JPH07297707A - 位相同期発振回路 - Google Patents

位相同期発振回路

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JPH07297707A
JPH07297707A JP6089323A JP8932394A JPH07297707A JP H07297707 A JPH07297707 A JP H07297707A JP 6089323 A JP6089323 A JP 6089323A JP 8932394 A JP8932394 A JP 8932394A JP H07297707 A JPH07297707 A JP H07297707A
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JP
Japan
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phase
circuit
temperature
oscillator circuit
loop
Prior art date
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JP6089323A
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English (en)
Inventor
Tetsuya Imamura
哲也 今村
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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  • Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 位相雑音の小さい位相同期発振回路を実現す
る。 【構成】 位相同期発振回路のループ回路4中に、位相
比較出力信号30の交流電圧成分の温度変化に対する変
動を補償する第1及び第2のサーミスタを設ける。その
第1及び第2のサーミスタは位相比較出力信号30の交
流電圧成分を分圧しその分圧点から電圧制御発振器1へ
の制御信号を導出する。 【効果】 第1及び第2のサーミスタによりループ帯域
の温度変動を抑えるので、位相雑音の小さい位相同期発
振回路を、ハードウェア量が大きくならず、かつ消費電
力を少なくして実現することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は位相同期発振回路に関
し、特に各種通信機等に用いる位相同期発振回路に関す
る。
【0002】
【従来の技術】一般に、位相同期発振回路は、図7に示
されているように、所望の周波数の発振信号10及び1
1を出力する電圧制御発振器1と、基準周波数を有する
発振信号20を出力する基準発信器2と、この発振信号
20と発振信号11との位相を比較する位相比較器3
と、この比較出力信号30を制御電圧50として電圧制
御発振器1に入力せしめるループ回路5とを含んで構成
されていた。なお、ループ回路5はローパスフィルタ等
を含んで構成されていた。
【0003】位相同期発振回路の位相雑音を決定する条
件の一つにループ帯域がある。このループ帯域は、電圧
制御発振器の変調感度、位相比較器の検波感度及びルー
プ回路のループゲインの積によって定まる。
【0004】これら変調感度、検波感度及びループゲイ
ンは夫々独立に温度変動が生じていた。このため、位相
雑音の変動を抑えるためにはループ帯域の変動を抑える
必要があり、そのためには変調感度、検波感度及びルー
プゲインの温度変動を抑える必要がある。
【0005】ここで、その温度変動を抑える公知技術と
して特開平3―71718号公報及び特開昭64―25
236号公報がある。
【0006】まず、特開平3―71718号公報は、図
8に示されているようにループ回路に温度を補償する手
段を設けたものである。
【0007】すなわち、基準発振器2の発振出力と電圧
制御発振器1の発振出力とを位相比較する位相比較器
(PD)3の比較出力を、ループフィルタ8により電圧
制御発振器1への制御入力として帰還する構成である。
そして、温度センサ9で検出した温度を変換回路6で電
圧に変換し、この電圧を加算回路7でループフィルタ3
の出力電圧に加算するのである。これにより、ループ帯
域の温度変動を抑えることができる。
【0008】また、特開昭64―25236号公報は、
図9に示されているように温度を補償する手段としてサ
ーミスタを用いたものである。
【0009】すなわち、基準発振器(Xtal)2の発
振出力と電圧制御発振器(VCO)1の発振出力とを位
相比較する位相比較器(PD)3の比較出力を、ループ
回路5を介して電圧制御発振器1への制御入力として帰
還する構成である。そして、ループ回路5は、ローパス
フィルタ54の他、オペアンプ53、入力抵抗となるサ
ーミスタ51及び帰還抵抗52からなる増幅回路を含ん
で構成されている。
【0010】かかる構成において、サーミスタ51の温
度特性を適切に選べばループ帯域の温度変動を抑えるこ
とができる。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の位相同
期発振回路のうち特開平3―71718号公報に記載さ
れているものは、温度を補償する手段として温度セン
サ、変換回路及び加算回路が必要となるのでハードウェ
ア量が大きいという欠点がある。
【0012】これに対し、特開昭64―25236号公
報に記載されているものは、温度センサや変換回路では
なくサーミスタを用いているのでハードウェア量は小さ
くできる。しかし、この位相同期発振回路におけるサー
ミスタは高温にて抵抗値が減少し、低温にて抵抗値が増
大するものであるため、温度補償の条件が限定されると
いう欠点がある。
【0013】本発明は上述した従来技術の欠点を解決す
るためになされたものであり、その目的はハードウェア
量が大きくならずに温度補償を適切に行うことのできる
位相同期発振回路を提供することである。
【0014】
【課題を解決するための手段】本発明による位相同期発
振回路は、電圧制御発振手段と、この発振出力と基準信
号との位相差を比較する位相比較手段と、この比較出力
信号に応じて所定制御信号を前記電圧制御発振器に帰還
するループ回路とを有する位相同期発振回路であって、
前記ループ回路は前記比較出力信号の信号線に対し一方
が直列他方が並列に接続され該信号の交流電圧成分の温
度変化に対する変動を補償する第1及び第2のサーミス
タを含むことを特徴とする。
【0015】
【作用】位相同期発振回路のループ回路中に、位相比較
出力信号の交流電圧成分の温度変化に対する変動を補償
する第1及び第2のサーミスタを設ける。その第1及び
第2のサーミスタは位相比較出力信号の交流電圧成分を
分圧しその分圧点から電圧制御発振器への制御信号を導
出する。
【0016】
【実施例】次に、本発明について図面を参照して説明す
る。
【0017】図1は本発明による位相同期発振回路の一
実施例の構成を示すブロック図であり、図7と同等部分
は同一符号により示されている。図において、本実施例
の位相同期発振回路が図7のものと異なる点は、ループ
回路5の代わりに温度補償型ループ回路4を設けた点で
ある。ループ回路ではなく、温度補償型の減衰器を用い
ても良い。
【0018】温度補償型ループ回路4は、図2に示され
ているように、位相比較器からの入力信号の信号線に対
し直列に接続されたサーミスタZ1と、その信号線に対
し並列に接続されたサーミスタZ2とを含んで構成され
る。サーミスタZ2の他端は接地されているため、入力
信号はこれらサーミスタZ1及びZ2の各抵抗値により
分圧され出力される。すなわち、ループゲインはZ2/
(Z1+Z2)に比例するのであり、入力信号にZ2/
(Z1+Z2)を掛けた値に比例する出力電圧40がサ
ーミスタZ1及びZ2の分圧点から導出され電圧制御発
振器1に入力されるのである。なお、説明の便宜上、以
下サーミスタZ1の抵抗値はZ1、サーミスタZ2の抵
抗値はZ2であるものとする。
【0019】ここで、かかる抵抗分圧は位相比較器から
の入力信号の交流成分に対してのみ行うため、コンデン
サCが並列に挿入されている。これにより、直流成分は
抵抗分圧されずに電圧制御発振器1に入力される。
【0020】かかる構成において、2つのサーミスタZ
1及びZ2の温度特性を適切に選ぶことにより、温度に
対してループゲインを大きくすることも小さくすること
もできるのである。例えば、低温にてループゲインを大
きくしたい場合は、低温時においてサーミスタZ2の抵
抗値が大となるような温度特性のサーミスタZ1及びZ
2を用いれば良い。ただし、Z1はZ2より十分に大き
いものとする。
【0021】そして、この場合2つのサーミスタにより
ループゲインZ2/(Z1+Z2)が定まるため、温度
補償効果が高いのである。また、オペアンプを用いてい
ないため、ハードウェア量が小さく、かつ消費電力が少
ないのである。
【0022】次に、位相比較器3の出力が差動信号であ
る場合について説明する。この場合、ループ回路4は図
3に示されているように、オペアンプICと、その正入
力側(+)及び負入力側(−)に夫々設けられたサーミ
スタZ1及びZ2とからなる差動増幅器を含んで構成さ
れる。かかる差動増幅器のループゲインはZ2/Z1に
比例するのであり、入力信号にZ2/Z1を掛けた値に
比例する電圧値が増幅器から導出され電圧制御発振器1
に入力されるのである。なお、説明の便宜上、サーミス
タZ1の抵抗値はZ1、サーミスタZ2の抵抗値はZ2
であるものとする。
【0023】また、図2の場合と同様にコンデンサCが
オペアンプICの正入力側及び負入力側に夫々挿入され
ている。
【0024】かかる構成において、2つのサーミスタZ
1及びZ2の温度特性を適切に選ぶことにより、温度に
対してループゲインを大きくすることも小さくすること
もできる。例えば、低温にてループゲインを大きくした
い場合は、低温時においてサーミスタZ2の抵抗値が大
(又はサーミスタZ1の抵抗値が小)となるような温度
特性のサーミスタZ1及びZ2を用いれば良い。
【0025】そして、この場合2つのサーミスタにより
ループゲインZ2/Z1が定まるため、温度補償効果が
高いのである。
【0026】以上、温度補償型ループ回路4の内部構成
例について図2及び図3を参照して説明したが、次にこ
れらループ回路4によるループゲインの温度補償効果を
図示して説明する。図4〜図6は、低温にてループゲイ
ンを大きくすると位相雑音が改善する場合の例を示す特
性図である。なお、図4〜図6において、縦軸が位相雑
音、横軸がオフセット周波数である。
【0027】まず、図4には電圧制御発振器及び基準発
振器の位相雑音の温度変動がなく、電圧制御発振器の変
調感度又は位相検波器の検波感度が小さくなる場合の特
性が示されており、(a)は従来技術による場合、
(b)は本発明による場合である。図においては、電圧
制御発振器の位相雑音が破線H、基準発振器の位相雑音
が一点鎖線I、位相同期発振器の位相雑音が実線Jで示
されている。
【0028】同図(a)に示されているように、従来の
位相同期発振回路におけるループ帯域Lは小さい。これ
に対し、同図(b)を参照すると、本発明の位相同期発
振回路では低温時においても常温時のループ帯域を維持
するために、ループゲインが大きくなる。
【0029】また、図5には電圧制御発振器の位相雑音
が低温にて大きくなる場合の特性が示されており、
(a)は従来技術による場合、(b)は本発明による場
合である。図においては、電圧制御発振器の常温時にお
ける位相雑音が破線H1、同じく低温時における位相雑
音が破線H2、基準発振器の位相雑音が一点鎖線I、位
相同期発振器の位相雑音が実線Jで示されている。
【0030】同図(a)に示されているように、従来の
位相同期発振回路によるループ帯域L1は低温時におい
ても常温時と同じ大きさである。これに対し、同図
(b)を参照すると、本発明の位相同期発振回路では低
温時においてループゲインが大きくなるため、ループ帯
域はL1からL2のように大きくなる。
【0031】さらにまた、図6には基準発振器の位相雑
音が低温にて小さくなる場合の特性が示されており、
(a)は従来技術による場合、(b)は本発明による場
合である。図においては、電圧制御発振器の常温時にお
ける位相雑音が破線H、基準発振器の常温時における位
相雑音が一点鎖線I1、同じく低温時における位相雑音
が一点鎖線I2、位相同期発振器の位相雑音が実線Jで
示されている。
【0032】同図(a)に示されているように、従来の
位相同期発振回路によるループ帯域L1は低温時におい
ても常温時と同じ大きさである。これに対し、同図
(b)を参照すると、本発明の位相同期発振回路では低
温時においてループゲインが大きくなるため、ループ帯
域はL1からL2のように大きくなる。
【0033】以上、図4〜図6に示されているように、
本発明の位相同期発振回路によれば、従来のものに比べ
て温度補償範囲が大きく、かつ温度補償の条件が限定さ
れることなく、位相雑音特性を適切に改善することがで
きるのである。すなわち、本発明によれば、電圧制御発
振器の変調感度の温度変動及び位相比較器の検波感度の
温度変動を補償でき、位相雑音の温度変動を小さく抑え
ることができる。したがって、位相雑音の小さい位相同
期発振回路を実現することができ、実用的効果は大きい
のである。
【0034】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、分圧抵抗
型のサーミスタをループ回路内に設けてループ帯域の温
度変動を抑えることにより、位相雑音の小さい位相同期
発振回路を、ハードウェア量を小さく、かつ消費電力を
少なくして実現することができるという効果がある。ま
た、差動増幅型のサーミスタをループ回路内に設けてル
ープ帯域の温度変動を抑えることにより、位相雑音の小
さい位相同期発振回路を実現することができるという効
果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例による位相同期発振回路の構成
を示すブロック図である。
【図2】図1中の温度補償型ループ回路の内部構成の一
例を示す回路図である。
【図3】図1中の温度補償型ループ回路の内部構成の他
の例を示す回路図である。
【図4】ループゲインの温度補償効果の第1の例を示す
特性図であり、(a)は従来技術による場合、(b)は
本発明による場合である。
【図5】ループゲインの温度補償効果の第2の例を示す
特性図であり、(a)は従来技術による場合、(b)は
本発明による場合である。
【図6】ループゲインの温度補償効果の第3の例を示す
特性図であり、(a)は従来技術による場合、(b)は
本発明による場合である。
【図7】従来の位相同期発振回路の構成を示すブロック
図である。
【図8】温度補償手段を有する従来の位相同期発振回路
の構成を示すブロック図である。
【図9】温度補償手段を有する従来の位相同期発振回路
の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
1 電圧制御発振器 2 基準発振器 3 位相比較器 4 温度補償型ループ回路 5 ループ回路 Z1、Z2 サーミスタ

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電圧制御発振手段と、この発振出力と基
    準信号との位相差を比較する位相比較手段と、この比較
    出力信号に応じて所定制御信号を前記電圧制御発振器に
    帰還するループ回路とを有する位相同期発振回路であっ
    て、前記ループ回路は前記比較出力信号の信号線に対し
    一方が直列他方が並列に接続され該信号の交流電圧成分
    の温度変化に対する変動を補償する第1及び第2のサー
    ミスタを含むことを特徴とする位相同期発振回路。
  2. 【請求項2】 前記第1及び第2のサーミスタは、前記
    比較出力信号の交流電圧成分を分圧しその分圧点から前
    記制御信号を導出するようにしたことを特徴とする請求
    項1記載の位相同期発振回路。
  3. 【請求項3】 前記第1及び第2のサーミスタのうち直
    列接続された方の抵抗値は並列接続された方の抵抗値よ
    り十分に大であり、かつ並列接続された方のサーミスタ
    は温度が低くなるとその抵抗値が大となる温度特性を有
    することを特徴とする請求項2記載の位相同期発振回
    路。
  4. 【請求項4】 前記比較出力信号は差動信号であり、前
    記ループ回路は前記第1及び第2のサーミスタ同士によ
    る抵抗比に応じて前記差動信号を増幅する差動増幅器を
    更に含むことを特徴とする請求項1記載の位相同期発振
    回路。
JP6089323A 1994-04-27 1994-04-27 位相同期発振回路 Pending JPH07297707A (ja)

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