JPH07154250A - Pll周波数シンセサイザおよびこれを用いるラジオ受信機 - Google Patents

Pll周波数シンセサイザおよびこれを用いるラジオ受信機

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JPH07154250A
JPH07154250A JP5329652A JP32965293A JPH07154250A JP H07154250 A JPH07154250 A JP H07154250A JP 5329652 A JP5329652 A JP 5329652A JP 32965293 A JP32965293 A JP 32965293A JP H07154250 A JPH07154250 A JP H07154250A
Authority
JP
Japan
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circuit
frequency
voltage
output
pll
Prior art date
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Pending
Application number
JP5329652A
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English (en)
Inventor
Tamotsu Suzuki
保 鈴木
Giichi Shimada
義一 島田
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.)
Rohm Co Ltd
Original Assignee
Rohm Co Ltd
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Publication date
Application filed by Rohm Co Ltd filed Critical Rohm Co Ltd
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Priority to US08/350,039 priority patent/US5548829A/en
Publication of JPH07154250A publication Critical patent/JPH07154250A/ja
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  • Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)
  • Superheterodyne Receivers (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】PLLループにアクティブフィルタを使用しな
くても済み、低電圧駆動のPLL回路を実現し易いPL
L周波数シンセサイザおよびこれを用いるラジオ受信機
を提供することを目的とする。 【構成】バリキャップダイオードを有するVCOのPL
Lループのフィルタを受動フィルタとしてその特性を切
替え、かつ上流側のトランジスタが電源電圧ラインに直
接接続され位相比較回路からの比較結果信号をプシュプ
ル出力回路で受けて受動フィルタに出力するものであ
る。これにより、フィルタの出力電圧の範囲を電源ライ
ンの電位近傍まで変化させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、PLL周波数シンセ
サイザおよびこれを用いるラジオ受信機に関し、詳しく
は、PLL発振周波数を他の発振周波数に遷移させた場
合に高速に遷移周波数にロックアップさせることがで
き、PLLループにアクティブフィルタを用いなくても
済むPLL周波数シンセサイザに関する。
【0002】
【従来の技術】PLL回路の出力をラジオ受信機の局部
発振器あるいは送信機の変調回路に利用するための回路
としてPLL周波数シンセサイザ回路がある。この回路
は、PLL回路のループに挿入される低域フィルタ(L
PF)のカットオフ周波数がロックレンジや周波数が遷
移した場合の応答特性に関係する。そこで、カットオフ
周波数を同調周波数に合わせて選択することになるが、
放送局からの周波数に自動追従されるためにできるだけ
速くチャネル切替えを行う必要がある関係で、前記カッ
トオフ周波数の切替えの際のインディシャル応答特性が
問題になる。
【0003】図2は、この種の従来のAMからFMの周
波数帯域でローカル発振をするPLL周波数シンセサイ
ザの一例であって、周波数遷移の際のダンピング抵抗を
切替えることで高速ロックアップを実現している。図
中、10は、PLL周波数シンセサイザであって、11
は、そのバリッキャップダイオード11a を内部に有し
ていてその端子電圧に応じてバリッキャップダイオード
の容量が変化することで発振周波数が制御されるVCO
(電圧制御発振回路)であり、12は、プログラマブプ
ルディバイダを内蔵したPLL制御のためのIC化位相
比較器(以下PLLIC)、13は、マイクロプロセッ
サ(MPU)、14は、水晶振動子あるいはセラミック
ス振動子、15は、ダンピング時定数切替型のアクティ
ブフィルタ、16は、積分回路、17はラジオ受信機の
受信アンテナ、18はRFアンプ、19はミキシング回
路である。そして、ここでは、アクティブフィルタ15
と積分回路とが増幅器とLPF(低域フィルタ)になっ
ている。
【0004】PLLIC12の内部には、VCO11の
出力を受けてこれをパルス信号に波形整形する波形整形
回路21、この波形整形回路21のパルスをカウントす
るプログラマブプルディバイダ22、水晶振動子14が
接続されてその発振中心周波数に応じて基準クロックを
発生する基準周波数発振回路23、この出力とプログラ
マブプルディバイダ22の出力との位相比較を行う位相
比較回路(PC)24、位相比較回路24の出力とその
反転出力とを受けてアクティブフィルタ15にパルスを
出力する充放電パルス発生回路(チャージポンプ回路)
25、マイクロプロセッサ13の信号を受けてダンピン
グ時定数を切替えるスイッチ回路26とからなる。ま
た、アクティブフィルタ15は、電源ラインVCCに接続
された抵抗RとFETトランジスタQ、トランジスタQ
の入力側に接続されたダンピング抵抗R1 ,R2 、そし
てトランジスタQの出力をその入力側に帰還させるルー
プフィルタとしての抵抗R3 とコンデンサCからなる直
列フィードバック回路とで構成されている。
【0005】このPLL周波数シンセサイザ10の動作
について説明すると、プログラマブプルディバイダ22
は、オペレータが選択した同調周波数に応じてMPU1
3からディバイディングデータの信号を受けてVCO1
1のパルスの周波数を分周して得られる所定の可変周波
数のパルスを位相比較回路24に送出する。位相比較回
路24は、それを基準周波数のクロック信号と位相を比
較する。そして、この位相比較の結果発生するパルスと
これの反転パルスを生成してこれらをチャージポンプ回
路25に送出する。チャージポンプ回路25は、位相比
較回路24のパルスに従った幅のON/OFFパルスを
アクティブフィルタ15に送出する。その結果、ON/
OFFパルスの低域成分がローパスされて積分回路16
に送出されコンデンサCにはバリキャップダイオード1
1a に加える電圧信号が得られる。これによりVCO1
1の発振周波数が制御され、プログラマブプルディバイ
ダ22で分周された周波数が基準クロックを発生する基
準周波数発振回路23の基準周波数にロックされる。そ
の結果、VCO11の発振周波数は、プログラマブプル
ディバイダ22に応じて周波数が選択でき、選択された
所定の周波数にロックされる。
【0006】ここで、例えば、FM周波数が選択される
場合にはVCO11の発振周波数はMHzオーダであ
り、この場合には、PLLの中心発振周波数が他の領域
に遷移する場合のインディシャル応答のダンピングファ
クタを小さく採らなければ高速ロックアップが期待でき
ない。この関係で、ダンピング抵抗を大きく採る。そこ
で、チャージポンプ回路25の出力が抵抗R1 を介して
アクティブフィルタ15に送出される。また、AM周波
数が選択される場合にはVCO11の発振周波数はkH
zオーダとなり、この場合には、PLLのインディシャ
ル応答のダンピングファクタを大きく(ダンピング抵抗
を小さく)採らなければ高速ロックアップが期待できな
い。この関係で、チャージポンプ回路25の出力が値の
大きい抵抗R1 と値の小さい抵抗R2 の並列回路を介し
てアクティブフィルタ15に送出される。そのため、ス
イッチ回路26がMPU13からの制御信号CSに応じ
てONして抵抗R1 とR2 とが並列に接続される。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】このように、チャージ
ポンプ回路25とアクティブフィルタ15とがPLLル
ープに設けられる回路では、アクティブフィルタ分、回
路の集積効率が悪くなる。しかも、通常、アクティブフ
ィルタは、電源ラインから抵抗を介してバイアスされて
いる関係でVCOの制御最大電圧が電源ラインの電圧よ
り低くなり、制御の最大電圧が制限され易い。したがっ
て、積分回路15への充放電時間が長くなり、低電圧駆
動のPLL回路に適用した場合には周波数制御範囲が制
限されて周波数追従幅が狭くなる欠点がある。なお、バ
リキャップダイオードの電圧制御でVCOの発振周波数
が変化するような回路では、高い制御電圧が必要になる
関係で増幅特性を有するアクティブフィルタが必要にな
る。この発明は、このような従来技術の問題点を解決す
るものであって、PLLループにアクティブフィルタを
使用しなくても済み、低電圧駆動のPLL回路を実現し
易いPLL周波数シンセサイザおよびこれを用いるラジ
オ受信機を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るためのこの発明のPLL周波数シンセサイの構成は、
バリキャップダイオードを有しこのバリキャップダイオ
ードの端子電圧に応じて発振周波数が変化するVCO
と、基準周波数発振器と、この基準周波数発振器の出力
信号とVCOの出力信号との位相を比較する位相比較器
と、上流側のトランジスタが電源電圧ラインに直接接続
され位相比較回路からの比較結果信号を受けるプシュプ
ル出力回路と、このプシュプル出力回路の出力を受けバ
リキャップダイオードの端子電圧としてVCOに出力す
る低域受動フィルタとを備えていて、低域受動フィルタ
の時定数あるいはカットオフが選択されることで特性が
切替えられるものである。
【0009】また、この発明のラジオ受信機の構成は、
前記VCOの出力を周波数混合回路に加えて受信周波数
を中間周波数に周波数変換するものである。
【0010】
【作用】このように、バリキャップダイオードを有する
VCOのPLLループのフィルタをアクティブフィルタ
とすることなく、受動フィルタとしてその特性を切替え
るようにし、さらに上流側のトランジスタが電源電圧ラ
インに直接接続され位相比較回路からの比較結果信号を
プシュプル出力回路で受けて受動フィルタに出力するよ
うにすることで、フィルタの出力電圧の範囲を電源ライ
ンの電位近傍まで変化させることができる。その結果、
高い周波数領域まで同調でき、かつ各周波数領域で高速
にロックアップさせることができる上に、アクティブフ
ィルタを用いない分、回路全体における各種の機能回路
についての集積化が向上する。しかも、制御電圧が大き
く採れるので、低電圧駆動のPLL回路が実現できる。
【0011】
【実施例】以下、この発明の一実施例について図面を参
照して説明する。図1は、この発明のPLL周波数シン
セサイザを適用した一実施例のPLL回路を中心とする
ブロック図である。なお、図2と同一の構成は同一の符
号で示す。したがって、それらの説明は割愛する。
【0012】図1において、1は、PLL周波数シンセ
サイザであり、6は、そのPLLICである。2は、P
LLIC6のチャージポンプ回路、3は、ラグリードフ
ィルタ、4,5はダンピング抵抗切替えスイッチ回路で
ある。チャージポンプ回路2は、上流側のFETトラン
ジスタのソースが接続され、下流側のFETトランジス
タのソースが電源ラインVCCに接地されたCMOSのプ
ッシュプル回路で構成されている。上流側のP型FET
トランジスタTR1 のゲートに位相比較結果のパルスを
レベル変換回路2a を介して受け、下流側のN型FET
トランジスタTR2 のゲートに位相比較結果のパルスを
インバータ(図示せず)を介して反転した出力を受け
る。トランジスタTR1 ,TR2 のドレインは、共通に
出力端子2b に接続され、この出力端子がL型のローパ
ス受動フィルタを構成するラグリードフィルタ3に入力
されている。
【0013】ラグリードフィルタ3は、抵抗Ra と、コ
ンデンサCa 、抵抗Rb ,Rc ,Rd の直列回路とで構
成され、抵抗Ra とコンデンサCa の接続点N1 の電圧
が積分回路16に加えられ、抵抗Rb と抵抗Rc の接続
点N2 がPLLIC6の端子2c を介してFETトラン
ジスタTR3 からなるスイッチ回路4のトランジスタの
ドレインに接続され、抵抗Rc と抵抗Rd の接続点N3
が端子2d を介して同様にFETトランジスタTR4 か
らなるスイッチ回路5のトランジスタのドレインに接続
されている。各スイッチ回路4,5は、それぞれMPU
13からの制御信号を各トランジスタのゲートに受けて
ONしてそのソース側を介して接続点N3 あるいは接続
点N4 を接地させる。
【0014】その動作を説明すると、例えば、FM周波
数が選択される場合にはダンピングファクタを小さくし
なければ高速ロックアップが期待できない関係で、ダン
ピング抵抗を大きく採る。そこで、スイッチ回路4,5
ともにMPU13から制御信号SC1 ,SC2 を受ける
ことなく、OFF状態にある。したがって、ラグリード
フィルタ3は、抵抗Rb ,Rc ,Rd の直列抵抗を介し
て高抵抗で接地される。これにより、VCO11がAM
からFMに周波数に遷移したときに小さなダンピングが
かかる。そこで、FM帯域の同調では、高速にVCO1
1の周波数が選択された周波数にロックされる。さら
に、FM帯域の場合でその周波数が低い領域では、MP
U13がスイッチ回路回路5をONさせる制御信号SC
2 を発生して接続点N3 を接地する。これにより時定数
が小さくなり、ラグリードフィルタ3のカットオフ周波
数は、高域にシフトする。その結果、ラグリードフィル
タ3は、抵抗Rb とRc の直列回路を介して接地され
る。これにより前記の場合より低い抵抗で接地されるこ
とになり、VCO11がFMの低い周波数に遷移したと
きに中間的なダンピングで、中速にVCO11の周波数
が選択された周波数にロックされる。
【0015】一方、AM帯域の場合には、MPU13が
スイッチ回路4をONさせる制御信号SC1 を発生して
接続点N2 を接地する。その結果、ラグリードフィルタ
3は、抵抗Rb を介して接地される。これにより低い抵
抗で接地されることになり、これにより時定数がさらに
小さくなり、ラグリードフィルタ3のカットオフ周波数
は、さらに高域にシフトする。そして、VCO11がF
MからAMの周波数に遷移したときに大きなダンピング
がかかる。高速にVCO11の周波数が選択された周波
数にロックされる。
【0016】以上の場合、チャージポンプ回路2は、電
源ラインVCCに上流側のFETトランジスタTR1 のソ
ースが接続され、下流側のFETトランジスタTR2 の
ソースが接地されたCMOSのプッシュプル回路で構成
されているので、アクティブフィルタを使用しなくて
も、ラグリードフィルタ3の出力電圧を電源ラインVCC
の電位付近まで上げることができ、バリキャプダイオー
ドを有するVCO11の発振周波数の制御を広い範囲で
制御することが可能であり、かつ、アクティブフィルタ
が不要になる。
【0017】以上説明してきたが、実施例では、L型の
ローパス受動フィルタを使用しているが、ローパスフィ
ルタは、L型のものに限定されないことはもちろんであ
る。
【0018】
【発明の効果】この発明にあっては、バリキャップダイ
オードを有するVCOのPLLループのフィルタを受動
フィルタとしてその特性を切替え、かつ上流側のトラン
ジスタが電源電圧ラインに直接接続され位相比較回路か
らの比較結果信号をプシュプル出力回路で受けて受動フ
ィルタに出力するようにしているので、フィルタの出力
電圧の範囲を電源ラインの電位近傍まで変化させること
ができる。その結果、高い周波数領域まで同調でき、か
つ各周波数領域で高速にロックアップさせることができ
る上に、アクティブフィルタを用いない分、回路全体に
おける各種の機能回路についての集積化が向上する。し
かも、制御電圧が大きく採れるので、低電圧駆動のPL
L回路が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、この発明のPLL周波数シンセサイザ
を適用した一実施例のPLL回路を中心とするブロック
図である。
【図2】図2は、従来のPLL周波数シンセサイザを適
用した一実施例のPLL回路を中心とするブロック図で
ある。
【符号の説明】
1,10…PLL周波数シンセサイザ、2,25…充放
電パルス発生回路(チャージポンプ回路)、3…ラグリ
ードフィルタ、4,5,15…ダンピング抵抗切替えス
イッチ回路、6,12…IC化PLL回路(PLLI
C)、11…VCO(電圧制御発振回路)、13…マイ
クロプロセッサ(MPU)、14…水晶振動子あるいは
セラミックス振動子、16…積分回路、17…受信アン
テナ、18…RFアンプ、19…ミキシング回路、21
…波形整形回路、22…プログラマブプルディバイダ、
23…基準周波数発振回路、24…位相比較回路、25
…アクティブフィルタ、26…スイッチ回路。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】バリキャップダイオードを有しこのバリキ
    ャップダイオードの端子電圧に応じて発振周波数が変化
    する電圧制御発振回路と、基準周波数発振器と、この基
    準周波数発振器の出力信号と前記電圧制御発振回路の出
    力信号との位相を比較する位相比較器と、上流側のトラ
    ンジスタが電源電圧ラインに直接接続され前記位相比較
    回路からの比較結果信号を受けるプシュプル出力回路
    と、このプシュプル出力回路の出力を受け前記バリキャ
    ップダイオードの端子電圧として前記電圧制御発振回路
    に出力する低域受動フィルタとを備え、前記低域受動フ
    ィルタの特性が選択される周波数領域に応じて切替えら
    れることを特徴とするPLL周波数シンセサイザ。
  2. 【請求項2】前記位相比較器は、プログラマブプルディ
    バイダを有していて、前記受動フィルタは、ラグリード
    フィルタと積分回路とからなる請求項1記載のPLL周
    波数シンセサイザ。
  3. 【請求項3】バリキャップダイオードを有しこのバリキ
    ャップダイオードの端子電圧に応じて発振周波数が変化
    する電圧制御発振回路と、基準周波数発振器と、この基
    準周波数発振器の出力信号と前記電圧制御発振回路の出
    力信号との位相を比較する位相比較器と、上流側のトラ
    ンジスタが電源電圧ラインに直接接続され前記位相比較
    回路からの比較結果信号を受けるプシュプル出力回路
    と、このプシュプル出力回路の出力を受け前記バリキャ
    ップダイオードの端子電圧として前記電圧制御発振回路
    に出力する低域受動フィルタと、前記電圧制御発振回路
    の出力を受けて受信周波数を中間周波数に変換する周波
    数混合回路とを備え、前記低域受動フィルタの特性が選
    択される周波数領域に応じて切替えられることを特徴と
    するラジオ受信機。
JP5329652A 1993-12-01 1993-12-01 Pll周波数シンセサイザおよびこれを用いるラジオ受信機 Pending JPH07154250A (ja)

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US08/350,039 US5548829A (en) 1993-12-01 1994-11-29 PLL circuit having a low-pass passive filter coupled to a varactor diode

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