JPH0786932A - Oscillator - Google Patents

Oscillator

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JPH0786932A
JPH0786932A JP5224710A JP22471093A JPH0786932A JP H0786932 A JPH0786932 A JP H0786932A JP 5224710 A JP5224710 A JP 5224710A JP 22471093 A JP22471093 A JP 22471093A JP H0786932 A JPH0786932 A JP H0786932A
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vco
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章 加藤
Haruichi Arai
晴市 荒井
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  • Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)

Abstract

PURPOSE:To miniaturize the oscillator, to reduce the cost and to improve the stability by composing a feedback circuit of a digital circuit. CONSTITUTION:The feedback circuit for feeding back the partial output of a VCO 2 is composed of a frequency divider 4, frequency counter 5 and D/A converter 6. After an oscillation frequency fs of the VCO 2 is counted by a divided frequency fx (=fs/n) divided at a frequency dividing ratio (n), the digital count value of N bits is converted into an analog signal at a prescribed level and fed back to the VCO 2 as a control signal Vc.

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、電圧制御発振回路の一
部出力から制御信号を生成し、該電圧制御発振回路に帰
還させて発振周波数の安定化が図られる発振器に関する
ものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an oscillator in which a control signal is generated from a partial output of a voltage controlled oscillator circuit and fed back to the voltage controlled oscillator circuit to stabilize the oscillation frequency.

【0002】[0002]

【従来の技術】図5は、従来の発振器のブロック図であ
る。同図の発振器100は、PLL(Phase Locked Loo
p)シンセサイザによる発振器で、VCO(Voltage Con
trolled Oscillator;電圧制御発振回路)101、VC
O101の発振出力fsの一部を帰還すべく該出力信号
fsを2分配する分配器102、上記出力信号fsを所定
の分周比nで分周し、周波数fx=fo/nの分周信号を
生成する周波数分周器103、上記分周信号fxを基準
信号frと比較し、その位相差Δθ(=fx−fr)を検
出する位相比較器104及び上記位相比較器で検出され
た位相差Δθを積分して上記VCO101の制御信号V
cを生成するLPF(ローパスフィルタ)105により
構成されている。
2. Description of the Related Art FIG. 5 is a block diagram of a conventional oscillator. The oscillator 100 in the figure is a PLL (Phase Locked Loo).
p) Synthesizer-based oscillator, VCO (Voltage Con
trolled oscillator (voltage controlled oscillator circuit) 101, VC
A divider 102 that divides the output signal fs into two in order to feed back a part of the oscillation output fs of O101, divides the output signal fs by a predetermined division ratio n, and divides the signal of frequency fx = fo / n. , A frequency divider 103 for generating the phase difference, a phase comparator 104 for comparing the frequency-divided signal fx with a reference signal fr and detecting a phase difference Δθ (= fx−fr), and a phase difference detected by the phase comparator. The control signal V of the VCO 101 is obtained by integrating Δθ.
It is configured by an LPF (low-pass filter) 105 that generates c.

【0003】上記構成において、位相比較器104及び
LPF105は位相差Δθ=0、すなわち、fr=fxと
なる制御信号Vcを生成し、この制御信号VcがVCO1
01に帰還されるから、発振器100は、基準信号fr
をn逓倍した周波数fs(=n・fr)で安定した発振を
行う。
In the above structure, the phase comparator 104 and the LPF 105 generate a control signal Vc that provides a phase difference Δθ = 0, that is, fr = fx, and this control signal Vc is VCO1.
01 is fed back to the oscillator 100.
Stable oscillation is performed at a frequency fs (= n · fr) multiplied by n.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】上記従来の発振器10
0は、VCO101へ帰還すべき制御信号が位相比較器
104の出力信号をLPF105でフィルタリングして
生成されているので、LPF105のフィルタ特性及び
過渡応答特性が発振器100の発振特性に大きく影響す
る。すなわち、LPF105のフィルタ特性が良好でな
いと、位相比較器104の出力信号の高周波成分が十分
に除去されず、VCO101の発振制御の精度が低下
し、LPF105の過渡応答特性が良好でないと、VC
O101の安定化に長時間を要することになる。このた
め、発振器100の設計においては、LPF105のフ
ィルタ特性及び遅延特性を好適に設計する必要がある
が、一般に、両特性をバランスよく設計することは困難
である。
The above-mentioned conventional oscillator 10
In the case of 0, the control signal to be fed back to the VCO 101 is generated by filtering the output signal of the phase comparator 104 by the LPF 105, so that the filter characteristic and transient response characteristic of the LPF 105 greatly affect the oscillation characteristic of the oscillator 100. That is, if the filter characteristic of the LPF 105 is not good, the high frequency component of the output signal of the phase comparator 104 is not sufficiently removed, the accuracy of oscillation control of the VCO 101 is lowered, and if the transient response characteristic of the LPF 105 is not good, VC
It takes a long time to stabilize O101. Therefore, in designing the oscillator 100, it is necessary to suitably design the filter characteristic and the delay characteristic of the LPF 105, but it is generally difficult to design both characteristics in a well-balanced manner.

【0005】また、実際のLPF105では経時変化や
振動に対する安定性を考慮して、0.01μF〜0.1μ
Fの比較的大きな形状のフィルムコンデンサが使用され
ており、これにより発振器100の小型化、モノリシッ
ク化が阻害されている。
Further, in the actual LPF 105, taking into consideration the stability against changes over time and vibration, 0.01 μF to 0.1 μF.
A film capacitor having a relatively large F is used, which hinders miniaturization and monolithicization of the oscillator 100.

【0006】本発明は、上記課題に鑑みてなされたもの
で、高安定で、しかも小型化が可能な発振器を提供する
ことを目的とする。
The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide an oscillator which is highly stable and can be miniaturized.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明は、電圧制御発振
回路と、該電圧制御発振回路の一部出力から制御信号を
生成し、上記電圧制御発振回路の制御電圧として帰還す
る帰還回路とを備えた発振器において、上記帰還回路
は、上記電圧制御発振回路の出力信号から発振周波数に
比例した所定の周波数をデジタル値で計測する周波数計
測器と、上記周波数計測器で計測されたデジタル計測値
をアナログ信号に変換して上記制御信号を生成するD/
A変換器とからなるものである。
According to the present invention, there is provided a voltage controlled oscillator circuit and a feedback circuit for generating a control signal from a partial output of the voltage controlled oscillator circuit and feeding back the control signal as a control voltage of the voltage controlled oscillator circuit. In the oscillator provided, the feedback circuit, a frequency measuring instrument that measures a predetermined frequency proportional to the oscillation frequency from the output signal of the voltage controlled oscillator circuit by a digital value, and a digital measurement value measured by the frequency measuring instrument. D / for converting to an analog signal and generating the control signal
A converter.

【0008】[0008]

【作用】本発明によれば、周波数計測器により電圧制御
発振回路の発振出力から発振周波数に比例した所定の周
波数がデジタル値で計測され、このデジタル計測値をD
/A変換器によりアナログ信号に変換して電圧制御発振
回路の制御信号が生成される。従って、発振器は、上記
電圧制御発振回路のチュウニング特性(制御信号に対す
る発振周波数の特性)と上記D/A変換器の出力特性
(デジタル計測値に対するアナログ信号への変換特性)
との交点で決定される周波数で安定発振を行う。
According to the present invention, a predetermined frequency proportional to the oscillation frequency is digitally measured from the oscillation output of the voltage controlled oscillation circuit by the frequency measuring device, and this digital measurement value is D
The / A converter converts the signal into an analog signal to generate a control signal for the voltage controlled oscillator circuit. Therefore, the oscillator has the tuning characteristics of the voltage controlled oscillator circuit (characteristics of the oscillation frequency with respect to the control signal) and the output characteristics of the D / A converter (the conversion characteristics of the digital measured value into the analog signal).
Stable oscillation is performed at the frequency determined at the intersection of and.

【0009】[0009]

【実施例】図1は、本発明に係る発振器のブロック構成
図である。発振器1は、VCO2、分配器3、周波数分
周器4、周波数カウンタ5、D/A変換器6及びクロッ
ク発生回路7により構成され、上記周波数分周器4〜ク
ロック発生回路7により発振器1の帰還回路が構成され
ている。
1 is a block diagram of an oscillator according to the present invention. The oscillator 1 is composed of a VCO 2, a divider 3, a frequency divider 4, a frequency counter 5, a D / A converter 6 and a clock generation circuit 7. A feedback circuit is configured.

【0010】上記VCO2の出力信号Ssは、上記分配
器3により2分配され、一部は上記帰還回路に帰還さ
れ、残りは出力される。帰還される出力信号Ssは周波
数分周器4に入力され、該周波数分周器4により発振周
波数fsをn分周した周波数fx(=fs/n)の分周信
号Sxが生成される。この分周信号Sxの周波数fxは、
周波数カウンタ5によりカウントされ、そのカウント値
はNビットのデジタル信号で出力される。なお、周波数
カウンタ5は、クロック発生回路7から入力されたクロ
ック信号Scにより周波数カウントのゲート時間が制御
され、周波数のカウントが終了すると、所定のタイミン
グでカウント値がリセットがされるようになっている。
また、周波数のカウント終了後、カウント値がリセット
されるまでは、周波数分周器4の出力データは当該カウ
ント値に保持されるようになっている。
The output signal Ss of the VCO 2 is divided into two by the divider 3, part of which is fed back to the feedback circuit, and the rest is output. The fed back output signal Ss is input to the frequency divider 4, and the frequency divider 4 generates a divided signal Sx having a frequency fx (= fs / n) obtained by dividing the oscillation frequency fs by n. The frequency fx of the divided signal Sx is
It is counted by the frequency counter 5, and the count value is output as an N-bit digital signal. The frequency counter 5 controls the gate time of the frequency count by the clock signal Sc input from the clock generation circuit 7, and when the frequency count ends, the count value is reset at a predetermined timing. There is.
After the frequency count is completed, the output data of the frequency divider 4 is held at the count value until the count value is reset.

【0011】そして、周波数カウンタ5から出力される
Nビットのデジタル信号は、D/A変換器6により所定
レベルのアナログ信号に変換され、制御信号Vcとして
上記VCO2に帰還される。
The N-bit digital signal output from the frequency counter 5 is converted into an analog signal of a predetermined level by the D / A converter 6 and fed back to the VCO 2 as a control signal Vc.

【0012】図2は、本発明に係る発振器の一実施例の
回路構成図である。同図において、VCO2は、SAW
(Surface Acoustic Wave)共振子を用いたコレクタ接
地のコルピッツ形発振回路で構成されている。RA,RB
は、アンプを構成するトランジスタTrのバイアス抵抗
である。また、C3は、バイアス回路のバイパスコンデ
ンサ、C4は、発振出力を取り出すための結合コンデン
サ、L2は、トランジスタTrのエミッタ電流を流すた
めのRFC(Radio Frequency Choke)コイルである。
FIG. 2 is a circuit diagram of an embodiment of the oscillator according to the present invention. In the figure, VCO2 is SAW
(Surface Acoustic Wave) It is composed of a collector grounded Colpitts oscillator circuit using a resonator. R A , R B
Is a bias resistance of a transistor Tr that constitutes an amplifier. Further, C3 is a bypass capacitor of the bias circuit, C4 is a coupling capacitor for extracting the oscillation output, and L2 is an RFC (Radio Frequency Choke) coil for flowing the emitter current of the transistor Tr.

【0013】また、トランジスタTrのベース−アース
間に設けられたSAW共振子21、コンデンサC0及び
バラクタダイオードVDとの直列回路は誘導帰還回路
(L性)で、該誘導帰還回路と、トランジスタTrのベ
ース−エミッタ間とエミッタ−アース間とにそれぞれ設
けられたコンデンサC1,C2の直列回路(C性)とに
より共振回路が構成されている。なお、上記コンデンサ
C0は、SAW共振子21への制御電流の流入を阻止
し、該SAW共振子21とバラクタダイオードVDとを
交流的に直列接続するもので、上記共振回路のインダク
タンスは、等価的にSAW共振子21とバラクタダイオ
ードVDとの直列回路におけるインダクタンスと見るこ
とができる。
The series circuit of the SAW resonator 21, the capacitor C0 and the varactor diode VD provided between the base of the transistor Tr and the ground is an inductive feedback circuit (L property). A resonance circuit is configured by a series circuit (C characteristic) of capacitors C1 and C2 provided between the base and the emitter and between the emitter and the ground. The capacitor C0 blocks the flow of the control current into the SAW resonator 21, and connects the SAW resonator 21 and the varactor diode VD in series in an alternating current. The inductance of the resonant circuit is equivalent. Can be regarded as the inductance in the series circuit of the SAW resonator 21 and the varactor diode VD.

【0014】上記バラクタダイオードVDのカソードに
はRFCコイルL1を介して発振周波数を制御するため
の制御信号(直流電圧)Vcが印加され、該制御信号Vc
を変化させることによりバラクタダイオードVDの容量
が変化し、これにより誘導帰還回路のインダクタンスが
変化してVCO2の発振周波数fsが変化するようにな
っている。
A control signal (DC voltage) Vc for controlling the oscillation frequency is applied to the cathode of the varactor diode VD via the RFC coil L1, and the control signal Vc is applied.
Is changed, the capacitance of the varactor diode VD is changed, whereby the inductance of the inductive feedback circuit is changed and the oscillation frequency fs of the VCO 2 is changed.

【0015】周波数カウンタ5は、4個のJ-K-フリッ
プフロップ(以下、FFという)52〜55を直列接続
してなる4ビット・バイナリーカウンタで構成されてい
る。各FF52〜55は、前段の出力端子Qを次段のク
ロック入力端子CKに接続させるようにして直列接続さ
れている。また、入力段にNAND回路からなるゲート
回路51を有し、該ゲート回路51の出力端は上記FF
52〜FF55の各プリセット端子PRに接続されてい
る。また、上記FF52〜FF55の各出力端子Q1〜
Q4は、ホールド回路56の端子d1〜d4にそれぞれ
接続され、該ホールド回路56によりカウント終了時の
上記FF52〜FF55の各出力Q1〜Q4が保持され
るようになっている。
The frequency counter 5 is composed of a 4-bit binary counter in which four JK-flip-flops (hereinafter referred to as FF) 52 to 55 are connected in series. The FFs 52 to 55 are connected in series so that the output terminal Q of the previous stage is connected to the clock input terminal CK of the next stage. Further, the input stage has a gate circuit 51 composed of a NAND circuit, and the output end of the gate circuit 51 has the FF.
52 to FF55 are connected to respective preset terminals PR. Further, the output terminals Q1 to FF52 to FF55
Q4 is connected to the terminals d1 to d4 of the hold circuit 56, and the hold circuit 56 holds the outputs Q1 to Q4 of the FFs 52 to FF 55 at the end of counting.

【0016】ホールド回路56は、カウント終了時のF
F52〜FF55の各出力Q1〜Q4はそれぞれ出力端
子D1〜D4に出力し、次のカウントが終了するまでそ
の出力状態を保持する。なお、D1〜D4の4ビットか
らなるカウント値は、D1が最下位ビットに対応し、D
4が最上位ビットに対応している。
The hold circuit 56 outputs the F signal at the end of counting.
The outputs Q1 to Q4 of the F52 to FF55 are output to the output terminals D1 to D4, respectively, and the output state is maintained until the next counting ends. In the count value consisting of 4 bits D1 to D4, D1 corresponds to the least significant bit,
4 corresponds to the most significant bit.

【0017】上記ゲート回路51にはVCO2の発振周
波数fsを分周比nで分周した周波数fx(=fs/n)
の分周信号Sxとクロック発生回路7から発生されたク
ロック信号Scとが入力されている。従って、ゲート回
路51からクロック信号Scのオン期間に上記分周信号
Sxが出力され、この出力信号Sxが計数信号としてFF
52〜FF55のプリセット端子PRに入力される。
The gate circuit 51 has a frequency fx (= fs / n) obtained by dividing the oscillation frequency fs of the VCO 2 by a division ratio n.
The frequency-divided signal Sx and the clock signal Sc generated from the clock generation circuit 7 are input. Therefore, the divided signal Sx is output from the gate circuit 51 during the ON period of the clock signal Sc, and the output signal Sx is used as the count signal by the FF.
52 to FF55 are input to the preset terminals PR.

【0018】例えばVCO2の発振周波数を300MH
z、分周比n=20、クロック信号Scの周波数fcを1
00Hzとした場合、ゲート回路51は、0.01秒間毎
に0.01秒間だけゲートを開き、周波数fx=15MHz
の分周信号SxをFF52〜FF55に入力して該分周
信号Sxの周波数fxのカウントを行う。
For example, the oscillation frequency of VCO2 is 300 MHz.
z, frequency division ratio n = 20, frequency fc of clock signal Sc is 1
When set to 00 Hz, the gate circuit 51 opens the gate for 0.01 seconds every 0.01 seconds, and the frequency fx = 15 MHz.
The divided signal Sx is input to the FFs 52 to FF55 to count the frequency fx of the divided signal Sx.

【0019】なお、図示はしていないが、ゲート回路5
1のゲートが閉じられ、カウント期間が終了すると、こ
の終了情報が上記FF52〜FF55にリセット信号と
して入力され、該FF52〜FF55の状態がクリアさ
れ、次にゲート回路51のゲートが開かれると、再び上
記FF52〜FF55により分周信号Sxの分周周波数
fxのカウントが行われる。
Although not shown, the gate circuit 5
When the gate of 1 is closed and the count period ends, this end information is input to the FFs 52 to FF 55 as a reset signal, the states of the FFs 52 to FF 55 are cleared, and then the gate of the gate circuit 51 is opened. The divided frequency fx of the divided signal Sx is again counted by the FFs 52 to FF 55.

【0020】D/A変換器6は、荷重抵抗からなる電流
加算型D/A変換回路で、電源端子Vccと出力端子V
OUT間に抵抗R0が接続され、出力端子VOUTと各ビット
に対応する端子d1〜d4間に以下の関係を満足する荷
重を有する抵抗R1〜R4が並列に接続されている。
The D / A converter 6 is a current addition type D / A conversion circuit composed of a load resistance, and has a power supply terminal Vcc and an output terminal V.
A resistor R0 is connected between OUT, and resistors R1 to R4 having loads satisfying the following relationships are connected in parallel between the output terminal V OUT and the terminals d1 to d4 corresponding to each bit.

【0021】 R1/21=R2/22=R3/23=R4/24=r(定
数) ∴ R1=2r,R2=4r,R3=8r,R4=16
r そして、上記のように各ビットD1〜D4に対応して荷
重した抵抗R1〜R4を設定することにより出力端子V
OUTから、図3に示すように、発振周波数fsに比例して
直線状に減少する電圧が出力される。
R1 / 2 1 = R2 / 2 2 = R3 / 2 3 = R4 / 2 4 = r (constant) ∴R1 = 2r, R2 = 4r, R3 = 8r, R4 = 16
r Then, by setting the loaded resistors R1 to R4 corresponding to the bits D1 to D4 as described above, the output terminal V
As shown in FIG. 3, a voltage that linearly decreases in proportion to the oscillation frequency fs is output from OUT.

【0022】なお、本実施例では、4ビットバイナリー
カウンタと組み合わされたD/A変換器6を例に説明し
たが、周波数カウンタ5がNビットのバイナリーカウン
タで構成されている場合は、出力端子VOUTと各ビット
に対応する端子d1〜dN間にN個の抵抗R1〜RNを並
列接続することによりD/A変換器6を構成することが
できる。この場合、2^K(2のK乗)のビットに対応
する抵抗RKを2^K・r(r;定数)で構成すること
によりD/A変換器6の出力特性を発振周波数fsに比
例して直線状に減少する特性にすることができる。
In the present embodiment, the D / A converter 6 combined with the 4-bit binary counter has been described as an example. However, when the frequency counter 5 is an N-bit binary counter, the output terminal is The D / A converter 6 can be configured by connecting N resistors R1 to RN in parallel between V OUT and the terminals d1 to dN corresponding to each bit. In this case, the output characteristic of the D / A converter 6 is proportional to the oscillation frequency fs by configuring the resistance RK corresponding to 2 ^ K (2 to the Kth power) bits with 2 ^ K · r (r; constant). The characteristic can be linearly reduced.

【0023】上記周波数カウンタ5及びD/A変換器6
は、例えば市販の汎用モノリシックIC(Integrated C
ircuit)を用いて簡単に構成することができるが、D/
A変換器6は、抵抗回路であることからVCO2の構成
基板に厚膜抵抗を印刷することによりVCO2と同一基
板上に構成するようにしていもよい。また、周波数分周
器4、周波数カウンタ5及びD/A変換器6の帰還回路
を1チップICで構成し、汎用化を図るようにしてもよ
い。このようすると、1種類の汎用化された1チップI
Cにチュウニング特性の異なるVCO2を組み合わせる
ことにより任意の発振周波数の発振器1を簡単に構成す
ることができる。
The frequency counter 5 and the D / A converter 6
Is a commercially available general-purpose monolithic IC (Integrated C
ircuit) can be easily configured, but D /
Since the A converter 6 is a resistance circuit, the ACO 6 may be configured on the same substrate as the VCO 2 by printing a thick film resistor on the component substrate of the VCO 2. Further, the feedback circuit of the frequency divider 4, the frequency counter 5, and the D / A converter 6 may be configured by a one-chip IC for general purpose. In this way, one type of general-purpose one-chip I
The oscillator 1 having an arbitrary oscillation frequency can be easily configured by combining C with the VCO 2 having different tuning characteristics.

【0024】次に、上記発振器の発振周波数の安定化に
ついて、図4を用いて説明する。図4は、VCO2のチ
ュウニング特性及びD/A変換器6の出力特性を示す図
である。同図において、縦軸はVCO2の発振周波数f
cを示し、横軸はVCO2の制御電圧(D/A変換器6
の出力電圧Vc)を示している。また、はVCO2の
チュウニング特性を示し、はD/A変換器6の出力特
性を示している。
Next, stabilization of the oscillation frequency of the oscillator will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a diagram showing the tuning characteristics of the VCO 2 and the output characteristics of the D / A converter 6. In the figure, the vertical axis represents the oscillation frequency f of VCO2.
c represents the control voltage of the VCO 2 (D / A converter 6).
Of the output voltage Vc). Further, indicates the tuning characteristic of the VCO 2, and indicates the output characteristic of the D / A converter 6.

【0025】D/A変換器6の出力電圧Vcは、制御電
圧としてVCO2の制御端子に帰還入力されるから、V
CO2は、該VCO2のチュウニング特性とD/A変
換器6の出力特性との交点P1に対応する周波数fs
1で発振する。
Since the output voltage Vc of the D / A converter 6 is fed back to the control terminal of the VCO 2 as a control voltage, it is V
CO2 has a frequency fs corresponding to an intersection point P1 between the tuning characteristic of the VCO2 and the output characteristic of the D / A converter 6.
It oscillates at 1.

【0026】いま、VCO2が周波数fs1で発振して
いるとき、温度変化等によりVCO2のチュウニング特
性が同図の点線で示す′に変化したとする。D/A
変換器6は、現時点で上記交点P1に対応する電圧Vc
1を出力しているから、VCO2の発振周波数は、VC
O2のチュウニング特性′とD/A変換器6の出力特
性との交点P2に対応する周波数fs1′に変化す
る。
Now, suppose that while the VCO 2 is oscillating at the frequency fs1, the tuning characteristic of the VCO 2 is changed to the'indicated by the dotted line in the figure due to temperature change or the like. D / A
At the present time, the converter 6 has a voltage Vc corresponding to the intersection P1.
Since 1 is output, the oscillation frequency of VCO2 is VC
The frequency fs1 'corresponding to the intersection P2 between the O2 tuning characteristic' and the output characteristic of the D / A converter 6 changes.

【0027】VCO2の発振周波数が変化すると、これ
に応じてD/A変換器6の出力電圧Vcが変化し、D/
A変換器6は、上記周波数fs1′に対応した電圧Vc
1′を出力する。すなわち、D/A変換器6は、上記交
点P2を通る横軸と平行な線とD/A変換器6の出力特
性との交点P3に対応する電圧Vc1′を出力する。
一方、この出力電圧Vc1′は制御電圧としてVCO2
にフィードバックされるから、制御電圧Vcの変化によ
りVCO2の発振周波数は更に変化する。すなわち、V
CO2は、上記交点P3を通る縦軸と平行な線とVCO
2のチュウニング特性′との交点P4に対応する周波
数fs1″で発振する。
When the oscillating frequency of the VCO 2 changes, the output voltage Vc of the D / A converter 6 changes accordingly, and D / A
The A converter 6 has a voltage Vc corresponding to the frequency fs1 '.
1'is output. That is, the D / A converter 6 outputs the voltage Vc1 'corresponding to the intersection P3 between the line parallel to the horizontal axis passing through the intersection P2 and the output characteristic of the D / A converter 6.
On the other hand, this output voltage Vc1 'is VCO2 as a control voltage.
Is fed back to the control voltage Vc, the oscillation frequency of the VCO 2 further changes. That is, V
CO2 is a line parallel to the vertical axis passing through the intersection P3 and the VCO
It oscillates at a frequency fs1 "corresponding to the intersection P4 with the second tuning characteristic '.

【0028】そして、以下、VCO2の発振周波数fs
の変化に応じてD/A変換器6の出力電圧Vcが変化
し、この変化後の出力電圧Vcが制御電圧としてVCO
2にフィードバックされることによりVCO2の発振周
波数fsは、図4に示すように、チュウニング特性′
上の点P6、P8、…、P(2K)に対応する周波数に順
次、変化しながらVCO2のチュウニング特性′とD
/A変換器6の出力特性との交点Pnに収束し、該交
点Pnに対応する周波数fs2で安定する。
Then, the oscillation frequency fs of the VCO 2 will be described below.
The output voltage Vc of the D / A converter 6 changes according to the change of the output voltage Vc, and the output voltage Vc after the change changes as the control voltage VCO.
As shown in FIG. 4, the oscillation frequency fs of the VCO 2 is fed back to the tuning characteristic '.
The tuning characteristics of the VCO 2'and D while sequentially changing to the frequencies corresponding to the points P6, P8, ..., P (2K).
It converges on the intersection point Pn with the output characteristic of the / A converter 6 and stabilizes at the frequency fs2 corresponding to the intersection point Pn.

【0029】すなわち、VCO2の発振周波数fsは、
VCO2のチュウニング特性の変化に応じて変化後のチ
ュウニング特性とD/A変換器6の出力特性との交点P
nに対応する周波数fsに変化し、その周波数fsで安定
する。そして、図4から分かるように、D/A変換器6
の出力特性の傾斜を緩やかにするほど、D/A変換器
6の出力電圧Vcに対するVCO2の発振周波数fsの変
化率が小さくなるから、D/A変換器6の出力特性の
傾斜を比較的緩やかに設定することにより環境変化に対
して安定した発振器を構成することができる。
That is, the oscillation frequency fs of the VCO 2 is
An intersection point P between the changed tuned characteristic and the output characteristic of the D / A converter 6 according to the change of the tuned characteristic of the VCO 2.
It changes to the frequency fs corresponding to n and stabilizes at that frequency fs. Then, as can be seen from FIG. 4, the D / A converter 6
As the slope of the output characteristic of the D / A converter 6 becomes gentle, the rate of change of the oscillation frequency fs of the VCO 2 with respect to the output voltage Vc of the D / A converter 6 becomes small. By setting to, it is possible to configure an oscillator that is stable against environmental changes.

【0030】なお、D/A変換器6の出力特性は好ま
しくは、図4に示すように、両端部の傾斜を中央部の傾
斜よりも急勾配にするとよい。このようにすると、VC
O2のチュウニング特性が標準のチュウニング特性か
ら大きくはずれた場合にも、D/A変換器6からVCO
2の制御可能範囲内の制御電圧が出力され、VCO2の
発振周波数fsが収束しないという暴走現象が防止さ
れ、VCO2の安定性がより向上する。
The output characteristic of the D / A converter 6 is preferably made steeper than the inclination of the central portion as shown in FIG. By doing this, VC
Even if the tuning characteristics of O2 deviate greatly from the standard tuning characteristics, the D / A converter 6 causes the VCO
The control voltage within the controllable range of 2 is output, the runaway phenomenon that the oscillation frequency fs of the VCO 2 does not converge is prevented, and the stability of the VCO 2 is further improved.

【0031】[0031]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
電圧制御発振回路と、該電圧制御発振回路の一部出力か
ら制御信号を生成し、該制御信号を上記電圧制御発振回
路の制御電圧として帰還する帰還回路とを備えた発振器
において、上記帰還回路を、発振周波数に比例した所定
の周波数をデジタル値で計測する周波数計測器及とデジ
タル計測値をアナログ信号に変換するD/A変換器とで
構成し、デジタル処理により制御信号を生成した後、該
制御信号をアナログ信号に変換して上記電圧制御発振回
路に帰還するようにしたので、上記周波数計測器のゲー
ト時間を制御することにより帰還回路の応答性を好適に
制御することができる。
As described above, according to the present invention,
An oscillator provided with a voltage controlled oscillator circuit and a feedback circuit for generating a control signal from a partial output of the voltage controlled oscillator circuit and feeding back the control signal as a control voltage of the voltage controlled oscillator circuit, wherein the feedback circuit comprises: A frequency measuring device for measuring a predetermined frequency proportional to the oscillation frequency with a digital value and a D / A converter for converting the digital measured value into an analog signal, and after generating a control signal by digital processing, Since the control signal is converted into an analog signal and fed back to the voltage controlled oscillator circuit, the response of the feedback circuit can be suitably controlled by controlling the gate time of the frequency measuring instrument.

【0032】また、上記周波数計測器をモノリシックI
C化することにより発振器の小型化、汎用化、低コスト
化が可能になり、上記D/A変換器を上記電圧制御発振
回路と同一基板に形成することにより発振器の小型化、
異なる発振周波数の発振器のシリーズ化を容易に行うこ
とができる。
Further, the above frequency measuring device is a monolithic I
The use of C enables downsizing, general-purpose use, and cost reduction of the oscillator. By forming the D / A converter on the same substrate as the voltage controlled oscillation circuit, downsizing of the oscillator can be achieved.
It is possible to easily make series of oscillators having different oscillation frequencies.

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

【図1】本発明に係る発振器のブロック構成図である。FIG. 1 is a block diagram of an oscillator according to the present invention.

【図2】本発明に係る発振器の一実施例の回路構成図で
ある。
FIG. 2 is a circuit configuration diagram of an embodiment of an oscillator according to the invention.

【図3】D/A変換器の出力特性を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing output characteristics of a D / A converter.

【図4】VCOのチュウニング特性及びD/A変換器の
出力特性を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a tuning characteristic of a VCO and an output characteristic of a D / A converter.

【図5】従来の発振器のブロック構成図である。FIG. 5 is a block diagram of a conventional oscillator.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 発振器 2 VCO 21 SAW発振子 3 分配器 4 周波数分周器 5 周波数カウンタ 51 ゲート回路 52〜55 フリップフロップ 56 ホールド回路 6 D/A変換器 7 クロック発生回路 R0〜R4 抵抗 VD バラクタダイオード 1 Oscillator 2 VCO 21 SAW oscillator 3 Divider 4 Frequency divider 5 Frequency counter 51 Gate circuit 52-55 Flip-flop 56 Hold circuit 6 D / A converter 7 Clock generation circuit R0-R4 Resistance VD Varactor diode

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 電圧制御発振回路と、該電圧制御発振回
路の一部出力から制御信号を生成し、上記電圧制御発振
回路の制御電圧として帰還する帰還回路とを備えた発振
器において、上記帰還回路は、上記電圧制御発振回路の
出力信号から発振周波数に比例した所定の周波数をデジ
タル値で計測する周波数計測器と、上記周波数計測器で
計測されたデジタル計測値をアナログ信号に変換して上
記制御信号を生成するD/A変換器とからなることを特
徴とする発振器。
1. An oscillator comprising a voltage controlled oscillator circuit and a feedback circuit for generating a control signal from a partial output of the voltage controlled oscillator circuit and feeding back the control signal as a control voltage of the voltage controlled oscillator circuit. Is a frequency measuring instrument that measures a predetermined frequency proportional to the oscillation frequency from the output signal of the voltage controlled oscillation circuit with a digital value, and the digital measuring value measured by the frequency measuring instrument is converted into an analog signal to control the frequency. An oscillator comprising: a D / A converter that generates a signal.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2005079998A (en) * 2003-09-01 2005-03-24 Sanyo Electric Co Ltd Oscillation frequency control circuit

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