JPH06252755A - Oscillation circuit - Google Patents

Oscillation circuit

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JPH06252755A
JPH06252755A JP5038992A JP3899293A JPH06252755A JP H06252755 A JPH06252755 A JP H06252755A JP 5038992 A JP5038992 A JP 5038992A JP 3899293 A JP3899293 A JP 3899293A JP H06252755 A JPH06252755 A JP H06252755A
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JP
Japan
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frequency
oscillation
pll
circuit
division ratio
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JP5038992A
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Japanese (ja)
Inventor
Yutaka Hattori
裕 服部
Toshio Torii
敏雄 鳥井
Tadashi Honma
匡 本間
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Kenwood KK
Original Assignee
Kenwood KK
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Publication date
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  • Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)

Abstract

PURPOSE:To stably operate the oscillation circuit and to allow the circuit to sufficiently cover a variable range of a low frequency oscillation output by reducing a frequency vibration width when a PLL loop is locked up in which a frequency division ratio of a PLL circuit is set to vary the oscillating frequency. CONSTITUTION:A 1st PLL circuit 1 and a 2nd PLL circuit 2 are provided and a reference signal is applied from a reference signal source 3 to phase comparators 1a, 2a of the 1st and 2nd PLL circuits 1, 2 and frequency division ratio data are fed to frequency dividers 1d, 2d from a frequency division ratio data controller 4 to allow 1st and 2nd VCOs 1c, 2c to oscillate different oscillating frequency signals based on a different frequency division ratio, the frequencies are varied in the same increasing/decreasing direction, a mixer circuit 5 mixes the different oscillating output signals to provide an output via an LPF 6.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は PLLシンセサイザを用
いた発振回路に係り、特に、発振周波数の可変可能な P
LLシンセサイザから振幅特性の優れた低周波発振出力信
号を得るのに好適な発振回路に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an oscillator circuit using a PLL synthesizer, and more particularly, to an oscillator circuit having a variable oscillation frequency.
The present invention relates to an oscillator circuit suitable for obtaining a low-frequency oscillation output signal with excellent amplitude characteristics from an LL synthesizer.

【0002】[0002]

【従来技術】従来より、 PLLシンセサイザを用いて可変
可能な低周波発振出力信号を得る発振回路は図5及び図
6に示すブロック図のものが多く提供されていた。図5
において、10は PLL回路であり、この PLL回路10は周知
の如く位相比較器10a とループフィルタ10b と電圧制御
発振器(VCO)10cと分周器10d とで構成され、上記位相比
較器10a には基準信号源3から基準信号が供給され、上
記分周器10d からの分周信号と位相比較処理して誤差信
号をループフィルタ10b を介して電圧制御発振器10c に
供給する。
2. Description of the Related Art Conventionally, many oscillation circuits for obtaining a variable low-frequency oscillation output signal using a PLL synthesizer have been provided in the block diagrams shown in FIGS. Figure 5
In the above, 10 is a PLL circuit, and this PLL circuit 10 is composed of a phase comparator 10a, a loop filter 10b, a voltage controlled oscillator (VCO) 10c, and a frequency divider 10d, as is well known. The reference signal is supplied from the reference signal source 3, and the error signal is supplied to the voltage controlled oscillator 10c via the loop filter 10b by phase comparison processing with the divided signal from the frequency divider 10d.

【0003】11は分周比データ制御器であり、この分周
比データ制御器11からの分周比データを上記分周器10d
に供給して分周器10d の分周比を設定する。5はミキサ
回路、12は固定発振器であり、上記ミキサ回路5には前
記 PLL回路10の発振出力信号と上記固定発振器12からの
発振出力信号とが供給されて混合処理され、ローパスフ
ィルタ6(以下、単に LPF6という)を介して出力端子
7に出力される。
Reference numeral 11 denotes a frequency division ratio data controller. The frequency division ratio data from the frequency division ratio data controller 11 is applied to the frequency divider 10d.
To set the frequency division ratio of the frequency divider 10d. Reference numeral 5 is a mixer circuit, and 12 is a fixed oscillator. The mixer circuit 5 is supplied with the oscillation output signal of the PLL circuit 10 and the oscillation output signal from the fixed oscillator 12 for mixing processing, and a low pass filter 6 (hereinafter , Which is simply referred to as LPF6).

【0004】この様に構成した発振回路は PLL回路10の
分周器10d の分周比を分周比データ制御器11によって設
定することにより、 PLLシンセサイザ方式の周波数可変
を行うことができる。即ち、分周比データ制御器11で設
定した任意の分周比データによって PLL回路10の電圧制
御発振器10c から位相比較処理された発振出力を出力し
てミキサ回路5に供給される。
In the thus constructed oscillator circuit, the frequency of the PLL synthesizer system can be varied by setting the frequency division ratio of the frequency divider 10d of the PLL circuit 10 by the frequency division ratio data controller 11. That is, the oscillation output subjected to the phase comparison processing is output from the voltage controlled oscillator 10c of the PLL circuit 10 by the arbitrary division ratio data set by the division ratio data controller 11 and supplied to the mixer circuit 5.

【0005】一方、ミキサ回路5には固定発振器12から
の発振出力信号が供給され、上記 PLLシンセサイザから
の発振出力信号と混合して LPF6によって差の信号を抽
出する。即ち、 LPF6は PLLシンセサイザ発振出力信号
と固定発振器12の発振出力信号との差信号のみを通過さ
れる周波数帯域に設定されているため、ミキサ回路5で
混合した混合出力の低周波成分の差信号を出力端子7か
ら出力していた。
On the other hand, the oscillation output signal from the fixed oscillator 12 is supplied to the mixer circuit 5, and is mixed with the oscillation output signal from the PLL synthesizer to extract the difference signal by the LPF 6. That is, since the LPF 6 is set to a frequency band in which only the difference signal between the PLL synthesizer oscillation output signal and the oscillation output signal of the fixed oscillator 12 is passed, the difference signal of the low frequency component of the mixed output mixed in the mixer circuit 5 is set. Was output from the output terminal 7.

【0006】この様に、 PLLシンセサイザ方式の可変可
能な高周波発振出力よりヘテロダイン方式によって任意
の低周波信号を作り出していた。
As described above, an arbitrary low frequency signal is produced by the heterodyne system from the variable high frequency oscillation output of the PLL synthesizer system.

【0007】また、図6は他の従来例を示したブロック
図であり、図6において、図5の従来例と同一部分には
同一符号を付してその説明を省略する。13は固定分周器
であり、 PLLシンセサイザからの高周波発振出力信号が
上記固定分周器13に供給されて予め決められた分周比で
分周されて低周波発振出力信号を LPF6を介して出力端
子7に出力していた。
FIG. 6 is a block diagram showing another conventional example. In FIG. 6, the same parts as those of the conventional example of FIG. Reference numeral 13 is a fixed frequency divider, which supplies the high frequency oscillation output signal from the PLL synthesizer to the fixed frequency divider 13 and divides the low frequency oscillation output signal via the LPF 6 by a predetermined division ratio. It was output to the output terminal 7.

【0008】即ち、前記同様に PLL回路10の分周器10d
を分周比データ制御器11によって任意に設定し位相比較
処理されて電圧制御発振器10c を電圧制御した PLLシン
セサイザ発振出力信号を固定分周器13で設定された分周
処理を行うことにより、設定した低周波発振出力信号を
得ることができた。
That is, the frequency divider 10d of the PLL circuit 10 is similar to the above.
Is set by the dividing ratio data controller 11 and the phase is compared, and the PLL synthesizer oscillation output signal that has voltage-controlled the voltage controlled oscillator 10c is set by performing the dividing process set by the fixed divider 13. It was possible to obtain a low frequency oscillation output signal.

【0009】この様にして PLLシンセサイザ方式の高周
波発振出力信号から低周波発振出力信号を得て、 PLLシ
ンセサイザ方式の低周波発振回路を作っていた。
In this way, the low frequency oscillation output signal of the PLL synthesizer system is obtained from the high frequency oscillation output signal of the PLL synthesizer system to form the low frequency oscillation circuit of the PLL synthesizer system.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記した従来
の図5のヘテロダイン方式の PLLシンセサイザの低周波
発振回路は、 PLL回路10の可変周波数切り換え時の PLL
ループのロックアップタイムが大きくなり、このロック
アップ時の発振周波数振動幅が出力周波数に対して大き
くなり、特に、発振出力周波数が低周波である場合は発
振周波数振動幅が大きくなるという欠点があった。更
に、上記のような PLLループのロックアップ時には発振
周波数の振幅特性のオーバーシュートが大きく出力され
るという欠点があった。
However, the conventional low-frequency oscillator circuit of the heterodyne type PLL synthesizer of FIG. 5 described above uses the PLL circuit 10 when the variable frequency is switched.
The lockup time of the loop becomes long, and the oscillation frequency oscillation width at the time of this lockup becomes large relative to the output frequency. Especially, when the oscillation output frequency is low frequency, the oscillation frequency oscillation width becomes large. It was Further, there is a drawback that a large overshoot of the amplitude characteristic of the oscillation frequency is output when the PLL loop is locked up as described above.

【0011】また、図6の固定分周器13による発振出力
信号の低周波変換方式を用いた発振回路は、上記固定分
周器13の分周比に反比例して発振周波数の可変範囲が狭
くなってしまうという欠点があり、低周波発振出力を得
る周波数分周比と上記可変周波数の可変範囲をバランス
して確保することが困難であった。
Further, in the oscillation circuit using the low frequency conversion system of the oscillation output signal by the fixed frequency divider 13 of FIG. 6, the variable range of the oscillation frequency is narrow in inverse proportion to the frequency division ratio of the fixed frequency divider 13. However, it is difficult to secure the frequency division ratio for obtaining the low frequency oscillation output and the variable range of the variable frequency in a balanced manner.

【0012】この発明は上記した点に鑑みてなされたも
のであり、その目的とするところは従来例の欠点を解消
し、2個の PLL回路を用いてミキサ回路で混合処理する
ことによって PLLループのロックアップ動作が安定する
までの周波数振動幅を低減し、且つ低周波発振出力の可
変範囲を十分カバーする発振回路を提供するところにあ
る。
The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to eliminate the drawbacks of the conventional example, and to perform a mixing process in a mixer circuit using two PLL circuits, thereby making a PLL loop. The present invention provides an oscillator circuit that reduces the frequency oscillation width until the lock-up operation is stabilized and sufficiently covers the variable range of the low-frequency oscillation output.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】この発明の発振回路は第
1及び第2の PLLシンセサイザと、この第1及び第2の
PLLシンセサイザの分周器の分周比を設定する分周比デ
ータ制御器と、前記第1及び第2の PLLシンセサイザの
各々の発振出力信号を混合するミキサ回路とを備え、前
記分周比データ制御器によって第1及び第2の PLLシン
セサイザの発振周波数を各々異なった発振周波数で、且
つ同一方向に周波数可変することにより、前記ミキサ回
路より可変周波数の低周波発振出力信号を得るよう構成
したものである。
An oscillator circuit according to the present invention includes first and second PLL synthesizers and the first and second PLL synthesizers.
A frequency division ratio data controller that sets a frequency division ratio of a frequency divider of the PLL synthesizer, and a mixer circuit that mixes the oscillation output signals of the first and second PLL synthesizers, and the frequency division ratio data. A configuration in which a low frequency oscillation output signal having a variable frequency is obtained from the mixer circuit by varying the oscillation frequencies of the first and second PLL synthesizers with different oscillation frequencies in the same direction by a controller. Is.

【0014】また、上記第1及び第2の PLLシンセサイ
ザの位相比較を行う基準信号を1個の基準信号源より供
給するよう構成しても良い。
The reference signal for phase comparison of the first and second PLL synthesizers may be supplied from one reference signal source.

【0015】[0015]

【作用】この発明によれば、位相比較器、ループフィル
タ、電圧制御発振器及び分周器で構成した PLL回路を2
個用い、この第1の PLL回路と第2の PLL回路との各々
の分周器に分周比データ制御器から分周比データを供給
し、更に、各々の位相比較器には1個の基準信号源から
基準信号を供給することによって、第1及び第2の PLL
シンセサイザを形成する。
According to the present invention, the PLL circuit composed of the phase comparator, the loop filter, the voltage controlled oscillator and the frequency divider has two components.
The frequency division ratio data controller supplies frequency division ratio data to the respective frequency dividers of the first PLL circuit and the second PLL circuit. The first and second PLLs are provided by providing a reference signal from a reference signal source.
Form a synthesizer.

【0016】この様に構成した第1及び第2の PLLシン
セサイザの発振出力信号は、上記、分周器に供給される
分周比データによって設定され、また、上記分周比デー
タを可変することによって発振周波数を可変することが
できる。
The oscillation output signals of the first and second PLL synthesizers configured as described above are set by the frequency division ratio data supplied to the frequency divider, and the frequency division ratio data is variable. The oscillation frequency can be changed by.

【0017】即ち、上記分周比データが各々異なる分周
比データである場合、各々の第1及び第2の PLLシンセ
サイザの発振周波数を異なる周波数で発振することがで
き、また、上記分周比データの可変ステップを第1及び
第2の PLLシンセサイザで異なった分周比データによっ
て、第1及び第2の PLLシンセサイザの発振出力信号の
可変ステップを異なった発振周波数で可変することがで
きる。
That is, when the frequency division ratio data are different frequency division ratio data, the oscillation frequencies of the first and second PLL synthesizers can be oscillated at different frequencies, and the frequency division ratio can be increased. The variable step of the data can be changed at the different oscillation frequencies of the oscillation output signals of the first and second PLL synthesizers by the frequency division ratio data different between the first and second PLL synthesizers.

【0018】また、上記分周比データの可変方向を各々
同一方向に異なった可変ステップで可変することによ
り、第1及び第2の PLLシンセサイザの発振出力信号も
同一方向に異なった可変ステップで周波数可変すること
ができる。
Further, by varying the variable direction of the frequency division ratio data in the same direction at different variable steps, the oscillation output signals of the first and second PLL synthesizers are also changed in frequency in different variable steps in the same direction. It can be changed.

【0019】この様に、発振周波数の異なった第1の P
LLシンセサイザの発振周波数f1と、第2の PLLシンセサ
イザの発振周波数f2の出力をミキサ回路に供給して信号
混合処理することによって、ミキサ回路の出力周波数f3
は LPFを介して、出力周波数f3=f1−f2となって各々の
周波数差の低周波出力信号となる。
As described above, the first Ps having different oscillation frequencies are
The oscillation frequency f 1 of the LL synthesizer, by signal mixing process the output of the oscillation frequency f 2 of the second PLL synthesizer is supplied to a mixer circuit, the output frequency f 3 of the mixer circuit
Becomes an output frequency f 3 = f 1 −f 2 via the LPF and becomes a low-frequency output signal of each frequency difference.

【0020】この様に、 PLLシンセサイザ方式の低周波
発振信号を出力することができ、しかも、正確に可変範
囲を確保して周波数可変することができる。
As described above, it is possible to output a low-frequency oscillation signal of the PLL synthesizer system, and moreover, it is possible to accurately secure the variable range and vary the frequency.

【0021】この PLLシンセサイザ方式の低周波発振回
路は、 PLL回路の周波数切り換え時のロックアップ動作
のオーバシュートなどの周波数振動幅や振幅誤差など
を、上記 PLL回路を構成する構成要素を同一にすること
によって、上記ミキサ回路の混合処理で発振周波数f1,f
2 の周波数振動誤差などを相殺してオバーシュートなど
を大幅に低減することができ、安定な PLL回路のロック
アップ動作を行うことができる。
In this PLL synthesizer low frequency oscillation circuit, the frequency oscillation width and amplitude error such as overshoot of lock-up operation at the time of frequency switching of the PLL circuit are made the same as the constituent elements constituting the PLL circuit. Therefore, the oscillating frequencies f 1 , f
The frequency oscillation error of 2 can be canceled and the overshoot can be greatly reduced, and stable lock-up operation of the PLL circuit can be performed.

【0022】即ち、第1及び第2の PLL回路の各々異な
る分周比による各々の発振出力信号の角周波数ωの誤差
やダンピングファクタζの誤差及び振幅誤差an などは
無視する程度に小さい値であるため、前記混合処理によ
って得る低周波発振信号の周波数振動幅なども極端に小
さくなって低減することができる。
[0022] That is, a small value to an extent such as error and amplitude error a n of error and damping factor ζ of the angular frequency ω of each of the oscillation output signal by the respective different frequency division ratios of the first and second PLL circuits are to be disregarded Therefore, the frequency oscillation width of the low-frequency oscillation signal obtained by the mixing process can be extremely reduced and reduced.

【0023】この様に、安定なロックアップ動作を行う
と同時に、発振周波数の分周比による可変範囲を十分大
きくとることもでき、従来例のように可変範囲が狭まる
などの不具合を解消することができる。
As described above, the stable lock-up operation can be performed, and at the same time, the variable range depending on the frequency division ratio of the oscillation frequency can be made sufficiently large, and the problems such as narrowing of the variable range as in the conventional example can be solved. You can

【0024】[0024]

【実施例】この発明に係る発振回路の実施例を図1乃至
図4に基づいて説明する。図1は実施例のブロック図で
あり、図2乃至図4は発振周波数のロックアップ時の特
性を示した特性図である。なお、従来例と同一部分には
同一符号を付してその説明を省略する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT An embodiment of an oscillator circuit according to the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a block diagram of an embodiment, and FIGS. 2 to 4 are characteristic diagrams showing characteristics at the time of lockup of an oscillation frequency. The same parts as those of the conventional example are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.

【0025】図1において、1は第1の PLL回路であ
り、この第1の PLL回路1は従来と同様に位相比較器1
a、ループフィルタ1b、電圧制御発振器(VCO)1c 及び分
周器1dで構成され、2は第2の PLL回路であり、この第
2の PLL回路2も前記同様に、位相比較器2a、ループフ
ィルタ2b、電圧制御発振器(VCO)2c 及び分周器2dで構成
されている。
In FIG. 1, reference numeral 1 is a first PLL circuit, and this first PLL circuit 1 is a phase comparator 1 as in the conventional case.
a, a loop filter 1b, a voltage-controlled oscillator (VCO) 1c, and a frequency divider 1d, 2 is a second PLL circuit, and the second PLL circuit 2 also has a phase comparator 2a and a loop similarly to the above. It is composed of a filter 2b, a voltage controlled oscillator (VCO) 2c and a frequency divider 2d.

【0026】この様に構成した、第1及び第2の PLL回
路1,2 の位相比較器1a,2a には基準信号源3からの基準
信号が供給され、また、第1及び第2の PLL回路1,2 の
分周器1d,2d には分周比データ制御器4からの分周比デ
ータが供給され、この分周比を可変設定することによっ
て、第1及び第2の PLL回路1,2 のVCO1c,2cの発振周波
数を電圧制御して可変することができる。即ち、上記第
1及び第2の PLL回路1,2 は各々同様の構成で第1及び
第2の PLLシンセサイザ方式の発振回路を構成してい
る。
The reference signals from the reference signal source 3 are supplied to the phase comparators 1a and 2a of the first and second PLL circuits 1 and 2 thus configured, and the first and second PLL circuits are also supplied. The frequency division ratio data from the frequency division ratio data controller 4 is supplied to the frequency dividers 1d and 2d of the circuits 1 and 2, and the first and second PLL circuits 1 are set by variably setting the frequency division ratio. , 2 VCO 1c, 2c oscillation frequency can be controlled by voltage control. That is, the first and second PLL circuits 1 and 2 have the same configuration, respectively, and constitute first and second PLL synthesizer type oscillation circuits.

【0027】即ち、第1及び第2の PLL回路1,2 の構成
要素に同一の部品を使用することにより、例えば、 PLL
ループとしての動作特性を表わすダンピングファクタζ
と角周波数ωは、各々の分周比が同じ時は同一発振周波
数となり、位相比較器1a,2aの位相比較処理の一方の入
力信号が1個の基準信号源3より供給されるため、第1
及び第2の PLL回路1,2 の発振周波数信号はコヒーレン
トなものになる。
That is, by using the same parts for the constituent elements of the first and second PLL circuits 1 and 2, for example, PLL
Damping factor ζ that represents the operating characteristics of the loop
And the angular frequency ω have the same oscillation frequency when the division ratios are the same, and one input signal of the phase comparison processing of the phase comparators 1a and 2a is supplied from one reference signal source 3, 1
Also, the oscillation frequency signals of the second PLL circuits 1 and 2 become coherent.

【0028】上記、第1及び第2の PLL回路1,2 の発振
出力信号はミキサ回路5で混合されて LPF6を介して出
力端子7に出力される。
The oscillation output signals of the first and second PLL circuits 1 and 2 are mixed in the mixer circuit 5 and output to the output terminal 7 via the LPF 6.

【0029】今、第1及び第2の PLL回路1,2 の分周器
1d,2d に供給される分周比データ制御器4からの分周比
データをM1,M2 とし、この各々異なる分周比M1,M2 を同
時に供給することにより、VCO1c,2cで発振する各々の発
振周波数f1,f2 を同時に発振してミキサ回路5に供給さ
れる。
Now, the frequency divider of the first and second PLL circuits 1 and 2
The frequency division ratio data from the frequency division ratio data controller 4 supplied to 1d and 2d are set to M 1 and M 2, and the different frequency division ratios M 1 and M 2 are simultaneously supplied, so that VCO 1c and 2c The respective oscillating oscillation frequencies f 1 and f 2 are simultaneously oscillated and supplied to the mixer circuit 5.

【0030】上記、発振周波数f1,f2 が供給されたミキ
サ回路5の出力周波数f3は LPF6を介して、上記発振周
波数f1,f2 の差信号:f3=f1-f2 となって出力される。即
ち、上記 LPF6は周波数f1,f2 を阻止して差信号:f3=f1
-f2 のみを通過させて出力端子7より出力する。
The output frequency f 3 of the mixer circuit 5 supplied with the oscillation frequencies f 1 and f 2 is passed through the LPF 6 and the difference signal of the oscillation frequencies f 1 and f 2 is: f 3 = f 1 -f 2 Will be output. That is, the LPF 6 blocks the frequencies f 1 and f 2 and outputs the difference signal: f 3 = f 1
Only -f 2 is passed and output from output terminal 7.

【0031】例えば、第1及び第2の PLL回路1,2 の位
相比較周波数を50kHz とし、ループフィルタ1b,2b が2
次系で構成されている場合、上記第1及び第2の PLL回
路1,2 の発振周波数f1,f2 は「表1」に示すような関係
になるものとする。
For example, the phase comparison frequency of the first and second PLL circuits 1 and 2 is 50 kHz, and the loop filters 1b and 2b are 2
In the case of the next system, the oscillation frequencies f 1 and f 2 of the first and second PLL circuits 1 and 2 have the relationship shown in "Table 1".

【0032】[0032]

【表1】 [Table 1]

【0033】上記、「表1」において、第1の PLL回路
1の分周比M1は2ステップづつ変化し、第2の PLL回路
2の分周比M2は1ステップづつ変化するので出力発振周
波数f3は発振周波数f1-f2 となって1ステップづつ変化
する。
[0033] above, in "Table 1", the frequency division ratio M 1 of the first PLL circuit 1 2 step by step changes, since the frequency dividing ratio M 2 of the second PLL circuit 2 changes one by one step Output The oscillation frequency f 3 becomes the oscillation frequency f 1 -f 2 and changes step by step.

【0034】また、第1及び第2の PLL回路1,2 の発振
周波数f1,f2 を各々同時に上下に変化させることによ
り、出力発振周波数f3も同時に上下に同じように変化す
る。即ち、例えば発振周波数f1を低い周波数から可変ス
テップ20の発振周波数:f1=102.0MHzに急激に変化させた
時、発振周波数f1の出力周波数振動幅は、ダンピングフ
ァクタζが「ζ<1」の場合、図2に示すように周波数
変化した瞬間に大きい周波数振動幅が発生し、時間tが
経過することによって、周知の如く振動的に周波数振動
幅は減衰して行く。
Further, by simultaneously changing the oscillation frequencies f 1 and f 2 of the first and second PLL circuits 1 and 2 up and down respectively, the output oscillation frequency f 3 also changes up and down at the same time. That is, for example, when the oscillation frequency f 1 is rapidly changed from a low frequency to the oscillation frequency of the variable step 20: f 1 = 102.0 MHz, the output frequency oscillation width of the oscillation frequency f 1 has a damping factor ζ of “ζ <1. In the case of “”, a large frequency vibration width is generated at the moment when the frequency changes as shown in FIG. 2, and as time t elapses, the frequency vibration width is vibrationally attenuated as is well known.

【0035】また、第2の PLL回路2の発振周波数f2
変化においても同様に、図3に示すように周波数変化し
た瞬間に大きい周波数振動幅が発生し、時間tが経過す
ることによって周波数振動幅は減衰して行く。
Similarly, when the oscillation frequency f 2 of the second PLL circuit 2 changes, a large frequency oscillation width is generated at the moment when the frequency changes as shown in FIG. The vibration width is decreasing.

【0036】この様に、周波数変化時の大きな周波数振
動幅を有した発振周波数f1,f2 から出力発振周波数:f3
=f1-f2は、図2の周波数振動幅特性から図3の周波数振
動幅特性を引き算した図4の周波数振動幅特性を得るこ
とができる。即ち、周波数振動幅の大きい図2及び図3
の変化に対して図4の周波数振動幅は相殺されて周波数
振動幅を極端に低減した特性を得ることができる。
In this way, from the oscillation frequencies f 1 and f 2 having a large frequency oscillation width when the frequency changes, the output oscillation frequency: f 3
= f 1 -f 2 can obtain the frequency vibration width characteristic of FIG. 4 by subtracting the frequency vibration width characteristic of FIG. 3 from the frequency vibration width characteristic of FIG. 2. That is, FIG. 2 and FIG.
The frequency vibration width of FIG. 4 is canceled by the change of the above, and a characteristic in which the frequency vibration width is extremely reduced can be obtained.

【0037】但し、上記図4の周波数振動幅特性は、第
1及び第2の PLL回路1,2 が同一の構成要素で構成され
ているにも拘らずロックアップ時の分周比M1,M2 が異な
るため、厳密には図2と図3との周波数振動幅特性の振
動部分の波形が同一にならないため、ミキサ回路5の出
力発振周波数:f3=f1-f2は多少の周波数振動成分が相殺
されず残ることになる。
However, the frequency oscillation width characteristic of FIG. 4 has the frequency division ratio M 1 at lockup, even though the first and second PLL circuits 1 and 2 are composed of the same constituent elements. Strictly speaking, since the waveforms of the oscillating portions of the frequency oscillation width characteristics of FIG. 2 and FIG. 3 are not the same because M 2 is different, the output oscillation frequency of the mixer circuit 5: f 3 = f 1 -f 2 The frequency vibration component remains without being offset.

【0038】以下、上記出力発振周波数:f3=f1-f2の残
存周波数振動幅について述べる。一般に、2次系のルー
プフィルタを有した PLL回路において、 PLL回路の発振
角周波数ωn は、 ωn =[(Kφ・KV)/{N・C(R1+R2)}]1/2 ………(1) 式 となる。但し、 Kφ:位相比較器の感度、KV:VCO の感
度、N:分周比、C,R1,R2:ループフィルタの定数である。
The residual frequency oscillation width of the output oscillation frequency: f 3 = f 1 -f 2 will be described below. Generally, in a PLL circuit having a second-order loop filter, the oscillation angular frequency ω n of the PLL circuit is ω n = [(Kφ · K V ) / {N · C (R 1 + R 2 )}] 1 / 2 ……… (1) formula. Where Kφ is the sensitivity of the phase comparator, K V is the sensitivity of the VCO, N is the division ratio, and C, R 1 and R 2 are the constants of the loop filter.

【0039】「表1」の可変ステップ20の第1及び第2
の PLL回路1,2 において、第1の PLL回路1の角周波数
ωn1 、第2の PLL回路2の角周波数ωn2 とする
と、各々の角周波数ω12 は上記(1) 式より、 ω1 =[(Kφ・KV)/{M1・C(R1+R2)}]1/2 ………(2) 式 ω2 =[(Kφ・KV)/{M2・C(R1+R2)}]1/2 ………(3) 式 となる。
First and second of variable step 20 of "Table 1"
In the PLL circuit 1, a first angular frequency omega n = omega 1 of the PLL circuit 1, when the angular frequency omega n = omega 2 of the second PLL circuit 2, each of the angular frequency omega 1, omega 2 is From the above equation (1), ω 1 = [(Kφ ・ K V ) / {M 1・ C (R 1 + R 2 )}] 1/2 ……… (2) Equation ω 2 = [(Kφ ・ K V ) / {M 2 · C (R 1 + R 2 )}] 1/2 ……… (3)

【0040】上記、各々の角周波数ω12 から誤差を
抽出するため、各々の角周波数比:ω1 /ω2 を上記
(2),(3) 式より求めると、 ω1 /ω2 =[Kφ・KV・M2・C・(R1+R2)/K φ・KV・M1・C・(R1+R2)]1/2 =[M2/M1]1/2 ………(4) 式 となって、可変ステップ20ではM1=2.040,M2=2.020 で
あるので、(4) 式は、 ω1 =0.995 ω2 ………(5) 式 となる。即ち、第1及び第2の PLL回路1,2 の角周波数
ω12 の誤差は1周期の期間で、(5) 式より0.5%であ
ることが判かる。
In order to extract the error from the respective angular frequencies ω 1 and ω 2 , the respective angular frequency ratios: ω 1 / ω 2 are
Calculating from Eqs. (2) and (3), ω 1 / ω 2 = [Kφ ・ K V・ M 2・ C ・ (R 1 + R 2 ) / K φ ・ K V・ M 1・ C ・ (R 1 + R 2 )] 1/2 = [M 2 / M 1 ] 1/2 ……… (4), and in variable step 20, M 1 = 2.040, M 2 = 2.020, so (4 ) The formula is ω 1 = 0.995 ω 2 ……… (5). That is, it is understood from the equation (5) that the error between the angular frequencies ω 1 and ω 2 of the first and second PLL circuits 1 and 2 is 0.5% in the period of one cycle.

【0041】一般に、通常の PLL回路は角周波数ωn
数周期で振動が収束するよう設計されるため、上記角周
波数ω12 の誤差:0.5% は無視できる値であって、ミ
キサ回路5の出力発振周波数f3に大きく影響を与えるも
のでは無い。
Generally, since the normal PLL circuit is designed so that the vibration converges in several cycles of the angular frequency ω n , the error of 0.5% between the angular frequencies ω 1 and ω 2 is a negligible value, and the mixer It does not greatly affect the output oscillation frequency f 3 of the circuit 5.

【0042】次に、 PLL回路のロックアップ時の振動方
向の誤差を以下に述べる。一般に、2次系のループフィ
ルタを有した PLL回路において、ダンピングファクタζ
は次式で与えられ、 ζ=(N+Kφ・KV・C・R2) /2[N・Kφ・KV・C・(R1+R2)]1/2
……(6) 式 となる。
Next, the error in the vibration direction when the PLL circuit is locked up will be described below. Generally, in a PLL circuit having a secondary loop filter, a damping factor ζ
Is given by, ζ = (N + Kφ · K V · C · R 2) / 2 [N · Kφ · K V · C · (R 1 + R 2)] 1/2 ...
…… (6) becomes the formula.

【0043】「表1」の可変ステップ20の第1及び第2
の PLL回路1,2 の状態において、第1の PLL回路1のダ
ンピングファクタζ= ζ1 、第2の PLL回路2のダンピ
ングファクタζ= ζ2 とすると、各々のダンピングファ
クタζ12 は上記(6) 式より、 ζ1 =(M1+Kφ・KV・C・R2) /2[M1・Kφ・KV・C・(R1+R2)]1/2 ………(7) 式 ζ2 =(M2+Kφ・KV・C・R2) /2[M2・Kφ・KV・C・(R1+R2)]1/2 ………(8) 式 となる。
First and second of variable step 20 of "Table 1"
In the state of the PLL circuit 1, the damping factor zeta = zeta 1 of the first PLL circuit 1, if the damping factor zeta = zeta 2 of the second PLL circuit 2, each of the damping factor zeta 1, zeta 2 is equation (6) than, ζ 1 = (M 1 + Kφ · K V · C · R 2) / 2 [M 1 · Kφ · K V · C · (R 1 + R 2)] 1/2 ...... ... (7) ζ 2 = (M 2 + Kφ · K V · C · R 2) / 2 [M 2 · Kφ · K V · C · (R 1 + R 2)] 1/2 ......... ( 8) It becomes a formula.

【0044】前記同様に、各々のダンピングファクタζ
12 比:ζ1 /ζ2 を上記(7),(8) 式より求めると、 ζ1 /ζ2 =[(M1+Kφ・KV・C・R2) *2[M2・Kφ・KV・C・(R1+R2)]1/2] /[(M2+Kφ・KV・C・R2) *2[M1・Kφ・KV・C・(R1+R2)]1/2] =[M2/M1]1/2*[(M1+Kφ・KV・C・R2) /(M2+ Kφ・KV・C・R2)]………(9) 式 となる。この(9) 式において、「Kφ・KV・C・R2=A」 とす
ると、(9) 式は、 ζ1 /ζ2 =[M2/M1]1/2*[(1+M1/A) /(1+M2/A)] ……
…(10)式 となる。
Similar to the above, each damping factor ζ
1 and ζ 2 ratio: ζ 1 / ζ 2 is calculated from the above equations (7) and (8), ζ 1 / ζ 2 = [(M 1 + Kφ · K V · C · R 2 ) * 2 [M 2・ Kφ ・ K V・ C ・ (R 1 + R 2 )] 1/2 ] / [(M 2 + Kφ ・ K V・ C ・ R 2 ) * 2 [M 1・ Kφ ・ K V・ C ・(R 1 + R 2 )] 1/2 ] = [M 2 / M 1 ] 1/2 * [(M 1 + Kφ ・ K V・ C ・ R 2 ) / (M 2 + Kφ ・ K V・ C・ R 2 )] ……… (9). In this equation (9), if Kφ · K V · C · R 2 = A, then equation (9) yields ζ 1 / ζ 2 = [M 2 / M 1 ] 1/2 * [(1+ M 1 / A) / (1 + M 2 / A)] ……
… Equation (10) becomes.

【0045】一般に、第1及び第2の PLL回路1,2 では
分周比M1,M2 は、「M1,M2《A」 の領域で設計されるの
で、上記(10)式は、 ζ1 /ζ2 =[M2/M1]1/2………(11)式 となって、可変ステップ20のM1=2.040,M2=2.020 にお
いて、(11)式は、 ζ1 =0.995 ζ2 ………(12)式 となって、ダンピングファクタζ12 は0.5%の違いを
有することが判る。即ち、第1及び第2の PLL回路1,2
のロックアップ時の周波数振動が収束するダンピングフ
ァクタの誤差:0.5% は殆ど無視できものである。
Generally, in the first and second PLL circuits 1 and 2, the frequency division ratios M 1 and M 2 are designed in the region of “M 1 and M 2 << A”. , Ζ 1 / ζ 2 = [M 2 / M 1 ] 1/2 ……… (11) Equation becomes, and when M 1 = 2.040, M 2 = 2.020 of variable step 20, Equation (11) becomes 1 = 0.995 ζ 2 ………… (12) It becomes clear that the damping factors ζ 1 and ζ 2 have a difference of 0.5%. That is, the first and second PLL circuits 1 and 2
The error of the damping factor: 0.5% at which the frequency oscillation at the time of lock-up converges is almost negligible.

【0046】次に、2次系のループフィルタ1b,2b を持
つ PLLループのインディシアル応答における振動の収束
値と、n番目の振動極における振幅誤差an を以下に求
める。一般に、振動波形の振幅誤差an は、 an=exp[(-n・ζ・ π) /(1- ζ2)1/2]………(13)式 となる。
Next, the convergence value of vibration in the indicial response of the PLL loop having the second-order loop filters 1b and 2b and the amplitude error a n at the n-th vibration pole are obtained below. In general, the amplitude error a n of the vibration waveform is given by a n = exp [(-nζπ) / (1-ζ 2 ) 1/2 ] ... (13).

【0047】今、第1の PLL回路1の振幅誤差:an
1 、第2の PLL回路2の振幅誤差:an =a2 とし、
振幅誤差an の絶対値が最も大きいn=1の場合の各々
の振幅誤差a11, a12の比を求めると、 a11/a12=exp[(-ζ1・π)/(1−ζ1 2)1/2] /exp[(-ζ2・π)/(1−ζ2 2)1/2] =exp[{(−ζ1・π)/(1−ζ1 2)1/2}-{(−ζ2・π)/(1−ζ2 2)1/2}] ………(14)式 となる。
Now, the amplitude error of the first PLL circuit 1: a n =
a 1 , the amplitude error of the second PLL circuit 2: a n = a 2 ,
When the ratio of the respective amplitude errors a 11 and a 12 in the case where the absolute value of the amplitude error an is n = 1 is calculated, a 11 / a 12 = exp [(-ζ 1 · π) / (1− ζ 1 2 ) 1/2 ] / exp [(-ζ 2 · π) / (1−ζ 2 2 ) 1/2 ] = exp [{(− ζ 1 · π) / (1−ζ 1 2 ) 1 / 2 }-{(− ζ 2 · π) / (1−ζ 2 2 ) 1/2 }] ・ ・ ・ Equation (14).

【0048】一般に、ダンピングファクタζは:ζ=0.
7 程度の値が設定されるので、今、ζ1 =0.7 とする
と、前記(12)式より、 ζ2 =0.995*0.7=0.6965………(15)式 となって、上記ζ1 =0.7 、ζ2=0.6965の値を前記(14)
式に代入すると、 振幅誤差:a11=1.03*a12 ………(16)式 となる。
Generally, the damping factor ζ is: ζ = 0.
Since a value of about 7 is set, assuming that ζ 1 = 0.7 now, from the above formula (12), ζ 2 = 0.995 * 0.7 = 0.6965 ... (15) Formula, and above ζ 1 = 0.7 , The value of ζ 2 = 0.6965 is given in (14) above.
Substituting into the equation, amplitude error: a 11 = 1.03 * a 12 (16).

【0049】即ち、振幅誤差a11と振幅誤差a12との誤
差は3%になっていることがわかり、第1及び第2の P
LL回路1,2 のロックアップ時のミキサ回路5の出力発振
周波数f3=f1-f2は、最大周波数振動幅を呈するn=1の
振動極における周波数変動幅は、第1及び第2の PLL回
路1,2 の周波数変動幅の振幅誤差比:a11/a12=3%
と低減されることになる。
That is, it is found that the error between the amplitude error a 11 and the amplitude error a 12 is 3%, and the first and second P
The output oscillation frequency f 3 = f 1 -f 2 of the mixer circuit 5 at the time of lockup of the LL circuits 1 and 2 is the maximum frequency oscillation width. Amplitude error ratio of frequency fluctuation width of PLL circuits 1 and 2: a 11 / a 12 = 3%
And will be reduced.

【0050】この様に、第1及び第2の PLL回路1,2 の
分周比M1,M2 の差による PLLループのロックアップ時の
角周波数ω12 、ダンピングファクタζ12 及び振
幅誤差a1,2 の誤差比率は、前記説明したように、ミ
キサ回路5の出力発振周波数f3=f1-f2において大幅に低
減され、出力発振周波数f3=f1-f2の出力発振信号では殆
ど出力特性上の影響が無くなる。
As described above, the angular frequencies ω 1 and ω 2 during the lockup of the PLL loop due to the difference between the frequency division ratios M 1 and M 2 of the first and second PLL circuits 1 and 2 , the damping factor ζ 1 , zeta 2 and amplitude errors a 1, the error ratio of a 2, which, as explained above, is significantly reduced in the output oscillation frequency f 3 = f 1 -f 2 of the mixer circuit 5, the output oscillation frequency f 3 = f 1 The output oscillation signal of -f 2 has almost no influence on the output characteristics.

【0051】また、第1及び第2の PLL回路1,2 の分周
比M1,M2 が小さければ、小さい程、ロックアップ時の周
波数振動量は小さくなり、ミキサ回路5の出力発振周波
数f3での周波数振動幅は図4のように大幅に改善するこ
とができる。
Further, the smaller the frequency division ratios M 1 and M 2 of the first and second PLL circuits 1 and 2, the smaller the frequency oscillation amount at lockup, and the output oscillation frequency of the mixer circuit 5. The frequency oscillation width at f 3 can be greatly improved as shown in FIG.

【0052】[0052]

【発明の効果】この発明に係る発振回路は前述のよう
に、2個の第1及び第2の PLL回路1,2を用い PLLシン
セサイザ方式の発振器を形成し、各々の PLLシンセサイ
ザ出力をミキサ回路5で混合して低周波発振信号を出力
するよう構成したので、第1及び第2の PLL回路1,2 の
分周比M1,M2 の各々異なる分周比によって、同時に発振
周波数を切り換えた時の第1及び第2の PLL回路1,2 の
ロックアップ時のオーバーシュートの周波数振動幅を極
めて小さくすることができ、 PLLシンセサイザ方式の発
振回路のロックアップ時の安定性を十分に確保すること
ができるという効果がある。
As described above, the oscillation circuit according to the present invention forms a PLL synthesizer type oscillator by using two first and second PLL circuits 1 and 2, and outputs each PLL synthesizer output to a mixer circuit. Since the low-frequency oscillation signal is mixed by 5 and is output, the oscillation frequency is switched at the same time by different division ratios of the division ratios M 1 and M 2 of the first and second PLL circuits 1 and 2. The oscillation frequency range of overshoot during lockup of the first and second PLL circuits 1 and 2 can be made extremely small, and sufficient stability during lockup of the PLL synthesizer oscillator circuit is secured. There is an effect that can be done.

【0053】即ち、上記第1及び第2の PLL回路1,2 の
発振出力信号をミキサ回路5で混合処理する出力発振周
波数f3=f1-f2は、上記第1及び第2の PLL回路1,2 の各
々異なる分周比M1,M2 によって生じる角周波数ωの誤差
比:ω12=0.5%やダンピングファクタζの誤差比:ζ
12=0.5%、又は最大振幅(n=1) a1 の誤差比:a11
12=3%となって出力発振周波数f3の出力特性は元の P
LLシンセサイザ出力発振周波数f1,f2 に対して殆ど無視
できる値まで低減することができる。
That is, the output oscillation frequency f 3 = f 1 -f 2 at which the oscillation output signals of the first and second PLL circuits 1 and 2 are mixed in the mixer circuit 5 is equal to the first and second PLL circuits. Error ratio of angular frequency ω caused by different division ratios M 1 and M 2 of circuits 1 and 2: ω 1 / ω 2 = 0.5% and error ratio of damping factor ζ: ζ
1 / ζ 2 = 0.5%, or the maximum amplitude (n = 1) a 1 error ratio: a 11 /
a 12 = 3% and the output characteristic of the output oscillation frequency f 3 is P
The LL synthesizer output oscillation frequencies f 1 and f 2 can be reduced to almost negligible values.

【0054】また、第1及び第2の PLL回路1,2 の分周
比M1,M2 を任意に設定することにより、本来の PLL回路
の周波数可変範囲を狭めること無く、十分な可変範囲を
持って周波数可変することができるという効果もある。
Further, by setting the frequency division ratios M 1 and M 2 of the first and second PLL circuits 1 and 2 arbitrarily, a sufficient variable range can be achieved without narrowing the frequency variable range of the original PLL circuit. There is also an effect that the frequency can be varied by holding.

【0055】この様に、ロックアップ時の振動特性を改
善することにより、上記のように構成した発振回路の P
LLループのロックアップタイムの短縮にもなり、 PLL回
路の位相比較処理動作と電圧制御によるVCO1c,2cの発振
周波数の安定を行うことができるという効果もある。
In this way, by improving the vibration characteristic at the time of lockup, the P of the oscillation circuit configured as described above is
This also shortens the lockup time of the LL loop, and has the effect that the oscillation frequency of the VCOs 1c and 2c can be stabilized by the phase comparison processing operation of the PLL circuit and voltage control.

【0056】しかも、構造が簡単であって、従来例の発
振回路と同様な構成要素で、安価に構成することができ
るため実施も容易であるなどの優れた特長を有してい
る。
Moreover, it has an excellent feature that the structure is simple, the constituent elements are the same as those of the oscillation circuit of the conventional example, and the structure can be constructed at low cost, so that the implementation is easy.

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

【図1】この発明に係る発振回路の実施例を示したブロ
ック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of an oscillator circuit according to the present invention.

【図2】第1の PLL回路の出力特性を示した特性図であ
る。
FIG. 2 is a characteristic diagram showing an output characteristic of a first PLL circuit.

【図3】第2の PLL回路の出力特性を示した特性図であ
る。
FIG. 3 is a characteristic diagram showing an output characteristic of a second PLL circuit.

【図4】ミキサ回路の出力特性を示した特性図である。FIG. 4 is a characteristic diagram showing output characteristics of a mixer circuit.

【図5】従来例を示したブロック図である。FIG. 5 is a block diagram showing a conventional example.

【図6】他の従来例を示したブロック図である。FIG. 6 is a block diagram showing another conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 第1の PLL回路 1a 位相比較器 1b ループフィルタ 1c 電圧制御発振器 1d 分周器 2 第2の PLL回路 3 基準信号源 4 分周比データ制御器 5 ミキサ回路 6 ローパスフィルタ(LPF) 7 出力端子 1 1st PLL circuit 1a Phase comparator 1b Loop filter 1c Voltage controlled oscillator 1d Frequency divider 2 2nd PLL circuit 3 Reference signal source 4 Dividing ratio data controller 5 Mixer circuit 6 Low pass filter (LPF) 7 Output terminal

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 第1及び第2のPLLシンセサイザと、
この第1及び第2のPLLシンセサイザの分周器の分周
比を設定する分周比データ制御器と、前記第1及び第2
のPLLシンセサイザの各々の発振出力信号を混合する
ミキサ回路とを備え、 前記分周比データ制御器によって第1及び第2のPLL
シンセサイザの発振周波数を各々異なった発振周波数
で、且つ同一方向に周波数可変することにより、前記ミ
キサ回路より可変周波数の低周波発振出力信号を得るよ
う構成したことを特徴とする発振回路。
1. A first and a second PLL synthesizer,
A frequency division ratio data controller for setting a frequency division ratio of the frequency dividers of the first and second PLL synthesizers, and the first and second frequency dividers.
A mixer circuit for mixing the oscillation output signals of the respective PLL synthesizers, and the first and second PLLs are controlled by the frequency division ratio data controller.
An oscillation circuit configured to obtain a variable frequency low-frequency oscillation output signal from the mixer circuit by varying the oscillation frequencies of the synthesizer at different oscillation frequencies and in the same direction.
【請求項2】 上記第1及び第2のPLLシンセサイザ
の位相比較を行う基準信号を1個の基準信号源より供給
するよう構成したことを特徴とする請求項1記載の発振
回路。
2. The oscillator circuit according to claim 1, wherein a reference signal for phase comparison of the first and second PLL synthesizers is supplied from one reference signal source.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103312324A (en) * 2013-06-09 2013-09-18 广州山锋测控技术有限公司 Method and system for generating short-waveband signal

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