JPH06509217A - マルチループ型シンセサイザ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 マルチループ型シンセサイザ 技術分野 この発明は無線周波シンセサイザに関し、かつより特定的には１つより多くのル ープを有する無線周波シンセサイザに関する。

発明の背景 周波数シンセサイザは技術的によく知られておりかつ通信装置において基準信号 を発生するために通常よく使用される。周波数シンセサイザは種々の範囲の性能 を備えた種々の形態で利用できる。いくつかの形態では閉ループを提供しかつそ れによって所望の信号に対し精密なロックを可能にするために単一ループのフェ イズロックループを使用する。他のものはより正確にかつより少ないノイズによ って所望のチャネルにロックするために複数のフェイズロックループを使用する 。後者はより厳密な要求を有するより高級なシンセサイザ回路に使用されてきた 。より多くのユーザを収容するために通信装置に対する需要が絶えず増大するに 応じて、利用可能な周波数スペクトルをより効率的に使用する必要性が増大して いる。これはチャネルを互いに接近して配置することにより前記動作帯域におい てより多くのチャネルを絞り出すことにより達成されている。狭いチャネル間隔 に伴なういくつかの問題はスプリアスノイズおよび周波数の精度である。これら の双方とも全てのシステムに存在しかつ首尾よい通信に先立ち十分に制御されな ければならない。しかしながら、より接近したチャネル間隔のため、キャリアに 近い周波数においてスパー（ｓｐｕｒｓ）が十分に減衰されなければならない。

前記周波数スペクトルの特定の部分においてより多くのユーザが動作できるよう にする他の手法は時分割多重（ＴＤＭ）を使用することであった。ＴＤＭシステ ムにおけるチャネル間隔もまた狭いことが要求される。さらに、これらのシステ ムはそれらに必要とされる高速の周波数切換えを提供するために高速ロックのシ ンセサイザを使用する。

上に述べたシステムにおいて見られる問題に対処する上でマルチループ方式のシ ンセサイザは良い候補者である。

複数の位相同期ループを直列に使用することにより種々のマルチループ方式のシ ンセサイザが得られる。いくつかの用途においては、各ループは次のループに対 する基準信号発生器として使用される。この手法に伴なう問題は前記ループと共 に使用される整数分周器（ｉｎｔｅｇｅｒ　ｄｉｖｉｄｅｒｓ）の性質により正 確な周波数が常に得られるとは限らないことである。これらのシンセサイザでは 十分なスプリアス応答の改善は実現できない。さらに、シンセサイザのセットリ ング（ロック）時間は狭い帯域のフィルタを必要とするため単一ループのシンセ サイザによっては改善できない。この形式のマルチループのシンセサイザは１つ の形式の問題を解決しようと試みる場合に他のものを解決するには不適切となる ことが明らかである。したがって、低いスプリアス応答を達成しかつ任意の所望 の周波数に高速ロックできるシンセサイザの必要性が存在することが明らかであ る。

発明の概要 簡単に言えば、本発明によれば、最小のスプリアス成分を有する出力を生成する ためのマルチループ方式のシンセサイザが説明される。このマルチループ方式の シンセサイザは発振器出力信号を提供するために分周器段および発振器段を有す る第１のシンセサイザループを含む。前記マルチループ方式のシンセサイザはま たループ出力信号を提供するための出力を有する少なくとも１つの付加的なシン セサイザループを含む。前記マルチループ方式のシンセサイザはさらに前記第１ のシンセサイザループの分周器段に結合され前記第１のシンセサイザループの発 振器出力信号を前記少なくとも１つの付加的なシンセサイザループのループ出力 とミキシングするためのイメージ平衡ミキサ手段を含む。

第１図は、本発明の原理にしたがったマルチループ型シンセサイザである。

第２図は、本発明に係わる第１図のマルチループ型シンセサイザの１つのループ を示すブロック図である。

第３図は、本発明の原理にしたがったイメージ平衡ミキサのブロック図である。

第４図は、本発明に係わる通信装置のブロック図である。

好ましい実施例の詳細な説明 第１図を参照すると、マルチループ型シンセサイザ１００のブロック図が本発明 の原理を示すために与えられている。このブロック図は１１６で示されるループ １．１２１で示されるループ２、および１４８で示されるループｋを含む複数の シンセサイザループを備えている。明らかに、特定の用途およびシステムの要求 にしたがって任意の数のループを使用できる。シンセサイザループ１１．６，１ ２１および１４８はそれらのそれぞれの位相検出器において共通の基準発振器信 号１０１に結合されている。前記基準信号は第１図に示されるように各ループに 直接結合することもでき、あるいは固定またはプログラム可能な分周器を介して 結合し全てのループが同じ基準周波数で動作しないようにすることもてきる。ル ープ１１６，１２１および１４８の各々の要素は第１図から見られるように同じ である。

一般に、各シンセサイザループ（１１６，１２１および１４８）は位相検出器（ １０２，１２２および１３８）、伝達関数Ｆｉ　（ｓ）を備えたループフィルタ （１０４，１２４および１４０）、ゲイン定数Ｋ　、を備えたＶＣＯ（１０６， １２６および１４２）、そしてモジュラスまたは分周率（ｍｏｄｕｌｕｓ）Ｎ、 を備えたプログラム可能なル！ −プ分周器（１，０８，１３０および１４６）を含む。シンセサイザー００には または分周率Ｐ　を備えたステージ間分周器（ｉｎｔｅｒｓｔａｇｅ　ｄｉｖｉ ｄｅｒ）１１２゜１２８および１４４が含まれており、これらはそれぞれループ １１６，１２１および１４８の出力に接続されている。

各々のフェイズロックループシンセサイザの出力は次のステージまたはループに 注入される前に固定した分周率Ｐ。

を有するそのそれぞれのステージ間分周器によって周波数が分局または分割され る。ステージ間分周器１．１．２．１２８および１４４は出力信号１１４におけ る所望の周波数を達成する上でより一層の柔軟性を提供する。ステージ間分周器 １１２を除去することは本発明の目的から離れることなく可能である。前記フィ ルタの伝達関数Ｆ、（ｓ）、Ｖｌ ＣＯのゲイン定数Ｋ　’、ステージ間分周器の分周率Ｐ３、Ｖｌ　ｌ および分周器の分周率Ｎ、は全てシンセサイザーｏＯの種々の要求に合致させる ために異なる値を持つことができる。

シンセサイザループ１１６，１．２１および１４８は好ましくは位相ロックルー プ型とされる。

ループ１２１はＶＣＯ１２６からミキサー３２へのフィードバックループにおか れる角度変調器１３３を含む。該変調器１３３は出力信号１１４を変調するため の手段を提供する。変調器１３３の第１の入力は前記ＶＣＯ１２６の出力、ずな わち信号１３４、に結合されている。変調器１３３の変調入力は情報入力信号１ ３５に結合されている。

この信号１３５はシンセサイザ１．００の出力信号１１４を変調するよう意図さ れた低周波数変調信号である。変調器１３３の出力はミキサ１３２に結合され、 そこで該出力はループ１４８からの信号１３６とミキシングされる。変調器１３ ３を使用することにより、ループの内部のシンセサイザ出力信号１１４を変調す ることが可能になる。変調器１３３はシステム１００の要求に応じてループ１１ ６，１２１および１４８の任意のものに配置することができる。

実際に、変調器１３３の位置はシンセサイザ１００の最適の性能を活用するため に計算することができる。変調器１３３を使用した信号１１４の変調は他の知ら れた変調技術の使用を排除するものではない。１つのそのような技術は出力信号 １１４を伝統的な変調器によって外部的に変調することである。デュアルポート 変調器を使用した他の技術もシンセサイザ１００と共に使用するのに適している 。これらの方法は変調器１３３に変えであるいは変調器１３３に加えて適用する ことができる。また、ループ１１６．１２１および１４８のうちの任意のものに おける付加的なミキサによって変調信号をシンセサイザ１００に結合することに より前記出力信号】１４に変調を加えることができる。

一連のシンセサイザループ１１６．１２１および１４８は互いにミキサ１．１０ および１３２を介して結合されている。前のシンセサイザループからの信号を受 け取る各シンセサイザループはミキサを含む。したがって、ループ１４８はミキ サを持たない唯一のループである。これらのミキサはイメージ平衡型のものであ りがっループｉの出力信号を、オフセット信号として、ループ（ｉ−１）に結合 するために使用される。イメージ平衡ミキサの使用は、大部分の他の実現可能な 乗算器が行なうように両方ではなく、和または差出力のみを生成することが必要 とされる。さらに、ミキサ１１０および１３２は前記和または差信号のうちの一 方または他方を選択的に選ぶためのスイッチング手段を含む。ミキサ１１０およ び１３２の動作に関するより詳細な説明は第３図と関連して後に行なう。

この実施例においては、ミキサ１１０はループ１２１をループ１１６に結合する ために使用され、かっミキサ１３２はループ１４８をループ１２１に結合するた めに使用されている。ミキサ１１０の第１の入力はＶＣＯ１０６の出力からの信 号１１８（Ｓｌ）である。ミキサ１１０への第２の入力はステージ間分周器１２ ８の出力がらの出力信号１２０（Ｓ２）である。ミキサ１１０は信号１２３（Ｓ ｏ）を生成し、この信号はループ分周器１０８、好ましくはその入力ボートに、 結合される。ミキサ１３２への第１．の入力は変調器１３３の出力信号である。

ステージ間分局器（ｉｎｔｅｒｓｔａｇｅ　ｄｉｖｉｄｅｒ）１４４の出力信号 はその第２の入力を介してミキサ１３２に注入される。

ミキサ１３２の出力はループ分局器１３０に結合されている。ミキサ１１０およ び１３２にはそれらのミキサのそれぞれの出力にロー側またはハイ側信号を提供 するために使用されるスイッチング装置が含まれている。これらのスイッチング 装置の動作は第３図に関連してより詳細に説明する。

シンセサイザ１００の出力は第１のループ１１６のステージ間分周器１１２の出 力において得られる。シンセサイザ１００の動作のより良い理解を与えるために 、ループの１つ、すなわち１１６、の説明が行なわれる。シンセサイザ１００は ２つのシンセサイザループのみを含んでいてもよい。このループの数は本発明の 目的を満たすのに十分である。

次に第２図を参照すると、位相同期ループ１１６の要素のブロック図が再びより 詳細な分析のために与えられている。該位相ロックループ１１６の第１の入力は 前記基準入力信号１０１に結合されている。この基準入力信号１０１は特定の周 波数にロックするために前記ループ１１６によって使用される安定な信号である 。位相検出器１０２の第２の入力はＮ１分周ブロック１０８の出力に結合されて いる。位相検出器１０２は２つの入力信号の間の位相差に比例する信号２０２を 生成する。この位相差信号２０２はＦｌ（ｓ）によって規定される特性を有する フィルター０４に結合されている。この特性は通常ローパスでありかつ信号２０ ２に乗り得るノイズ成分を除去するように構成されている。フィルター０４の出 力信号は制御信号２０４でありかつその動作周波数を制御するために電圧制御発 振器１０６に結合されている。電圧制御発振器１０６の伝達関数は（Ｋｖｌ）／ ｓで表わされる。ＶＣＯ１０６の出力信号１１８は分周率（ｍｏｄｕ　１ｕｓ） Ｐｌを有するステージ間分局器１１２に結合されている。この分周器１１２の出 力はシンセサイザー００の出力である出力信号１１４である。信号１１８はまた ミキサー１０の第１の入力に結合されている。ミキサー１０への第２の入力は後 続のループ、すなわちループ１２１、の出力である信号１２０である。

ミキサー１０においては、２つの信号１１８（Ｓｌ）および１２０（Ｓ）が混合 されて信号１２３（Ｓｏ）を生じ、この信号はＮ１分周の分周器１０８を介して 位相検出器１０２に加えられ、それによってループを閉じる。シンセサイザルー プ１１６の動作はここでは簡単に述べる。汎用目的の位相同期ループのより詳細 な理解についてはＦ、　Ｍ。

Ｇａｒｄｎｅｒ、Ｊｏｈｎ　Ｗｉｌｅｙ　ａｎｄ　５ｏｎｓ、Ｉｎｃ、、による １９６６年出版の“Ｐｈａｓｅ　Ｌｏｃｋｅｄ　Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ”を参照 。一般に、基準周波数１０１に対する出力信号１１４の周波数の定常状態の関係 は次の式で表わされる。

この場合、ｆｏは出力信号１１４の周波数を表わし、ｆ分周率を表わし、かつｆ ２／Ｐ２は信号１２０（Ｓ２）、すなわちミキサ１１０への第２の注入、の周波 数を表わす。

ループ１１６について展開されるこの表現はシンセサイザ１００の全てのループ 出力周波数を規定するために再帰的に（ｒｅｃｕｒｓｉｖｅｌｙ）適用できる。

ミキサ１１０および１３２がそれらの入力周波数の差を生成する場合については 、ループｉの出力周波数は次の式に従う。

上に示した式をシステムにわたり引き続き適用することにより出力信号１１４に 対し次の表現を得る。

＋・−・＋（ｆ　ＲＮ　Ｋ）　／　（Ｐ　Ｉ　Ｐ　２・・・Ｐ、）この一般式か ら、シンセサイザ１００の周波数分解能はシンセサイザ１００のいずれの位相同 期ループの周波数分解能よりも精細であることが理解できる。数多くのシンセサ イザループ１１６，１２１および１４８を使用することにより出力信号１１４は 分周器１０８，１３０．１４６およびステージ間分周器１１２．１２８および１ ４４によって制御される任意の周波数を取り得ることが示される。この付加され た利益は個々のシンセサイザ１１６，１２１および１４８の動作における最小限 の妥協と共に提供される。

ｆｏの最終的な計算からシンセサイザループ１４８の出力周波数の変化の定常状 態における影響は出力信号１１４においては全てのステージ間分周器１１２．１ ２８および１４４のそれぞれ分周率の値の積ＰＩＰ２・・・ＰＫに等しい係数に よって低減されることに注目すべきである。したがって、シンセサイザ１００の チャネル間隔は個々のループのチャネル間隔を前記Ｐの値によって除算したもの であり、かつシンセサイザ１００は大きな数のループにおける外乱に極めて免疫 性がある。さらに、ループ１４８に導入される位相の動揺は前記Ｐの値の積によ ってかつフィルタ１０４．１２４および１４０のフィルタ特性によって低減され る。ステージ間分周器１１２．１２８および１４４と共にマルチループ１１６． １２１および１４８を使用することにより、全ての希望する周波数が低周波数の 基準信号１０１を使用することなく達成できる。高周波数の基準信号を使用する ことはループフィルタ１０４，１２４および１４０が広い帯域幅を持つことを可 能にする。これはループフィルタ１０４，１２４および１４０のセットリング時 間をかなり低減させることになり、その結果シンセサイザ１゜Ｏの総合的なセッ トリング時間を低減する結果を生じる。

シンセサイザ１００の低いセットリング時間は該シンセサイザ１００を、時分割 多重システムのような、周波数の間の高速の切換えを必要とする通信装置に使用 できるようにする。これはシンセサイザ１００のマルチループの他の利点である 。

広い帯域幅特性を有するループフィルタ１０４．１２４および１４０を用いるこ とにより、変調器１３３を使用してループの内部の出力信号１１４を、情報入力 信号１３５により、変調することが可能になる。この内部変調はフィルタ１０４ ，１２４および１４０の帯域幅が前記情報入力信号１３５が制限されることなく 通ることができるほど十分に広いため可能になる。出力信号１１４の内部変調に よりいくつかの利点が提供される。１つの重要な利点は補償ネットワークを使用 することなくその動作帯域にわたり出力信号１１４をフラットに変調できること である。逆に、狭い帯域幅を有する変調されたシンセサイザネットワークにおい てフラットな変調を生成する場合では補償ネットワークが必要である。

要するに、小さいチャネル間隔および実質的に低いスプリアスノイズを生成する ために複数のループを有するマルチループシンセサイザが述べられている。各々 のループはそのループ出力の周波数をそれを次のループに結合する前に分周する ステージ間分周器を含んでいる。ループの間の結合は２つの引き続くループの出 力をミキシングするミキサを介して行なわれる。ミキサのループへの結合はルー プ分局器を介して行なわれる。ステージ間分周器を有するマルチループによって 、シンセサイザの出力における信号のチャネル間隔はより大きい数の増分によっ てさらにいっそう正確に制御できる。言い換えれば、小さいチャネル間隔が本来 的に高いセットリング時間を有する狭い帯域幅のフィルタを使用することなく可 能になる。

次に第３図を参照すると、イメージ平衡ミキサ１１０のブロック図が本発明にし たがって示されている。このイメージ平衡ミキサ１１０はシンセサイザ１００に おいて使用される全てのイメージ平衡ミキサ１１０および１３２の１つを代表す るものである。全てのこれらのミキサ１１０および１３２の動作は同じである。

このイメージ平衡ミキサ１１０は２つの平衡ミキサ３０６および３１２．２つの １／４サイクルタイムシフタ３０８および３１０．１つの加算器３１４．１つの １／２サイクルタイムシフタ３０２、および１つのスイッチ３０４を含む。ミキ サ３１２への入力はそれぞれ１／４サイクルタイムシフタ３０８，３１０によっ て時間的にシフトされた２つの入力信号１１８（Ｓｌ）および１２０（Ｓ２）で ある。計算を簡単にするため、正弦波（ｓ　１ｎｕｓｏ　ｉｄａ　１）信号が考 察されかつタイムシフタ３１０および３０８の出力信号は、それぞれ、Ｓ１′お よびＳ２’　と名付けられている。正弦波信号の時間シフトはその位相シフトと 同じであることに注意を要する。

１／２サイクルの時間シフトは１８０°の位相シフトと等しく、一方１／４サイ クルの時間シフトは９０°の位相シフトに等しい。実際に、時間および位相シフ トは同じ動作を言及するのに相互交換可能に使用されている。ミキサ３０６の第 １の入力は信号１２０（Ｓ２）に結合されている。

ミキサ３０６の第２の入力はスイッチ３０４の出力端子に結合されている。スイ ッチ３０４はその第１の端子が信号１１．８（Ｓ、）に結合された制御可能な双 投（ｔｗｏ　ｔｈｒｏｗ）スイッチである。スイッチ３０４の第２の端子は１／ ′２サイクルの時間シフタ３０２に結合されている。

該時間シフタ３０２への入力は信号１１８（Ｓｌ）である。

時間シフタ３０２の出力はＳＯと名付けられている。ス］ イッチ３０４の出力端子はミキサ３０６の第１の入力に結合されている。ミキサ ３０６への第２の入力は信号１２０（Ｓ２）である。コントローラの制御の下に 、スイッチ３０４は信号１．１８（Ｓｌ）と１／２サイクルだけ時間シフトされ た同じ信号Ｓ　１との間で切換える。コントローラからの制御信号は制御ライン ３２０を介してスイッチ３０４に結合される。ミキサ３０６および３１２の出力 信号３１６（Ｓ３）および３１８（Ｓ４）は加算器３１４に印加され、該加算器 ３１４の出力は信号１２３（Ｓｏ）である。

スイッチ３０４および時間シフタ３０２を使用することにより、信号１２３（Ｓ ｏ）の出方周波数は選択的に前記２つの入力信号１１８（Ｓｌ）および１２ｏ（ ｓ２）の周波数の和または差とすることができる。スイッチ３０４が上部位置（ ポジション１）にあるとき、出力信号１２３（Ｓｏ）は２つの入力信号１１８（ Ｓ、）および１２０（Ｓ２）の和である。逆に、出力信号１２３（Ｓｏ）はスイ ッチ３０４が下部位置（ポジション２）にあることにより２つの入力信号１１８ （Ｓｌ）および１２ｏ（ｓ２）の差となる。以下の計算はイメージ平衡ミキサ１ １０の動作の原理を示す。１１８（Ｓｌ）および１２ｏ（ｓ２）における正弦波 人力が単位振幅を有するものと仮定すると、前記入力信号は次のように表わすこ とができる。

５１（ｔ）　＝ｃｏｓ　（（１１）、　ｔ＋ｏ’　）Ｓ２（ｔ）＝ｃｏｓ（ω２ を十００） この場合ω１およびω２は、それぞれ、１１８（Ｓｌ）および１２０（Ｓ２）の ラジアン周波数である。位相シフタ３０２．３０８および３１０において、前記 信号はそれぞれ次のようになる。

Ｓ２’　（ｔ）＝ｃｏｓ　（ω２ｔ＋９０°）。

Ｓ１’　（ｔ）＝ｃｏｓ　（（ＩＪ１ｔ＋９０°）本発明の目的のために、ミキ サ３０６および３１２は理想的な乗算操作を行うものと仮定する。その場合、ス イッチ３０４が上部位ＩＩＩ（ポジション１）にある場合については、信号１１ ８（Ｓｌ）はミキサ３０６に印加され、該ミキサの出力３１６（Ｓ３）は次のよ うになる。

Ｓ　（ｔ）＝Ｓ　（ｔ）＊５２（ｔ） ＝ｃｏｓ　（ω１ｔ＋０°）ｃｏｓ　（ω２ｔ＋０°）＝　（１／　２）　ｃ　 ｏ　ｓ　［（ω１　（ｌＪ２）　ｔ］＋　（１／２）ｃｏｓ　［（ω１＋ω２） ｔ］同様に、ミキサ３１２の出力は次のようになる。

ｓ　（ｔ）−８’　（ｔ）＊Ｓ　’　（ｔ）−（１／２）ｃｏｓ　［（ω１＋ω ２）ｔ＋１８０°］＋　（１／２）ｃｏｓ　［（ω１−ω２）を千０°コ信号Ｓ 　およびＳ４が加算器３１４において加算されたとき、和の項は打ち消され、差 の項のみが残る。

５ｏ（ｔ）＝３３（ｔ）＊５４（ｔ） ＝ｃｏｓ　［（ω１−ω２）ｔ＋０°コこれに対し、スイッチ３０４がポジショ ン２にセットされ、それによって信号１１８（Ｓｌ）のシフトされたものがミキ サ３０６に印加されれば、３１６（Ｓ３）は次のようになる。

＝　（１／２）ｃｏｓ　［（ω１＋ω２）ｔ＋１８０°］＋　（１／２）ｃｏｓ 　［（ω１−ω２）ｔ＋１８０°］前と同様に、２つのミキサ３０６および３１ ２の出力は加算器３１４において加算されて次の信号１２３（Ｓｏ）を生成する 。

明らかに、差の項は出力１２３（Ｓｏ）において打ち消されている。これは、ス イッチ３０４のポジションにしたがって和の項または差の項のいずれかが選択で きることを示している。

第３図は時間シフタ３０２，３０８および３１０そしてスイッチ３０４のお互い に関するかつミキサ３０６および３１２に関する相対的な位置の数多くの組合わ せのうちの１つのみを表わしていることに注意を要する。本発明の精神から離れ ることなく他の組合わせも可能である。スイッチ３０４および時間シフタ３０２ を含むイメージ平衡ミキサを使用することによってシンセサイザ１００における 個々のループに帰因するスパーの除去が可能になる。ミキサ１１０において２つ の混合された信号１１８（Ｓｌ）および１２０（Ｓ２）の和または差を選択する ことにより、出力信号１１４は効果的にスパーがなくなるようにすることができ る。そのようなミキサ３０６の出力信号に対する機動性（ｍａｎｅｕｖｅｒａｂ ｉｌｉｔｙ）によってシンセサイザ１００にかなりのスパーに対する免疫性を提 供することができる。言い換えれば、スイッチ３０４はミキサ１１０に前記出力 信号１２３（Ｓｏ）における高いまたは低い周波数オフセットを選択する自由を 与える。もし１組のシンセサイサルーブの出力周波数が出力信号１１４において 望ましくないスプリアス信号を生成すれば、これらのスパーはスイッチ３０４の ポジションを変えることにより実質的に除去できる。スイッチ３０４の動作は出 力信号１１４に関連する種々のスパーに関する情報を格納するデータバンクへの アクセスが可能なコントローラによって制御されることになる。特定の出力周波 数に関連するスプリアス信号のスペクトル位置を知っていることによりコントロ ーラがそのスプリアス信号を除去することを目指すスイッチ３０４の正しいセツ ティングを選択できるようにすることができる。本発明のミキサ１１０は時間シ フタ３０２およびスイッチ３０４を含むものとして示されたが、これらの要素３ ０２および３０４はミキサ１１０と共に存在する必要はない。シフタ３０２およ びスイッチ３０４を含む別個のモジュールを使用することができる。

要するに、マルチループ型シンセサイザ１００と組合わせてイメージ平衡ミキサ １１０が使用されそのようなシステムに固有のスパーを付加することなしにより 狭いチャネル間隔を提供する。前記イメージ平衡ミキサ１１０はスイッチ３０４ および時間シフタ３０２を含みこれはミキサ３０６の出力において前記２つの入 力信号１１８（Ｓｌ）および１２０（Ｓ２）の差または和を提供するように注入 を変化させることができる。これは出力信号１１４に現れるスパーを実質的に除 去する結果となる。

次に第４図を参照すると、通信装！１ｌ１４００のブロック図が本発明にしたが って示されている。この通信装！１４００は無線周波信号を送信および受信する ために使用されるアンテナ４０４を含む。該アンテナ４０４は受信および送信信 号を処理する送受信機４０６に結合されている。該送受信機４０６は送信および 受信モードの間を選択的に切り替えるための回路を含む。送受信機４０６にはシ ンセサイザ１００が結合されている。前記出力信号１１４は送受信機４０６のた めの局部基準発振器信号を提供する。送受信機４０６の動作はコントローラ４１ ０によって制御され、該コントローラ４１０はまたシンセサイザ１００の動作を も制御する。

受信信号は前記送受信機４０６の構成要素によって処理されかつ復調される。前 記受信信号の音声成分はスピーカ４０８に結合される。前記受信信号のデータ成 分はコントローラ４１０によって分析されかつデコードされた後にディスプレイ ４０２によって表示される。マイクロホン４１４はシンセサイザ１００に情報入 力信号１３５を提供する。

マイクロホン４１４はオーディオ信号をそれらがシンセサイザ１００に供給され る前に処理するための全ての必要な回路を含む。送信モードにおいては、変調さ れた出力信号１１４は送受信機４０６に結合され、そこでろ波され、増幅され、 かつ送信のためにアンテナ４０４に結合される。

コントローラ４１０はミキサ１１０におけるスイッチ３０４の動作に加えてシン セサイザ１００において使用される他のミキサの全ての同様のスイッチの動作を 制御する。さらに、コントローラ４１０は変調器１３３のためのスイッチングを 提供する。受信モードにおいては、変調器１３３は切り離されそれによって出力 信号１１４が単に基準信号を提供するようにされる。しかしながら、送信モード においては、変調器１３３は切換え接続され出力信号１１４が変調されたキャリ ア信号となることができるようにする。

メモリブロック４１２はコントローラ４１０に結合されかつ該コントローラに各 々の要求されるシステム出力周波数に対して受け入れ可能なスプリアス性能を生 成するスイッチ設定のテーブルを提供する。該テーブルからの情報はシンセサイ ザ１００のプログラミング情報の一部として含められることになる。前記テーブ ルは理論的にコンピュータ分析から発生でき、あるいは出力信号１１４の種々の 周波数の物理的な測定から経験的に得ることができる。送受信機４０６の動作周 波数を変えるために、シンセサイザ１００に対して特定の周波数を有する信号を 生成するための要求が行なわれる。一般に、この要求はユーザからの指令を受け るコントローラを介して行なわれる。コントローラ４１０はメモリ４１２から好 ましいスイッチ設定を探す。この情報が得られると、ミキサ１１０および１３２ におけるスイッチはそれに応じて出力信号１１４のスパーを最小にするよう設定 される。

イメージ平衡ミキサ１１０によって行なわれる作用は受信機においてＬＯ倍信号 関し注入側を切換えるのと同様である。しかしながら、受信機技術と本発明にお いて説明されるものとの間には差異がある。第１に、受信機の手法においては、 ミキサおよびその出力におけるフィルタの特性は注入側が代わった場合にも変化 しない。しかしながら、本発明においては、ミキサ１１０はスイッチ３０４の設 定を変更することにより物理的に変えられる。第２に、受信機の場合には、ミキ サの出力、すなわちＩＦ傷信号は一定の周波数に維持される。本発明においては 、この点が異なりかつＩＦ傷信号一定に止まっていない。

マルチループ型シンセサイザ１００は通常のシンセサイザによって提供されるも のよりもはるかに多くの利点を持っている。低周波基準信号を使用することなく 近接したチャネル間隔が可能である。低周波基準発振器を必要とすることなく、 シンセサイザループにおける狭いループフィルタの必要性も除去される。代わり に、比較的高い基準周波数の信号と共に広いループフィルタが使用できる。これ はシンセサイザのセットリング時間を大幅に低減し、このことはまたは本発明の 価値ある利点である。さらに、位相シフタおよびミキサ出力におけるスイッチの 使用により、そうでない場合には残る、周波数スパーが除去できる。一般に、こ れらのスパーはシンセサイザの出力信号にかなり近くなり、それらを高度なフィ ルタを使用することなく除去することを困難にしている。マルチループ型シンセ サイザ１００の重要な利点の１つはその出力において得られる小さなチャネル間 隔である。

前記シンセサイザ１００のループの１つの構成要素に対し時折参照が行われるこ とが理解される。適切な場合には、そのような参照は他のループからの同様の要 素を含むことを意味する。さらに、同様の要素の動作はシンセサイザ１００の全 てのループに対し同じであることが理解される。

本発明の精神から離れることなく前記好ましい実施例の要素に対し重要でない部 分の（ｍｉｎｏｒ）変更を行うことが可能なことは明らかである。ここに説明し た特定の実施例の提供は本発明の好ましい実施例を提供することを意図している 。そのような提供は決して本発明の唯一の実施例と解釈されるべきではない。ま た、それは限定的なものと考えるべきものでもない。

この発明は狭いチャネル間隔を達成するために使用される低い周波数の基準発振 器に関連して必要とされる狭いループフィルタの必要性を除去する。狭い帯域幅 のフィルタを使用する必要がないことの重要な利点は広い帯域幅のフィルタによ って実゛現できるセットリング時間の低減である。

時間シフタ３０２並びにスイッチ３０４は他の場合には狭いループフィルタによ って除去されてきたキャリアに近いスパーを除去する方法を提供する。以前には 共存することができなかったシンセサイザのいくつかの特徴が本発明のマルチシ ンセサイザ１００によって提供される。１つの基準発振器がループ１１６．１２ １および１４８に同じ基準信号を提供するために使用されていることが示された が、この基準信号は異なるループに対して変えることが可能なことが理解される 。これは複数の基準発振器の使用によっであるいは分周器を介して別個のループ に結合された単一の基準発振器によって達成できる。種々の基準信号を使用する ことによって出力信号１１４におけるチャネル間隔のより大きな柔軟性が得られ る。

ＦＩＧ、２ ＦＩＧ、４

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. １．最小のスプリアス成分を有する出力を生成するためのマルチループ型シンセ サイザであって、分周器段および発振器段を有し発振器出力信号を提供するため の第１のシンセサイザループ、 ループ出力信号を提供するための出力を有する少なくとも１つの付加的なシンセ サイザループ、そして前記第１のシンセサイザループの分周器段に結合され前記 第１のシンセサイザループの発振器出力信号を前記少なくとも１つの付加的なル ープのループ出力とミキシングするためのイメージ平衡ミキサ手段であって、該 イメージ平衡ミキサ手段は前記第１のシンセサイザループの発振器出力信号を前 記少なくとも１つの付加的なシンセサイザループのループ出力信号とミキシング する前に選択的に時間シフトするための手段を含むもの、 を具備する最小のスプリアス成分を有する出力を生成するためのマルチループ型 シンセサイザ。
2. ２．さらに、少なくとも１つのステージ間分周器を含む、請求の範囲第１項に記 載のマルチループ型シンセサイザ。
3. ３．さらに、前記出力信号を変調するための手段を含む、請求の範囲第１項に記 載のマルチループ型シンセサイザ。
4. ４．シンセサイザであって、 分周器段および発振器段を有し発振器出力信号を提供するための第１のシンセサ イザループ、 ループ出力信号を提供するための出力を有する少なくとも１つの付加的なシンセ サイザループ、前記第１のシンセサイザループの分周器段に結合された出力を有 するイメージ平衡ミキシング手段、シフトされた信号を生成するための時間シフ タ、前記イメージ平衡ミキシング手段に結合され前記第１のシンセサイザループ の発振器出力または前記シフトされた信号を選択的に前記イメージ平衡ミキシン グ手段に結合するための手段、そして 前記少なくとも１つの付加的なループに結合され前記ループ出力信号を変調する ための変調器手段、を具備するシンセサイザ。
5. ５．実質的にスパーのない信号を生成するためのシンセサイザであって、 複数のシンセサイザループであって、各シンセサイザループは、 発振器出力信号を提供するための出力を有する発振器手段、 分周器手段、そして 第１のシンセサイザループの前記発振器出力信号を第２のシンセサイザループの 前記発振器出力信号とミキシングするためのミキサ手段であって、該ミキサ手段 は、前記第１のシンセサイザループの発振器出力信号を前記ミキサ手段に結合す る前に選択的に時間シフトするための手段、 を具備する前記ミキサ手段、 を含む前記シンセサイザループ、 を具備する実質的にスパーのない信号を生成するためのシンセサイザ。
6. ６．前記ミキサ手段はイメージ平衡ミキサを含む、請求の範囲第５に記載のシン セサイザ。
7. ７．前記発振器手段は電圧制御発振器を含む、請求の範囲第５項に記載のシンセ サイザ。
8. ８．少なくとも１つのイメージ平衡ミキサ、分周器段を有する第１のシンセサイ ザループ、および分周器段を有する少なくともさらに１つのシンセサイザループ を有する発振器回路における、実質的にスパーのない信号を生成する方法であっ て、 前記第１のシンセサイザループを使用して第１の発振器出力信号を発生する段階 、 前記少なくともさらに１つのシンセサイザループを使用してオフセット発振器信 号を発生する段階、シフトされた信号を生成するために前記第１の発振器出力信 号を選択的に位相シフトする段階、そして前記シフトされた信号を前記オフセッ ト発振器信号とミキシングしてミキシングされた信号を生成する段階、を具備す る実質的にスパーのない信号を生成する方法。
9. ９．通信装置であって、 マルチループ型シンセサイザであって、該マルチループ型シンセサイザは、 分周器段および発振器段を有し発振器出力信号を提供するための第１のシンセサ イザループ、ループ出力信号を提供するための出力を有する少なくとも１つの付 加的なシンセサイザループ、前記第１のシンセサイザループの分周器段に結合さ れ前記第１のシンセサイザループの発振器出力信号を前記少なくとも１つの付加 的なループのループ出力信号とミキシングするためのイメージ平衡ミキサ手段、 時間シフトされた信号を生成するための時間シフタ、前記イメージ平衡ミキシン グ手段に結合され前記第１のシンセサイザループの発振器出力または前記シフト された信号を選択的に前記イメージ平衡ミキシング手段に結合するためのスイッ チング手段、そして前記スイッチング手段の動作を制御するためのコントローラ 手段、 を含むマルチループ型シンセサイザ、 を具備する通信装置。
10. １０．マルチループ型シンセサイザであって、各々分周器段および出力信号を生 成するための出力ポートを有する一連のシンセサイザループであって、各々のル ープの前記出力信号は後続のループに対するオフセット信号として使用され、各 々のループは、 第１のシンセサイザループの分周器段に結合され前記第１のシンセサイザループ の出力を後続のシンセサイザループの出力とミキシングするためのイメージ平衡 ミキサ、そして 前記第１のシンセサイザループの出力を前記後続のシンセサイザループの出力と ミキシングする前に選択的に時間シフトするための時間シフタ、 を含む各々のループ、 を具備するマルチループ型シンセサイザ。