575453A/en
Publication of JPH0575453A publication Critical patent/JPH0575453A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To provide the PLL synthesizer applied suitably to the digital portable telephone system by setting a frequency step small and setting a comparison frequency high. CONSTITUTION:An output of a frequency divider 3 and an output of a 2nd reference oscillator 7 are inputted to a 1st frequency converter 8, which converts a frequency of the output of the frequency divider into a higher frequency than that of the frequency divider 3. Furthermore, an output of a 1st reference oscillator 5 and an output of a 2nd reference oscillator 7 are given to a 2nd frequency converter 6, which converts the frequency of the 1st reference oscillator into a higher frequency than that, and outputs from the 1st and 2nd frequency converters 8, 6 are inputted to a controlled voltage generator 2, and the frequency is compared at a higher frequency than the output frequency of the 1st reference oscillator 5 to reduce a lock-up time. Thus, the PLL synthesizer which requires a high speed lock-up time is obtained by setting the comparison frequency of the PLL synthesizer to a high frequency independently of the frequency step.

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、たとえばデジタル方式
携帯電話システム等のような、周波数ステップが小さく
高速なロックアップタイムを必要とするシステムに用い
られるPLLシンセサイザ装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a PLL synthesizer device used in a system requiring a fast lockup time with a small frequency step, such as a digital mobile phone system.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より一般的に用いられているPLL
シンセサイザ装置は、図5に示すように構成されてい
る。すなわち図において、電圧制御発振器1は制御電圧
発振器2によって与えられる制御電圧2aにより、その
出力1aの周波数を可変できるよう構成されている。電
圧制御発振器1の出力1aは分周器3により、設定され
た分周比で分周される。分周器3の分周比は外部から任
意の値に設定できる。分周器3の出力3aは制御電圧発
生器2の一方の入力に接続される。また、PLLシンセ
サイザの設定可能な周波数ステップを決定するための基
準発振器4から、周波数ステップに等しい周波数信号4
aが出力され、制御電圧発生器2の他方の入力に接続さ
れる。基準発振器4は水晶発振器で構成され、出力4a
に低い周波数が要求される場合には、分周回路が設けら
れる。
2. Description of the Related Art PLL which has been generally used conventionally
The synthesizer device is configured as shown in FIG. That is, in the figure, the voltage controlled oscillator 1 is configured so that the frequency of its output 1a can be varied by the control voltage 2a provided by the control voltage oscillator 2. The output 1a of the voltage controlled oscillator 1 is divided by the frequency divider 3 at the set frequency division ratio. The frequency division ratio of the frequency divider 3 can be externally set to an arbitrary value. The output 3a of the frequency divider 3 is connected to one input of the control voltage generator 2. Also, from the reference oscillator 4 for determining the settable frequency step of the PLL synthesizer, the frequency signal 4 equal to the frequency step
a is output and is connected to the other input of the control voltage generator 2. The reference oscillator 4 is composed of a crystal oscillator and has an output 4a.
If a low frequency is required, a frequency divider circuit is provided.

【0003】制御電圧発生器2は入力される信号3a、
4aの位相差信号を生成する位相比較器と、この位相差
信号を平滑して直流電圧に変換する低域通過フィルタ
(LPF)で構成され、入力信号3a、4aの位相差に
相当する誤差電圧2aを出力する。
The control voltage generator 2 receives the input signal 3a,
An error voltage corresponding to the phase difference between the input signals 3a and 4a, which is composed of a phase comparator that generates a phase difference signal of 4a and a low pass filter (LPF) that smoothes the phase difference signal and converts it into a DC voltage. 2a is output.

【0004】このような構成のPLLシンセサイザにお
いては、電圧制御発振器1の出力1aの周波数は以下の
ようになる。すなわち、基準発振器4の出力4aの周波
数をfREF 、分周器3の分周比をNとすると、電圧制御
発振器1の出力1aの周波数fout は、
In the PLL synthesizer having such a configuration, the frequency of the output 1a of the voltage controlled oscillator 1 is as follows. That is, when the frequency of the output 4a of the reference oscillator 4 is f REF and the frequency division ratio of the frequency divider 3 is N, the frequency f out of the output 1a of the voltage controlled oscillator 1 is

【0005】[0005]

【数1】 [Equation 1]

【0006】となる。上式の分周比Nを外部から任意に
設定することにより、fout を周波数ステップfREF
変化させることができる。
[0006] By externally setting the frequency division ratio N in the above equation, f out can be changed at the frequency step f REF .

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】上述のような構成のP
LLシンセサイザにおいては、制御電圧発生器2で入力
信号3a、4aの位相差を検出し、その位相差信号から
周波数成分fREF をLPFで除去することにより、直流
電圧2aを生成する。すなわち、LPFの時定数がf
REF によって決定され、fREF を低くすればする程、L
PFの時定数を大きくする必要が生じ、この結果PLL
シンセサイザのロックアップタイムが遅くなる。また、
REF によってPLLシンセサイザの出力周波数ステッ
プも決定されるため、周波数ステップを小さくすると、
ロックアップタイムが遅くなるという問題点もあった。
[Problems to be Solved by the Invention]
In the LL synthesizer, the control voltage generator 2 detects the phase difference between the input signals 3a and 4a, and the frequency component f REF is removed from the phase difference signal by the LPF to generate the DC voltage 2a. That is, the time constant of the LPF is f
It is determined by REF, and the lower f REF is, the more L
It is necessary to increase the time constant of PF, which results in PLL.
The lockup time of the synthesizer becomes slow. Also,
Since the output frequency step of the PLL synthesizer is also determined by f REF , if the frequency step is reduced,
There was also the problem that the lockup time would be delayed.

【0008】このため、このような従来のPLLシンセ
サイザは、デジタル方式携帯電話システムのように、無
線チャンネル間隔が狭く、かつ高速なロックアップタイ
ムが要求されるようなシステムでは使用することができ
なかった。
For this reason, such a conventional PLL synthesizer cannot be used in a system such as a digital mobile phone system in which the wireless channel interval is narrow and a fast lock-up time is required. It was

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】このような従来技術の問
題点を解決するため、本発明のPLLシンセサイザ装置
は、入力される制御電圧レベルに応じて出力信号周波数
が変化する電圧制御発振器と、該電圧制御発振器の出力
を分周する分周器と、前記電圧制御発振器の出力周波数
ステップを決定するための第1基準発振器と、前記分周
器および第1基準発振器の出力を混合するための基準周
波数信号を発生する第2の基準発振器と、一方の入力が
前記分周器の出力に接続され他方の入力が前記第2の基
準発振器に接続されるとともに該2つの入力周波数の和
成分もしくは差成分を出力する第1の周波数変換器と、
一方の入力が前記第1基準発振器の出力に接続され他方
の入力が前記第2基準発振器の出力に接続されるととも
に該2つの入力周波数の和成分もしくは差成分を出力す
る第2の周波数変換器と、一方の入力が前記第1周波数
変換器の出力に接続され他方の入力が前記第2周波数発
振器の出力に接続されるとともに該2つの入力信号の周
波数差に応じた電圧を前記電圧制御発振器の入力に接続
された制御電圧発生器とよりなることを特徴とするもの
である。
In order to solve the problems of the prior art, the PLL synthesizer device of the present invention includes a voltage controlled oscillator in which the output signal frequency changes according to the input control voltage level, A divider for dividing the output of the voltage controlled oscillator, a first reference oscillator for determining the output frequency step of the voltage controlled oscillator, and a mixer for mixing the outputs of the divider and the first reference oscillator. A second reference oscillator for generating a reference frequency signal, one input connected to the output of the divider and the other input connected to the second reference oscillator, and a sum component of the two input frequencies or A first frequency converter that outputs a difference component;
A second frequency converter having one input connected to the output of the first reference oscillator, the other input connected to the output of the second reference oscillator, and outputting a sum component or a difference component of the two input frequencies. And one input connected to the output of the first frequency converter and the other input connected to the output of the second frequency oscillator, and a voltage corresponding to the frequency difference between the two input signals is applied to the voltage controlled oscillator. And a control voltage generator connected to the input of.

【0010】[0010]

【作用】本発明では、分周器の出力と第2の基準発振器
の出力を、第1の周波数変換器に入力することにより、
分周器出力よりも高い周波数に周波数変換し、また、第
1の基準発振器の出力と第2の基準発振器の出力を第2
の周波数変換器により、第1の基準発振器の周波数より
高い周波数に周波数変換し、これら第1、第2の周波数
変換器からの出力を制御電圧発生器に入力して、第1の
基準発振器の出力周波数より高い周波数で周波数比較動
作を行うことにより、ロックアップタイムの短縮を図る
ことができる。
In the present invention, by inputting the output of the frequency divider and the output of the second reference oscillator to the first frequency converter,
The frequency is converted to a frequency higher than the frequency divider output, and the output of the first reference oscillator and the output of the second reference oscillator are changed to the second output.
Frequency converter converts the frequency to a frequency higher than the frequency of the first reference oscillator, inputs the outputs from the first and second frequency converters to the control voltage generator, and The lockup time can be shortened by performing the frequency comparison operation at a frequency higher than the output frequency.

【0011】[0011]

【実施例】図1ないし図3は本発明によるPLLシンセ
サイザ装置の第1の実施例を示すブロック図であり、電
圧制御発振器1、分周器3は従来技術と同一構成であ
る。また、第1の基準発振器5、第2の基準発振器7
は、従来技術の基準発振器4と同様に水晶発振器で構成
される。
1 to 3 are block diagrams showing a first embodiment of a PLL synthesizer device according to the present invention, in which a voltage controlled oscillator 1 and a frequency divider 3 have the same construction as in the prior art. In addition, the first reference oscillator 5 and the second reference oscillator 7
Is a crystal oscillator similar to the reference oscillator 4 of the prior art.

【0012】分周器3からの出力信号3aと第2の基準
発振器7の出力信号7aが第1の周波数変換器8に入力
され、これらの信号3a、7aの周波数の和成分が出力
信号8aとして出力される。出力信号8aは信号3a、
7aの周波数の差成分でもよい。第1の周波数変換器8
は、たとえば図2に示すように、トランジスタ9を使用
したミキサ回路10と、信号3a、7aの周波数の和成
分だけを取り出すバンドパスフィルタ(BPF)11で
構成される。信号3aの周波数をfvar 、信号7aの周
波数をfconvとすると、図2の10aには、
The output signal 3a from the frequency divider 3 and the output signal 7a of the second reference oscillator 7 are input to the first frequency converter 8, and the sum component of the frequencies of these signals 3a and 7a is output signal 8a. Is output as. The output signal 8a is the signal 3a,
It may be a frequency difference component of 7a. First frequency converter 8
2 is composed of a mixer circuit 10 using a transistor 9 and a bandpass filter (BPF) 11 for extracting only the sum component of the frequencies of the signals 3a and 7a, as shown in FIG. If the frequency of the signal 3a is f var and the frequency of the signal 7a is f conv , then 10a in FIG.

【0013】[0013]

【数2】 [Equation 2]

【0014】が出力され、BPF11の中心周波数f0
Is output and the center frequency f 0 of the BPF 11 is output.
To

【0015】[0015]

【数3】 [Equation 3]

【0016】成分を除去すれば、和成分出力8aを出力
することができる。
If the component is removed, the sum component output 8a can be output.

【0017】また、第2周波数変換器6も図4の構成を
用いることにより、第1基準発振器5の出力5aの周波
数fREF と第2基準発振器7の出力7aの周波数fconv
との和成分
By using the configuration of FIG. 4 for the second frequency converter 6 as well, the frequency f REF of the output 5a of the first reference oscillator 5 and the frequency f conv of the output 7a of the second reference oscillator 7 are used.
Sum component with

【0018】[0018]

【数4】 [Equation 4]

【0019】が、出力信号6aとして出力される。Is output as the output signal 6a.

【0020】制御電圧発生器2は、たとえば図3に示す
ような構成である。PLLシンセサイザのロックアップ
タイムを図中のLPF12の時定数により決定する。た
だし、LPF12は位相比較器14からチャージポンプ
13を介して出力される位相差信号13aから、比較入
力としての信号6a、8a成分を除去する必要がある。
すなわち、PLLシンセサイザのロックアップタイム
は、信号6a、8aの周波数に依存し、この周波数が高
い程LPF12の時定数を小さくすることができ、ロッ
クアップタイムの短縮を図ることができる。
The control voltage generator 2 has a structure as shown in FIG. 3, for example. The lockup time of the PLL synthesizer is determined by the time constant of the LPF 12 in the figure. However, the LPF 12 needs to remove the components 6a and 8a serving as comparison inputs from the phase difference signal 13a output from the phase comparator 14 via the charge pump 13.
That is, the lock-up time of the PLL synthesizer depends on the frequencies of the signals 6a and 8a. The higher the frequency, the smaller the time constant of the LPF 12, and the shorter the lock-up time.

【0021】以上のような動作により、PLLシンセサ
イザ出力1aの周波数は、
By the above operation, the frequency of the PLL synthesizer output 1a becomes

【0022】[0022]

【数5】 [Equation 5]

【0023】となる。これは従来技術の出力周波数と同
一であり、PLLシンセサイザの周波数ステップはf
REF となる。一方、制御電圧発生器2に入力される信号
6aの比較周波数fr
[0023] This is the same as the output frequency of the prior art, and the frequency step of the PLL synthesizer is f
It becomes REF . On the other hand, the comparison frequency f r of the signal 6a input to the control voltage generator 2 is

【0024】[0024]

【数6】 [Equation 6]

【0025】となり、ロックアップタイムを、比較周波
数fr を決定することにより設計することができる。す
なわち、本実施例においては、周波数ステップをfREF
により設定し、ロックアップタイムをfconvによって設
定でき、これらは第1、第2基準発振器5、7の発振周
波数を選択することによって行うことができる。従っ
て、fREF を小さく(例えば30kHz)、また、fconv
を大きく(例えば10MHz)することにより、周波数ス
テップが小さく、高速なロックアップタイムを有するP
LLシンセサイザを実現することができる。
Therefore, the lock-up time can be designed by determining the comparison frequency f r . That is, in this embodiment, the frequency step is set to f REF.
The lock-up time can be set by f conv , and these can be performed by selecting the oscillation frequencies of the first and second reference oscillators 5 and 7. Therefore, f REF is small (for example, 30 kHz), and f conv
Is set to a large value (for example, 10 MHz), the frequency step is small and P having a fast lock-up time.
An LL synthesizer can be realized.

【0026】図4は本発明によるPLLシンセサイザ装
置の第2の実施例を示すものである。本実施例では、分
周器3の出力信号3aを逓倍する逓倍回路15を設け、
この逓倍回路15の出力信号15aを制御電圧発生器2
の一方の入力としたものである。したがって、基準発振
器4の発振周波数と、逓倍回路15の倍数を設定するこ
とにより、図1に示した第1実施例と同様、周波数ステ
ップとロックアップタイムを任意に設定することができ
る。
FIG. 4 shows a second embodiment of the PLL synthesizer device according to the present invention. In this embodiment, a multiplication circuit 15 for multiplying the output signal 3a of the frequency divider 3 is provided,
The output signal 15a of the multiplication circuit 15 is supplied to the control voltage generator 2
Is one of the inputs. Therefore, by setting the oscillation frequency of the reference oscillator 4 and the multiplication factor of the multiplication circuit 15, the frequency step and the lock-up time can be set arbitrarily as in the first embodiment shown in FIG.

【0027】[0027]

【発明の効果】本発明では、PLLシンセサイザの比較
周波数を、周波数ステップとは独立して高い周波数に設
定することができるので、周波数ステップを小さく設定
し、比較周波数を高く設定することにより、デジタル携
帯電話システムのように、チャンネル間隔が狭く高速な
ロックアップタイムが要求されるPLLシンセサイザ装
置を実現することができる。
According to the present invention, the comparison frequency of the PLL synthesizer can be set to a high frequency independently of the frequency step. Therefore, by setting the frequency step small and the comparison frequency high, It is possible to realize a PLL synthesizer device having a narrow channel interval and requiring a high-speed lock-up time like a mobile phone system.

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

【図1】本発明によるPLLシンセサイザ装置の第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 a PLL synthesizer device according to the present invention.

【図2】周波数変換器の構成を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a configuration of a frequency converter.

【図3】制御電圧発生器の構成を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a configuration of a control voltage generator.

【図4】本発明によるPLLシンセサイザ装置の第2の
実施例を示すブロック図である。
FIG. 4 is a block diagram showing a second embodiment of the PLL synthesizer device according to the present invention.

【図5】従来のPLLシンセサイザ装置を示すブロック
図である。
FIG. 5 is a block diagram showing a conventional PLL synthesizer device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 電圧制御発振器1 2 制御電圧発生器2 3 分周器3 5 第1基準発振器 7 第2基準発振器 6 第2周波数変換器 8 第1周波数変換器 15 逓倍回路 1 Voltage Controlled Oscillator 1 2 Controlled Voltage Generator 2 3 Frequency Divider 3 5 1st Reference Oscillator 7 2nd Reference Oscillator 6 2nd Frequency Converter 8 1st Frequency Converter 15 Multiplier Circuit

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 入力される制御電圧レベルに応じて出力
信号周波数が変化する電圧制御発振器と、該電圧制御発
振器の出力を分周する分周器と、前記電圧制御発振器の
出力周波数ステップを決定するための第1基準発振器
と、前記分周器および第1基準発振器の出力を混合する
ための基準周波数信号を発生する第2の基準発振器と、
一方の入力が前記分周器の出力に接続され他方の入力が
前記第2の基準発振器に接続されるとともに該2つの入
力周波数の和成分もしくは差成分を出力する第1の周波
数変換器と、一方の入力が前記第1基準発振器の出力に
接続され他方の入力が前記第2基準発振器の出力に接続
されるとともに該2つの入力周波数の和成分もしくは差
成分を出力する第2の周波数変換器と、一方の入力が前
記第1周波数変換器の出力に接続され他方の入力が前記
第2周波数発振器の出力に接続されるとともに該2つの
入力信号の周波数差に応じた電圧を前記電圧制御発振器
の入力に接続された制御電圧発生器とよりなるPLLシ
ンセサイザ装置。
1. A voltage-controlled oscillator whose output signal frequency changes according to an input control voltage level, a frequency divider for dividing the output of the voltage-controlled oscillator, and an output frequency step of the voltage-controlled oscillator. And a second reference oscillator for generating a reference frequency signal for mixing the outputs of the frequency divider and the first reference oscillator,
A first frequency converter having one input connected to the output of the frequency divider and the other input connected to the second reference oscillator and outputting a sum or difference component of the two input frequencies; A second frequency converter having one input connected to the output of the first reference oscillator, the other input connected to the output of the second reference oscillator, and outputting a sum component or a difference component of the two input frequencies. And one input connected to the output of the first frequency converter and the other input connected to the output of the second frequency oscillator, and a voltage corresponding to the frequency difference between the two input signals is applied to the voltage controlled oscillator. PLL synthesizer device comprising a control voltage generator connected to the input of the.
【請求項2】 入力される制御電圧レベルに応じて出力
信号周波数が変化する電圧制御発振器と、該電圧制御発
振器の出力を分周する分周器と、前記電圧制御発振器の
出力周波数ステップを決定するための基準発振器と、前
記分周器の出力を逓倍する逓倍回路と、一方の入力が前
記基準発振器の出力に接続され他方の入力が前記逓倍回
路の出力に接続されるとともに該2つの入力信号の周波
数差に応じた電圧を前記電圧制御発振器の入力に接続さ
れた制御電圧発生器とよりなるPLLシンセサイザ装
置。
2. A voltage-controlled oscillator whose output signal frequency changes according to an input control voltage level, a frequency divider for dividing the output of the voltage-controlled oscillator, and an output frequency step of the voltage-controlled oscillator. And a multiplication circuit for multiplying the output of the frequency divider, one input of which is connected to the output of the reference oscillator and the other input of which is connected to the output of the multiplication circuit. A PLL synthesizer device comprising a control voltage generator connected to an input of the voltage controlled oscillator, the voltage corresponding to a frequency difference between signals.
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