JPH09260951A - Frequency synthesis circuit - Google Patents

Frequency synthesis circuit

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JPH09260951A
JPH09260951A JP9012696A JP9012696A JPH09260951A JP H09260951 A JPH09260951 A JP H09260951A JP 9012696 A JP9012696 A JP 9012696A JP 9012696 A JP9012696 A JP 9012696A JP H09260951 A JPH09260951 A JP H09260951A
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clock signal
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聡 近藤
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  • Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To make a step width of an output frequency fine without increasing number of bits of an adder in the frequency synthesis circuit of the direct digital synthesis system. SOLUTION: A control circuit 11 receives a phase increment value 102 outputted from a frequency setting device 2 and a clock signal 101 outputted from a clock generator 1, and when a desired output frequency specified by the frequency of the received phase increment value 102 and the clock signal 101 is a prescribed frequency or below, the frequency of the clock signal 101 is reduced and fed to an adder 3 and the phase increment value 102 is increased in response to a rate of a reduced frequency of the clock signal and the resulting signal is fed to the adder 3. Furthermore, a low pass filter 6 reduces its cut-off frequency depending on the reduction rate of the frequency of the clock signal.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は直接ディジタル合成
方式の周波数合成回路に関し、特に、出力周波数のステ
ップ幅を小さくすることができる周波数合成回路に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a frequency synthesizing circuit of a direct digital synthesizing method, and more particularly to a frequency synthesizing circuit capable of reducing a step width of an output frequency.

【0002】[0002]

【従来の技術】位相に応じた振幅値を波形データ記憶部
に格納しておき、位相増分値を変更することにより可変
周波数を得ることができるようにした直接ディジタル合
成方式の周波数合成回路は従来から知られている。
2. Description of the Related Art A frequency synthesizing circuit of a direct digital synthesizing system is known, in which an amplitude value corresponding to a phase is stored in a waveform data storage unit and a variable frequency can be obtained by changing a phase increment value. Known from.

【0003】図5は従来のこの種の周波数合成回路の構
成例を示したブロック図であり、クロック発生器1と、
周波数設定器2と、加算器3と、波形データ記憶部4
と、DA変換器5と、低域通過フィルタ6’(LPF)
とを備えている。
FIG. 5 is a block diagram showing a configuration example of a conventional frequency synthesizing circuit of this type.
Frequency setter 2, adder 3, and waveform data storage unit 4
, DA converter 5, low-pass filter 6 '(LPF)
And

【0004】周波数設定器2は、利用者によって設定さ
れた希望出力周波数に対応する位相増分値102を出力
する。周波数設定器2から出力された位相増分値102
は、加算器3に供給される。加算器3は、クロック発生
器1から周波数fCLK のクロック信号101が印加され
る毎に、位相増分値102と1クロック前の加算結果1
03とを加算し、加算結果103を出力する。この加算
結果103は、位相を示す。
The frequency setter 2 outputs the phase increment value 102 corresponding to the desired output frequency set by the user. Phase increment value 102 output from the frequency setter 2
Is supplied to the adder 3. Every time the clock signal 101 of the frequency f CLK is applied from the clock generator 1, the adder 3 adds the phase increment value 102 and the addition result 1 one clock before.
03 is added and the addition result 103 is output. The addition result 103 indicates the phase.

【0005】波形データ記憶部4には、正弦波の各位相
に於ける振幅値が格納されており、加算器3の加算結果
103に対応した振幅値を出力する。波形データ記憶部
4から出力された振幅値は、DA変換器5でアナログ信
号に変換される。
The waveform data storage unit 4 stores the amplitude value in each phase of the sine wave, and outputs the amplitude value corresponding to the addition result 103 of the adder 3. The amplitude value output from the waveform data storage unit 4 is converted into an analog signal by the DA converter 5.

【0006】ここで、希望出力周波数をfOUT とする
と、DA変換器5の出力には、希望出力周波数fOUT
他にm×fCLK ±fOUT (m=1,2,…)の不要成分
が含まれているので、低域通過フィルタ6’により上記
不要成分m×fCLK ±fOUT を低減させ、所望の出力周
波数fOUT を得る。
Here, if the desired output frequency is f OUT , m × f CLK ± f OUT (m = 1, 2, ...) Is unnecessary for the output of the DA converter 5 in addition to the desired output frequency f OUT. Since the component is included, the unnecessary component m × f CLK ± f OUT is reduced by the low-pass filter 6 ′, and the desired output frequency f OUT is obtained.

【0007】ところで、図5に示した周波数合成回路の
出力可能最高周波数fMAX を考えると、DA変換器5の
出力に不要成分m×fCLK ±fOUT が含まれていること
から、次式(1)を満たさなければならない。 fMAX <1×fCLK −fMAX … (1)
Considering the maximum feasible frequency f MAX of the frequency synthesizer circuit shown in FIG. 5, since the unnecessary component m × f CLK ± f OUT is included in the output of the DA converter 5, (1) must be satisfied. f MAX <1 × f CLK −f MAX (1)

【0008】この式(1)を変形することにより、次式
(2)が得られる。この式(2)から判るように、出力
可能最高周波数fMAX は、クロック信号の周波数fCLK
に比例し、且つクロック信号の周波数fCLK の半分未満
となる。 fMAX <fCLK /2 … (2)
By modifying the equation (1), the following equation (2) is obtained. As can be seen from equation (2), the maximum frequency f MAX that can be output is the frequency f CLK of the clock signal.
And is less than half the frequency f CLK of the clock signal. f MAX <f CLK / 2 (2)

【0009】一方、図5に示した周波数合成回路の出力
周波数のステップ幅Sは、加算器3のビット数をNビッ
トとすると、次式(3)に示すものとなる。 S=fCLK /2N … (3)
On the other hand, when the number of bits of the adder 3 is N bits, the step width S of the output frequency of the frequency synthesis circuit shown in FIG. S = f CLK / 2 N (3)

【0010】この式(3)から判るように、出力周波数
のステップ幅Sを細かくするためには、クロック信号の
周波数fCLK を低くするか、或いは加算器3のビット数
Nを大きくすれば良い。
As can be seen from the equation (3), in order to make the step width S of the output frequency fine, the frequency f CLK of the clock signal may be lowered or the bit number N of the adder 3 may be increased. .

【0011】このように、出力周波数のステップ幅Sを
細かくするには、クロック信号の周波数fCLK を低くす
るか、或いは加算器3のビット数Nを大きくすれば良い
が、クロック信号の周波数fCLK を低くすると、出力可
能最高周波数fMAX が低くなるため、従来は、加算器3
のビット数Nを大きくする方法が一般に採用されていた
(例えば、特開昭64−34004号公報)。
As described above, in order to make the step width S of the output frequency finer, the frequency f CLK of the clock signal may be lowered or the bit number N of the adder 3 may be increased. If CLK is lowered, the maximum frequency f MAX that can be output is lowered.
A method of increasing the number N of bits has been generally adopted (for example, JP-A-64-34004).

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
は、加算器のビット数を大きくすることにより、出力周
波数のステップ幅を細かくするようにしているが、直接
ディジタル合成方式の周波数合成回路の消費電力は、加
算器のビット数によって決まるため、加算器のビット数
を増やす従来の技術では、消費電力が大きくなるという
問題があった。
As described above, conventionally, the step width of the output frequency is made fine by increasing the number of bits of the adder. However, the frequency synthesizing circuit of the direct digital synthesizing method is used. Since the power consumption of is determined by the number of bits of the adder, the conventional technique of increasing the number of bits of the adder has a problem that the power consumption increases.

【0013】そこで、本発明の目的は、加算器のビット
数を多くすることなしに出力周波数のステップ幅を細か
くすることができ、且つ出力可能最高周波数を高いもの
とすることができる直接ディジタル合成方式の周波数合
成回路を提供することにある。
Therefore, an object of the present invention is to perform direct digital synthesis in which the step width of the output frequency can be made fine without increasing the number of bits of the adder, and the maximum output frequency can be made high. The purpose of the present invention is to provide a frequency synthesizing circuit.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するため、入力された位相増分値と自ら1クロック前に
出力した加算結果とをクロック信号に同期して加算して
出力する加算器と、位相毎の振幅値を記憶し前記加算器
の出力に対応する振幅値を出力する波形データ記憶部
と、該波形データ記憶部から出力された振幅値をDA変
換するDA変換器と、該DA変換器の出力を入力とす
る、カットオフ周波数を変更可能な低域通過フィルタと
を備えた直接ディジタル合成方式の周波数合成回路であ
って、位相増分値とクロック信号とを入力とし、入力し
た位相増分値およびクロック信号の周波数で規定される
出力周波数が所定周波数より低い場合に、前記低域通過
フィルタの出力信号の周波数が前記規定される周波数と
等しくなる状態を保って、入力したクロック信号の周波
数を低減させて前記加算器に出力すると共に入力した位
相増分値を増加させて前記加算器に出力し、かつ、前記
低域通過フィルタのカットオフ周波数をより低域側に設
定する制御回路を備えている。
In order to achieve the above object, the present invention provides an adder which adds an input phase increment value and an addition result output one clock before itself in synchronization with a clock signal and outputs the result. A waveform data storage unit that stores an amplitude value for each phase and outputs an amplitude value corresponding to the output of the adder; a DA converter that DA converts the amplitude value output from the waveform data storage unit; A frequency synthesizing circuit of a direct digital synthesizing method, comprising a low pass filter capable of changing a cutoff frequency, the input of which is an output of a DA converter, and the input of which is a phase increment value and a clock signal. When the output frequency defined by the phase increment value and the frequency of the clock signal is lower than the predetermined frequency, the frequency of the output signal of the low pass filter is kept equal to the specified frequency. , Reducing the frequency of the input clock signal and outputting it to the adder, increasing the input phase increment value and outputting it to the adder, and reducing the cutoff frequency of the low pass filter to the lower frequency side. The control circuit is set to.

【0015】上記した構成に於いては、制御回路が、入
力した位相増分値及びクロック信号の周波数で規定され
る出力周波数が所定周波数より低い場合、低域通過フィ
ルタの出力信号の周波数が上記規定される周波数と等し
くなる状態を保って、入力したクロック信号の周波数を
低減させて加算器に出力すると共に入力した位相増分値
を増加させて加算器に出力する。
In the above configuration, when the output frequency defined by the input phase increment value and the frequency of the clock signal is lower than the predetermined frequency, the frequency of the output signal of the low pass filter is defined by the control circuit. The frequency of the input clock signal is reduced and output to the adder while the same frequency is maintained, and the input phase increment value is increased and output to the adder.

【0016】また、本発明は、簡単な構成で、出力周波
数のステップ幅を細かくできるようにするため、前記制
御回路は、前記DA変換器の出力に前記規定される周波
数よりも低域側の不要成分が発生しない範囲で、前記入
力した位相増分値をその値が大きくなる方向にシフトし
てシフト結果を前記加算器に出力するシフトレジスタ
と、該シフトレジスタのシフト回数をカウントし、カウ
ント値を前記低域通過フィルタに出力して前記低域通過
フィルタのカットオフ周波数をより低域側に設定するカ
ウンタと、該カウンタのカウント値に応じて前記入力し
たクロック信号を分周して前記加算器に出力する分周器
とを備えている。
Further, according to the present invention, in order to make it possible to make the step width of the output frequency fine with a simple structure, the control circuit has an output on the lower side of the frequency lower than the specified frequency at the output of the DA converter. A shift register that shifts the input phase increment value in the direction in which the value increases and outputs the shift result to the adder, and a count value that counts the number of shifts of the shift register, in a range in which unnecessary components do not occur. To the low pass filter to set the cutoff frequency of the low pass filter to the lower band side, and the input clock signal is divided according to the count value of the counter to perform the addition. And a frequency divider that outputs the signal to the instrument.

【0017】更に、本発明は、シフトレジスタを用いて
位相増分値を増加させる場合に比較して出力周波数のス
テップ幅を細かくできるようにするため、前記制御回路
は、予め設定されている、前記DA変換器の出力に前記
規定される周波数よりも低域側の不要成分を発生させる
ことのない位相増分値の最大値と、前記入力した位相増
分値とに基づいて前記入力した位相増分値に対する乗数
を算出し、算出した乗数を前記低域通過フィルタに出力
して前記低域通過フィルタのカットオフ周波数をより低
域側に設定する演算回路と、該演算回路で算出された乗
数と前記入力した位相増分値とを乗算して乗算結果を前
記加算器に出力する乗算器と、前記演算回路で算出され
た乗数に応じて前記入力したクロック信号を分周して前
記加算器に出力する分周器とを備えている。
Further, according to the present invention, the control circuit is preset so that the step width of the output frequency can be made finer as compared with the case where the phase increment value is increased by using the shift register. Based on the input phase increment value and the maximum value of the phase increment value that does not generate unnecessary components on the lower frequency side than the specified frequency at the output of the DA converter, An arithmetic circuit that calculates a multiplier and outputs the calculated multiplier to the low-pass filter to set the cutoff frequency of the low-pass filter to a lower frequency side; a multiplier calculated by the arithmetic circuit and the input And a multiplier for outputting the multiplication result to the adder, and the input clock signal is frequency-divided according to the multiplier calculated by the arithmetic circuit and output to the adder. And a frequency divider.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】次に本発明の実施の形態について
図面を参照して詳細に説明する。
Embodiments of the present invention will now be described in detail with reference to the drawings.

【0019】図1は本発明の一実施例のブロック図であ
る。本実施例の周波数合成回路は、クロック発生器1か
ら出力される周波数fCLK のクロック信号101及び周
波数設定器2から出力される位相増分値102を入力と
し、クロック信号101の周波数fCLK と位相増分値1
02とによって規定される希望出力周波数fOUT の出力
信号108を出力するものであり、加算器3と、波形デ
ータ記憶部4と、DA変換器5と、低域通過フィルタ
(LPF)6と、制御回路11とから構成される。
FIG. 1 is a block diagram of one embodiment of the present invention. The frequency synthesizing circuit of the present embodiment receives the clock signal 101 of the frequency f CLK output from the clock generator 1 and the phase increment value 102 output from the frequency setting device 2 as input, and sets the phase of the frequency f CLK of the clock signal 101 to the phase. Increment value 1
The output signal 108 of the desired output frequency f OUT defined by the reference numeral 02, and the adder 3, the waveform data storage unit 4, the DA converter 5, the low pass filter (LPF) 6, And a control circuit 11.

【0020】制御回路11は、シフトレジスタ7と、比
較器8と、カウンタ9と、分周器10とを備えている。
The control circuit 11 comprises a shift register 7, a comparator 8, a counter 9 and a frequency divider 10.

【0021】シフトレジスタ7は、周波数設定器2から
出力された位相増分値102を取り込み、比較器8の出
力信号105が論理“0”の間、クロック信号101が
印加される毎に取り込んだ位相増分値102をその値が
大きくなる方向に1ビットずつシフトする。
The shift register 7 fetches the phase increment value 102 output from the frequency setting unit 2 and the phase fetched every time the clock signal 101 is applied while the output signal 105 of the comparator 8 is logic "0". The increment value 102 is shifted bit by bit in the direction in which the increment value increases.

【0022】比較器8は、シフトレジスタ7の出力10
4と予め定められている閾値Th1とを比較し、シフト
レジスタ7の出力104が閾値Th1未満の場合はその
出力信号105を論理“0”とし、閾値Th1以上の場
合は論理“1”とする。ここで、閾値Th1の値である
が、本実施例では周波数設定器2に出力希望周波数f
OUT としてfCLK /4を設定した時に周波数設定器2か
ら出力される位相増分値102と同じ値を閾値Th1と
している。つまり、DA変換器5の出力に希望出力周波
数fOUT よりも低域側の不要成分が発生することのない
位相増分値102の最大値の1/2の値を閾値Th1と
している。
The comparator 8 outputs the output 10 of the shift register 7.
4 is compared with a predetermined threshold value Th1. If the output 104 of the shift register 7 is less than the threshold value Th1, the output signal 105 is set to logic “0”, and if it is equal to or larger than the threshold value Th1, it is set to logic “1”. . Here, although it is the value of the threshold Th1, in the present embodiment, the desired frequency f to be output to the frequency setter 2 is set.
The threshold Th1 is the same value as the phase increment value 102 output from the frequency setting unit 2 when f CLK / 4 is set as OUT . That is, the threshold value Th1 is set to 1/2 of the maximum value of the phase increment value 102 at which the unnecessary component on the low frequency side of the desired output frequency f OUT does not occur in the output of the DA converter 5.

【0023】カウンタ9は、比較器8の出力信号105
が論理“0”の間に印加されるクロック信号101の数
をカウントすることにより、シフトレジスタ7のシフト
回数をカウントする。
The counter 9 outputs the output signal 105 of the comparator 8.
The number of shifts of the shift register 7 is counted by counting the number of clock signals 101 applied while the logic is "0".

【0024】分周器10は、カウンタ9のカウント値M
に応じてクロック信号101を2M分周し、分周したク
ロック信号107を加算器3に出力する。
The frequency divider 10 has a count value M of the counter 9.
The clock signal 101 is frequency-divided by 2 M in accordance with the above, and the frequency-divided clock signal 107 is output to the adder 3.

【0025】加算器3は、周波数設定器2から出力され
る位相増分値102を2M 倍したシフトレジスタ7の出
力104と、自らが1クロック前に出力した加算結果1
03とを分周器10から出力されるクロック信号107
に同期して加算する。
The adder 3 outputs the output 104 of the shift register 7 obtained by multiplying the phase increment value 102 output from the frequency setting unit 2 by 2 M and the addition result 1 output by itself one clock before.
03 and the clock signal 107 output from the frequency divider 10
Add in synchronization with.

【0026】波形データ記憶部4は、位相毎の振幅値を
記憶しており、位相を示す加算器3の加算結果103に
対応する振幅値を出力する。
The waveform data storage unit 4 stores the amplitude value for each phase, and outputs the amplitude value corresponding to the addition result 103 of the adder 3 indicating the phase.

【0027】DA変換器5は、波形データ記憶部4から
出力された振幅値をDA変換し、振幅値に対応するアナ
ログ信号を出力する。
The DA converter 5 DA-converts the amplitude value output from the waveform data storage unit 4 and outputs an analog signal corresponding to the amplitude value.

【0028】低域通過フィルタ6は、カウンタ9のカウ
ント値Mに応じてカットオフ周波数fCUT を次式(4)
に示すように変更する機能を有する。 fCUT =fCLK /2÷2M … (4)
The low-pass filter 6 calculates the cutoff frequency f CUT according to the count value M of the counter 9 by the following equation (4).
It has the function to change as shown in. f CUT = f CLK / 2/2 M (4)

【0029】図2は本実施例の動作を示すタイムチャー
トであり、以下各図を参照して本実施例の動作を説明す
る。
FIG. 2 is a time chart showing the operation of this embodiment. The operation of this embodiment will be described below with reference to the drawings.

【0030】先ず、周波数設定器2に希望出力周波数f
OUT を設定する。これにより、周波数設定器2は設定さ
れた周波数に対応する位相増分値F1を出力する。尚、
位相増分値F1と希望出力周波数fOUT とには、次式
(5)に示す関係がある。式(5)に於いて、Nは加算
器3のビット数を示す。 F1=2N ・fOUT /fCLK … (5)
First, the desired output frequency f is set in the frequency setter 2.
Set OUT . As a result, the frequency setter 2 outputs the phase increment value F1 corresponding to the set frequency. still,
The phase increment value F1 and the desired output frequency f OUT have the relationship shown in the following equation (5). In the equation (5), N represents the number of bits of the adder 3. F1 = 2 N · f OUT / f CLK (5)

【0031】シフトレジスタ7は、周波数設定器2から
位相増分値F1が出力されると、それを取り込み、比較
器8に出力する。
When the frequency incrementer 2 outputs the phase increment value F1, the shift register 7 takes in the phase increment value F1 and outputs it to the comparator 8.

【0032】比較器8は、シフトレジスタ7から出力さ
れた位相増分値F1と予め定められている閾値Th1と
を比較し、F1<Th1の場合は出力信号105を論理
“0”とし、F1≧Th1の場合は出力信号105を論
理“1”とする。今、周波数設定器2から出力された位
相増分値F1が次式(6)に示す範囲のものであるとす
ると、比較器8の出力信号105は論理“0”となる。 Th1/4≦F1<Th1/2 … (6)
The comparator 8 compares the phase increment value F1 output from the shift register 7 with a predetermined threshold Th1. If F1 <Th1, the output signal 105 is set to logic "0", and F1≥ In the case of Th1, the output signal 105 is logic "1". Now, assuming that the phase increment value F1 output from the frequency setter 2 is in the range shown in the following equation (6), the output signal 105 of the comparator 8 becomes a logic "0". Th1 / 4 ≦ F1 <Th1 / 2 (6)

【0033】その後、クロック発生器1が動作を開始
し、クロック信号101の出力を開始する。
After that, the clock generator 1 starts its operation and starts outputting the clock signal 101.

【0034】シフトレジスタ7は、第1番目のクロック
信号101が印加されると、比較器8の出力信号105
が論理“0”となっていることから、保持している位相
増分値F1をその値が増加する方向に1ビットシフトす
る。これにより、シフトレジスタ7の出力104は、位
相増分値F1×2を示すものとなる。また、カウンタ9
は、第1番目のクロック信号101が印加されると、比
較器8の出力信号105が論理“0”であることから、
カウント値を+1して「1」にする。また、カウンタ9
のカウント値が「1」となることから、分周器10はク
ロック信号101を2分周したクロック信号107を加
算器3に出力し、低域通過フィルタ6はカットオフ周波
数fCUT をfCLK /4とする。
When the first clock signal 101 is applied, the shift register 7 outputs the output signal 105 of the comparator 8.
Is a logical "0", the held phase increment value F1 is shifted by 1 bit in the direction of increasing the value. As a result, the output 104 of the shift register 7 becomes the phase increment value F1 × 2. Also, the counter 9
When the first clock signal 101 is applied, the output signal 105 of the comparator 8 is logic “0”,
The count value is incremented by 1 to "1". Also, the counter 9
Since the count value of 1 becomes “1”, the frequency divider 10 outputs the clock signal 107 obtained by dividing the clock signal 101 by 2 to the adder 3, and the low pass filter 6 outputs the cutoff frequency f CUT as f CLK. / 4.

【0035】シフトレジスタ7の出力104が位相増分
値F1×2を示すものとなっても、閾値Th1の方が位
相増分値F1×2よりも大きいので、比較器8から出力
される信号105は論理“0”のままである。
Even if the output 104 of the shift register 7 indicates the phase increment value F1 × 2, since the threshold value Th1 is larger than the phase increment value F1 × 2, the signal 105 output from the comparator 8 is It remains a logic "0".

【0036】その後、第2番目のクロック信号101が
印加されると、シフトレジスタ7は、比較器8の出力信
号が論理“0”となっているので、保持している位相増
分値F1×2を1ビットシフトする。これにより、シフ
トレジスタ7の出力104は、位相増分値F1×4を示
すものとなる。また、カウンタ9は、第2番目のクロッ
ク信号101が印加されると、比較器8の出力信号10
5が論理“0”であることから、カウント値を+1して
「2」にする。また、カウンタ9のカウント値が「2」
となることから、分周器10は周波数fCLK のクロック
信号101を4分周したクロック信号107を加算器3
に出力し、低域通過フィルタ6はカットオフ周波数f
CUT をfCLK /8とする。
Thereafter, when the second clock signal 101 is applied, the shift register 7 holds the phase increment value F1 × 2 held therein because the output signal of the comparator 8 is logic "0". Is shifted by 1 bit. As a result, the output 104 of the shift register 7 shows the phase increment value F1 × 4. Also, the counter 9 outputs the output signal 10 of the comparator 8 when the second clock signal 101 is applied.
Since 5 is a logical "0", the count value is incremented by 1 to "2". Further, the count value of the counter 9 is "2".
Therefore, the frequency divider 10 divides the clock signal 101 having the frequency f CLK by 4 and adds the clock signal 107 to the adder 3
To the cut-off frequency f
Let CUT be f CLK / 8.

【0037】シフトレジスタ7の出力104が位相増分
値F1×4を示すものとなると、位相増分値F1×4が
閾値Th1以上となるので、比較器8はその出力信号1
05を論理“1”とする。
When the output 104 of the shift register 7 indicates the phase increment value F1 × 4, the phase increment value F1 × 4 becomes equal to or more than the threshold Th1. Therefore, the comparator 8 outputs the output signal 1
05 is set to logic "1".

【0038】比較器8の出力信号105が“1”となる
と、シフトレジスタ7はシフト動作を停止し、カウンタ
9はカウント動作を停止する。従って、これ以後は、加
算器3には、周波数fCLK /4のクロック信号107が
供給されると共に、位相増分値F1×4が供給される。
この結果、加算器3から出力される加算結果103は、
周波数fCLK /4のクロック信号107に同期してF1
×4,F1×8,F1×12,…というようにF1×4
ずつ増加する。
When the output signal 105 of the comparator 8 becomes "1", the shift register 7 stops the shift operation and the counter 9 stops the count operation. Therefore, thereafter, the adder 3 is supplied with the clock signal 107 having the frequency f CLK / 4 and the phase increment value F1 × 4.
As a result, the addition result 103 output from the adder 3 is
F1 is synchronized with the clock signal 107 of frequency f CLK / 4
× 4, F1 × 8, F1 × 12, ...
It increases in steps.

【0039】波形データ記憶部4は、加算器3の加算結
果が示す位相に対応する振幅値を出力し、DA変換器5
は、波形データ記憶部4から出力された振幅値をDA変
換し、低域通過フィルタ6は、DA変換器5の出力に含
まれる不要成分を低減させる。
The waveform data storage unit 4 outputs the amplitude value corresponding to the phase indicated by the addition result of the adder 3, and the DA converter 5
Performs DA conversion of the amplitude value output from the waveform data storage unit 4, and the low pass filter 6 reduces unnecessary components included in the output of the DA converter 5.

【0040】このように、本実施例によれば、希望出力
周波数fOUT が1/4fCLK よりも低い場合には、加算
器3に印加されるクロック信号107の周波数がクロッ
ク発生器1から出力されるクロック信号101の周波数
CLK よりも低くなるので、前記した式(3)から判る
ように、出力周波数のステップ幅Sを小さくすることが
できる。上記したように、加算器3に印加するクロック
信号107の周波数を低減させても、その低減の割合に
応じて加算器3に供給する位相増分値を増加させている
ので、低域通過フィルタ6から出力される出力信号10
8の周波数は、周波数設定器2に於いて設定した周波数
となる。尚、上述した実施例に於いては、閾値Th1の
値をfCLK /4としたが、低域通過フィルタ6の遮断特
性や、周波数合成回路の使用目的に応じて閾値Th1の
値をfCLK /4よりも小さな値にするようにしても良
い。
As described above, according to the present embodiment, when the desired output frequency f OUT is lower than ¼f CLK , the frequency of the clock signal 107 applied to the adder 3 is output from the clock generator 1. Since it becomes lower than the frequency f CLK of the clock signal 101 to be generated, the step width S of the output frequency can be made small, as can be seen from the above formula (3). As described above, even if the frequency of the clock signal 107 applied to the adder 3 is reduced, the phase increment value supplied to the adder 3 is increased according to the reduction rate, so the low pass filter 6 Output signal 10 output from
The frequency of 8 is the frequency set by the frequency setting device 2. In the above-described embodiment, the value of the threshold Th1 is set to f CLK / 4, but the value of the threshold Th1 is set to f CLK depending on the cutoff characteristic of the low pass filter 6 and the purpose of use of the frequency synthesis circuit. The value may be smaller than / 4.

【0041】図3は本実施例と図5に示した従来の技術
とを比較するための図である。同図(A)は、周波数
1.5MHzの信号波形を示している。同図(B),
(C)はそれぞれ図5に示した従来の周波数合成回路,
図1に示した本実施例の周波数合成回路に於いて、加算
器3のビット数Nを「3」、クロック発生器1が発生す
るクロック信号101の周波数fCLK を8MHz、周波
数設定器2に設定する希望出力周波数fOUT を1.5M
Hzとした時の低域通過フィルタ6の出力波形を示した
図である。
FIG. 3 is a diagram for comparing the present embodiment with the conventional technique shown in FIG. FIG. 3A shows a signal waveform with a frequency of 1.5 MHz. FIG.
(C) is the conventional frequency synthesizer circuit shown in FIG. 5,
In the frequency synthesizing circuit of this embodiment shown in FIG. 1, the number of bits N of the adder 3 is "3", the frequency f CLK of the clock signal 101 generated by the clock generator 1 is 8 MHz, and the frequency setting unit 2 is Set the desired output frequency f OUT to 1.5M
It is the figure which showed the output waveform of the low pass filter 6 when it was set to Hz.

【0042】希望出力周波数fOUT =1.5MHzに対
応する位相増分値は「001.1」であるが、図5に示
した従来の周波数合成回路に於いては、出力周波数のス
テップ幅Sは前記した式(3)からS=8MHz/23
=1MHzであるので、加算器3には小数点以下を切り
捨てた「001」が位相増分値として加えられる。この
結果、図5に示した従来の周波数合成回路に於いては、
図3(B)に示すような周波数1MHzの信号が出力さ
れる。
The phase increment value corresponding to the desired output frequency f OUT = 1.5 MHz is "001.1." However, in the conventional frequency synthesizer circuit shown in FIG. 5, the step width S of the output frequency is From the above formula (3), S = 8 MHz / 2 3
Since it is = 1 MHz, "001" rounded down after the decimal point is added to the adder 3 as a phase increment value. As a result, in the conventional frequency synthesizer circuit shown in FIG.
A signal with a frequency of 1 MHz as shown in FIG. 3B is output.

【0043】これに対して図1に示した本実施例の周波
数合成回路に於いては、クロック発生器1から出力され
る周波数8MHzのクロック信号101を2分周した周
波数4MHzのクロック信号107を加算器3に印加
し、周波数設定器2から出力される位相増分値「00
1.1」を2倍(1ビットシフト)した位相増分値「0
11」を加算器3に印加するようにしているので、図3
(C)に示すような1.5MHzの信号が出力される。
On the other hand, in the frequency synthesizing circuit of this embodiment shown in FIG. 1, the clock signal 101 having a frequency of 8 MHz output from the clock generator 1 is divided by 2 to generate the clock signal 107 having a frequency of 4 MHz. The phase increment value “00” applied to the adder 3 and output from the frequency setting unit 2
1.1 "is doubled (shifted by 1 bit) and the phase increment value is" 0 ".
11 ”is applied to the adder 3, so that FIG.
A signal of 1.5 MHz as shown in (C) is output.

【0044】図4は本発明の他の実施例のブロック図で
ある。本実施例と図1に示した実施例との異なる点は、
制御回路11に替えて演算回路12,乗算器13,分周
器14から構成される制御回路15を設けた点である。
尚、他の図1と同一符号は同一部分を表している。
FIG. 4 is a block diagram of another embodiment of the present invention. The difference between this embodiment and the embodiment shown in FIG. 1 is that
The point is that a control circuit 15 including an arithmetic circuit 12, a multiplier 13, and a frequency divider 14 is provided in place of the control circuit 11.
Note that the same reference numerals as those in FIG. 1 indicate the same parts.

【0045】演算回路12には、DA変換器5の出力に
希望出力周波数fOUT よりも低域側の不要成分を発生さ
せることのない位相増分値の最大値(出力希望周波数f
CLK/4を周波数設定器2に設定した時に周波数設定器
2から出力される位相増分値と同じ値)が閾値Th2と
して予め設定されており、周波数設定器2から位相増分
値102が出力されると、上記閾値Th2を周波数設定
器2から出力された位相増分値102で除算し、除算結
果の整数部分Dを示す出力信号109を乗算器13,分
周器14及び低域通過フィルタ6に出力する。
In the arithmetic circuit 12, the maximum value of the phase increment value (the desired output frequency f) that does not generate an unnecessary component in the low frequency side of the desired output frequency f OUT at the output of the DA converter 5 is output.
The same value as the phase increment value output from the frequency setter 2 when CLK / 4 is set in the frequency setter 2) is preset as the threshold Th2, and the frequency incrementer 102 outputs the phase increment value 102. And the threshold value Th2 is divided by the phase increment value 102 output from the frequency setting unit 2, and the output signal 109 indicating the integer part D of the division result is output to the multiplier 13, the frequency divider 14 and the low pass filter 6. To do.

【0046】乗算器13は、周波数設定器2から出力さ
れた位相増分値102と演算回路12の出力信号109
によって示される値Dとを乗算し、乗算結果110を加
算器3に出力する。
The multiplier 13 outputs the phase increment value 102 output from the frequency setting unit 2 and the output signal 109 of the arithmetic circuit 12.
Is multiplied by a value D indicated by and the multiplication result 110 is output to the adder 3.

【0047】分周器14は、クロック発生器1から出力
される周波数fCLK のクロック信号101を演算回路1
2の出力信号109によって示される値Dで分周した周
波数fCLK /Dのクロック信号111を加算器3に出力
する。
The frequency divider 14 outputs the clock signal 101 of the frequency f CLK output from the clock generator 1 to the arithmetic circuit 1.
The clock signal 111 having the frequency f CLK / D divided by the value D indicated by the output signal 109 of 2 is output to the adder 3.

【0048】低域通過フィルタ6は、そのカットオフ周
波数fCUT を次式(7)に示すように、演算器12の出
力信号109が示す値Dに応じたものにする。 fCUT =fCLK /2÷D … (7)
The low-pass filter 6 has its cutoff frequency f CUT according to the value D indicated by the output signal 109 of the calculator 12, as shown in the following equation (7). f CUT = f CLK / 2 ÷ D (7)

【0049】このように、本実施例は、位相増分値10
2を乗算器13によってD倍にし、加算器3に印加する
クロック信号の周波数を分周器14によって1/Dにし
ているので、図1に示した実施例と同様に出力周波数の
ステップ幅を細かくすることができる。
As described above, in this embodiment, the phase increment value 10
2 is multiplied by D by the multiplier 13, and the frequency of the clock signal applied to the adder 3 is set to 1 / D by the frequency divider 14. Therefore, the step width of the output frequency is set in the same manner as the embodiment shown in FIG. It can be finely divided.

【0050】[0050]

【発明の効果】以上説明したように本発明は、入力した
位相増分値とクロック信号の周波数とで規定される希望
出力周波数が所定周波数よりも低い場合、低域通過フィ
ルタから出力される出力信号の周波数が上記規定される
出力周波数と等しくなる状態を保って、入力したクロッ
ク信号の周波数を低減させて加算器に出力すると共に入
力した位相増分値を増加させて加算器に出力する制御回
路を備えているので、加算器のビット数を多くすること
なしに出力周波数のステップ幅を細かくすることができ
る。尚、希望出力周波数fOUT が所定周波数よりも高い
場合には、出力周波数のステップ幅を細かくすることは
できないが、希望出力周波数fOUT が高い場合には、周
波数確度Δf/fOUT (Δfは希望出力周波数fOUT
実際の出力周波数との差)は小さな値となるため、実用
上何の問題もない。また、希望出力周波数が所定周波数
よりも高い場合には、加算器に印加するクロック信号を
低減させないので、出力可能最高周波数を高いものにす
ることができる。
As described above, according to the present invention, when the desired output frequency defined by the input phase increment value and the frequency of the clock signal is lower than the predetermined frequency, the output signal output from the low pass filter. A control circuit that keeps the frequency equal to the output frequency specified above, reduces the frequency of the input clock signal and outputs it to the adder, and increases the input phase increment value and outputs it to the adder. Since it is provided, the step width of the output frequency can be made fine without increasing the number of bits of the adder. When the desired output frequency f OUT is higher than the predetermined frequency, the step width of the output frequency cannot be made fine, but when the desired output frequency f OUT is high, the frequency accuracy Δf / f OUT (Δf is Since the difference between the desired output frequency f OUT and the actual output frequency is a small value, there is no practical problem. Further, when the desired output frequency is higher than the predetermined frequency, the clock signal applied to the adder is not reduced, so that the maximum outputtable frequency can be increased.

【0051】また、本発明は、シフトレジスタによって
入力した位相増分値を増加させ、分周器によって入力し
たクロック信号の周波数を低減させるようにしているの
で、簡単な構成で出力周波数のステップ幅を細かくする
ことができる。
Further, according to the present invention, since the phase increment value input by the shift register is increased and the frequency of the clock signal input by the frequency divider is decreased, the step width of the output frequency can be reduced with a simple structure. It can be finely divided.

【0052】また、本発明は、入力した位相増分値に対
する乗数を演算回路で求め、この演算回路で求めた乗数
に応じて加算器に出力する位相増分値を増加させ、加算
器に出力するクロック周波数を低減するようにしている
ので、シフトレジスタを用いて位相増分値を増加させる
場合に比較して出力周波数のステップ幅を細かくするこ
とができる。
Further, according to the present invention, the multiplier for the input phase increment value is obtained by the arithmetic circuit, the phase increment value outputted to the adder is increased according to the multiplier obtained by the arithmetic circuit, and the clock outputted to the adder. Since the frequency is reduced, the step width of the output frequency can be made finer than when the phase increment value is increased by using the shift register.

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

【図1】本発明の一実施例のブロック図である。FIG. 1 is a block diagram of one embodiment of the present invention.

【図2】図2は図1の動作を説明するためのタイムチャ
ートである。
FIG. 2 is a time chart for explaining the operation of FIG.

【図3】図1に示した実施例の周波数合成回路の出力信
号と図5に示した従来の周波数合成回路の出力信号とを
比較するための図である。
FIG. 3 is a diagram for comparing the output signal of the frequency synthesis circuit of the embodiment shown in FIG. 1 with the output signal of the conventional frequency synthesis circuit shown in FIG.

【図4】本発明の他の実施例のブロック図である。FIG. 4 is a block diagram of another embodiment of the present invention.

【図5】従来技術を説明するためのブロック図である。FIG. 5 is a block diagram for explaining a conventional technique.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…クロック発生器 2…周波数設定器 3…加算器 4…波形データ記憶部 5…DA変換器 6,6’…低域通過フィルタ(LPF) 7…シフトレジスタ 8…比較器 9…カウンタ 10…分周器 11…制御回路 12…演算回路 13…乗算器 14…分周器 15…制御回路 1 ... Clock generator 2 ... Frequency setting device 3 ... Adder 4 ... Waveform data storage unit 5 ... DA converter 6, 6 '... Low pass filter (LPF) 7 ... Shift register 8 ... Comparator 9 ... Counter 10 ... Frequency divider 11 ... Control circuit 12 ... Arithmetic circuit 13 ... Multiplier 14 ... Frequency divider 15 ... Control circuit

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 入力された位相増分値と自ら1クロック
前に出力した加算結果とをクロック信号に同期して加算
して出力する加算器と、位相毎の振幅値を記憶し前記加
算器の出力に対応する振幅値を出力する波形データ記憶
部と、該波形データ記憶部から出力された振幅値をDA
変換するDA変換器と、該DA変換器の出力を入力とす
る、カットオフ周波数を変更可能な低域通過フィルタと
を備えた直接ディジタル合成方式の周波数合成回路であ
って、 位相増分値とクロック信号とを入力とし、入力した位相
増分値およびクロック信号の周波数で規定される出力周
波数が所定周波数より低い場合に、前記低域通過フィル
タの出力信号の周波数が前記規定される周波数と等しく
なる状態を保って、入力したクロック信号の周波数を低
減させて前記加算器に出力すると共に入力した位相増分
値を増加させて前記加算器に出力し、かつ、前記低域通
過フィルタのカットオフ周波数をより低域側に設定する
制御回路を備えることを特徴とする周波数合成回路。
1. An adder for adding and outputting an input phase increment value and an addition result output one clock before itself in synchronization with a clock signal, and an amplitude value for each phase is stored to store the amplitude value. The waveform data storage unit that outputs the amplitude value corresponding to the output, and the amplitude value output from the waveform data storage unit are DA
A frequency synthesizing circuit of a direct digital synthesizing method, comprising a DA converter for converting and a low-pass filter having an output of the DA converter as an input and capable of changing a cutoff frequency. When the output frequency defined by the input phase increment value and the frequency of the clock signal is lower than a predetermined frequency, the frequency of the output signal of the low pass filter becomes equal to the defined frequency. To reduce the frequency of the input clock signal to output to the adder and increase the input phase increment value to output to the adder, and further reduce the cutoff frequency of the low pass filter. A frequency synthesizing circuit comprising a control circuit for setting to a low frequency side.
【請求項2】 前記制御回路は、 前記DA変換器の出力に前記規定される周波数よりも低
域側の不要成分が発生しない範囲で、前記入力した位相
増分値をその値が大きくなる方向にシフトしてシフト結
果を前記加算器に出力するシフトレジスタと、 該シフトレジスタのシフト回数をカウントし、カウント
値を前記低域通過フィルタに出力して前記低域通過フィ
ルタのカットオフ周波数をより低域側に設定するカウン
タと、 該カウンタのカウント値に応じて前記入力したクロック
信号を分周して前記加算器に出力する分周器とを備えた
ことを特徴とする請求項1記載の周波数合成回路。
2. The control circuit is configured to increase the input phase increment value in a direction in which the value is increased in a range in which an unnecessary component on a lower frequency side than the specified frequency does not occur in the output of the DA converter. A shift register that shifts and outputs the shift result to the adder, counts the number of shifts of the shift register, and outputs the count value to the low pass filter to lower the cutoff frequency of the low pass filter. The frequency according to claim 1, further comprising: a counter that is set on a frequency range side; and a frequency divider that divides the input clock signal according to a count value of the counter and outputs the divided clock signal to the adder. Synthesis circuit.
【請求項3】 前記制御回路は、 予め設定されている、前記DA変換器の出力に前記規定
される周波数よりも低域側の不要成分を発生させること
のない位相増分値の最大値と、前記入力した位相増分値
とに基づいて前記入力した位相増分値に対する乗数を算
出し、算出した乗数を前記低域通過フィルタに出力して
前記低域通過フィルタのカットオフ周波数をより低域側
に設定する演算回路と、 該演算回路で算出された乗数と前記入力した位相増分値
とを乗算して乗算結果を前記加算器に出力する乗算器
と、 前記演算回路で算出された乗数に応じて前記入力したク
ロック信号を分周して前記加算器に出力する分周器とを
備えたことを特徴とする請求項1記載の周波数合成回
路。
3. The maximum value of a phase increment value that does not generate an unnecessary component on the output side of the DA converter, which is lower than the specified frequency, in the control circuit, A multiplier for the input phase increment value is calculated based on the input phase increment value, and the calculated multiplier is output to the low pass filter to set the cutoff frequency of the low pass filter to the lower band side. An arithmetic circuit to be set, a multiplier that multiplies the multiplier calculated by the arithmetic circuit and the input phase increment value and outputs the multiplication result to the adder, and a multiplier that is calculated according to the multiplier calculated by the arithmetic circuit. The frequency synthesizer according to claim 1, further comprising: a frequency divider that divides the input clock signal and outputs the divided clock signal to the adder.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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