JPH10116181A - Accumulator and frequency synthesizer using the same - Google Patents

Accumulator and frequency synthesizer using the same

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JPH10116181A
JPH10116181A JP8271019A JP27101996A JPH10116181A JP H10116181 A JPH10116181 A JP H10116181A JP 8271019 A JP8271019 A JP 8271019A JP 27101996 A JP27101996 A JP 27101996A JP H10116181 A JPH10116181 A JP H10116181A
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data
input
accumulator
full adder
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Hideyuki Nosaka
秀之 野坂
Tadao Nakagawa
匡夫 中川
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
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  • Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To optionally set a threshold value for overflowing and select an arbitrary operation cycle by forcibly writing data inputted to a full-adder or latch according to the output signal of a comparator. SOLUTION: The full-adder 1 adds set data K and output data D of the latch 2 together. A comparator 3 compares output data A of the full-adder 1 with set data M and outputs a different logic level depending upon whether A is smaller, or larger than or equal to M. A data converting circuit 4 outputs A when A<M according to the output of the comparator 3 and outputs A-M when A>=M. The latch 2 is triggered with a clock to hold output data of the data converting circuit 4. Once a case wherein the output data A of the full- adder 1 exceeds M is detected, the excess (A-M) is inputted to the latch 2, cumulative adding operation is repeated, and the output data of the full-adder 1 returns to its initial value a time M times as long as a clock period later, so that an overflow will be caused K times within the operation period.

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、周波数シンセサイ
ザに用いられるアキュムレータに関する。また、基準周
波数以下の分解能が得られる分数N周波数シンセサイ
ザ、およびクロック周波数および出力周波数ともに十進
法を基本とするダイレクト・ディジタル・シンセサイザ
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an accumulator used for a frequency synthesizer. The present invention also relates to a fractional-N frequency synthesizer capable of obtaining a resolution equal to or lower than a reference frequency, and a direct digital synthesizer based on a decimal system for both a clock frequency and an output frequency.

【0002】[0002]

【従来の技術】図13は、従来のアキュムレータの構成
を示す(参考文献:Earl McCune Jr.,"Create Signals
Having Optimum Resolution, Response, and Noise",E
DN,vol.36, no.6, pp.95-108, March 1991)。図にお
いて、従来のアキュムレータは、nビットの全加算器1
と、クロックの入力ごとに全加算器1の出力Aを保持す
るラッチ2により構成される。全加算器1には、設定デ
ータKとラッチ2の出力データDが入力され、通常A=
K+Dを出力する。したがって、ラッチ2の出力データ
Dは、クロックの入力ごとにKずつ増加する。ただし、
全加算器1は、K+Dが2n 以上になるとオーバーフロ
ーを起こし、A=K+DではなくA=K+D−2n を出
力する。この値は次のクロックでラッチ2に保持され、
ラッチ2の出力データDは再びクロックの入力ごとにK
ずつ増加する。ラッチの出力データDの値は、クロック
が2n 個入力されると当初の値に戻るが、この動作周期
(動作の1サイクル)内にK回のオーバーフローを起こ
すことになる。
2. Description of the Related Art FIG. 13 shows a configuration of a conventional accumulator (reference: Earl McCune Jr., "Create Signals").
Having Optimum Resolution, Response, and Noise ", E
DN, vol. 36, no. 6, pp. 95-108, March 1991). In the figure, a conventional accumulator is an n-bit full adder 1
And a latch 2 that holds the output A of the full adder 1 for each clock input. The setting data K and the output data D of the latch 2 are input to the full adder 1, and usually, A =
Output K + D. Therefore, the output data D of the latch 2 increases by K for each clock input. However,
The full adder 1 overflows when K + D becomes 2 n or more, and outputs A = K + D−2 n instead of A = K + D. This value is held in latch 2 at the next clock,
The output data D of the latch 2 becomes K every time the clock is input again.
Increase by one. The value of the output data D of the latch returns to the initial value when 2 n clocks are input, but overflows K times within this operation cycle (one cycle of operation).

【0003】たとえば、ビット数n=3、設定データK
=3の場合を考える。始めにラッチ2の出力Dが0であ
ったとすると、クロック周期でDは3,6と3ずつ増加
する。D=6のときK+D=9となり、23 =8以上に
なるので、全加算器1はオーバーフローを起こしてA=
9−8=1を出力する。次のクロックの入力でD=1と
なり、再びDは4,7と3ずつ増加する。その後、Dの
値は2,5,0と変化して元の値0に戻る。このよう
に、23 クロック周期(クロックが23 個入力)で始め
の状態に戻り、この間に3回のオーバーフローを起こ
す。
For example, the number of bits n = 3, the setting data K
= 3 is considered. Assuming that the output D of the latch 2 is 0 at the beginning, D increases by 3, 6 and 3 in the clock cycle. When D = 6, K + D = 9 and 2 3 = 8 or more, so that the full adder 1 overflows and A =
9-8 = 1 is output. At the next clock input, D = 1, and D increases again by 4, 7 and 3 respectively. Thereafter, the value of D changes to 2, 5, 0 and returns to the original value 0. Thus, it returns to 2 3 of the clock cycle (clock 2 3 inputs) start state, causing three overflow during this time.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】従来のアキュムレータ
では、全加算器に入力される値の和が2n 以上になった
ときに、全加算器でオーバーフローが自動的に起こって
いた。すなわち、2n というオーバーフローを起こす閾
値を任意に選ぶことができなかった。そのため、従来の
アキュムレータの動作周期はクロック周期の2n 倍が基
本となり、任意の整数に設定することができなかった。
したがって、これを分数N周波数シンセサイザやダイレ
クト・ディジタル・シンセサイザに適用すると次のよう
な問題が生じる。
In the conventional accumulator, when the sum of the values input to the full adder becomes 2n or more, the full adder automatically overflows. That is, the threshold value of 2 n at which overflow occurs cannot be arbitrarily selected. Therefore, the operation cycle of the conventional accumulator is basically 2 n times the clock cycle and cannot be set to an arbitrary integer.
Therefore, if this is applied to a fractional-N frequency synthesizer or a direct digital synthesizer, the following problem occurs.

【0005】従来の分数N周波数シンセサイザでは、K
を1ずつ変更することによって、電圧制御発振器(VC
O)の発振周波数fVCO は基準周波数fREF の1/2n
の周波数ステップで変化するので、選べる基準周波数は
ステップ周波数の2n 倍に限られる。また、周波数シン
セサイザでは、通常、クロック周波数fCLK および出力
周波数fOUT ともに十進法で定義された数を用いること
が望まれる。しかし、従来のダイレクト・ディジタル・
シンセサイザでは、出力周波数fOUT はクロック周波数
CLK の1/2n の整数倍となるので、クロック周波数
CLK または出力周波数fOUT の少なくとも一方は二進
法で定義された値を選ぶ必要があった。
In a conventional fractional-N frequency synthesizer, K
Are changed one by one, so that the voltage-controlled oscillator (VC
O) oscillation frequency f VCO is はn of reference frequency f REF
, The selectable reference frequency is limited to 2 n times the step frequency. Further, in a frequency synthesizer, it is generally desired to use numbers defined in decimal notation for both the clock frequency f CLK and the output frequency f OUT . However, conventional direct digital
The synthesizer output frequency f OUT is therefore an integral multiple of 1/2 n of the clock frequency f CLK, at least one of the clock frequency f CLK or the output frequency f OUT had to choose a defined value in binary.

【0006】本発明は、オーバーフローを起こす閾値を
任意に設定可能とし、動作周期を任意の整数に選ぶこと
ができるアキュムレータを提供することを目的とする。
また、このアキュムレータを用いることにより、基準周
波数とステップ周波数を任意の整数比に設定できる分数
N周波数シンセサイザを提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an accumulator capable of arbitrarily setting a threshold value at which an overflow occurs and selecting an operation cycle to an arbitrary integer.
It is another object of the present invention to provide a fractional-N frequency synthesizer that can set the reference frequency and the step frequency to an arbitrary integer ratio by using the accumulator.

【0007】さらに、このアキュムレータを用いること
により、クロック周波数および出力周波数ともに十進法
で定義された値を選ぶことができるダイレクト・ディジ
タル・シンセサイザを提供することを目的とする。
It is another object of the present invention to provide a direct digital synthesizer which can select a value defined by a decimal system for both a clock frequency and an output frequency by using the accumulator.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明のアキュムレータ
は、外部から与える任意の整数と、全加算器の出力デー
タまたはラッチの出力データとをコンパレータで比較
し、このコンパレータの出力信号に従って全加算器また
はラッチに入力されるデータを強制的に書き換えること
により、任意の閾値においてオーバーフローが起こった
ものと同等な働きをさせることができる(請求項1〜
6)。
An accumulator according to the present invention compares an arbitrary externally applied integer with output data of a full adder or output data of a latch by a comparator, and according to an output signal of the comparator, a full adder. Alternatively, by forcibly rewriting the data input to the latch, it is possible to perform an operation equivalent to that in which an overflow has occurred at an arbitrary threshold value.
6).

【0009】N分数周波数シンセサイザにおいて、コン
パレータの出力論理レベルを分周比設定信号として可変
分周器に与えるアキュムレータとして、本発明のアキュ
ムレータを用いることにより、基準周波数とステップ周
波数を独立に設定できる(請求項7)。ダイレクト・デ
ィジタル・シンセサイザにおいて、所定の波形の振幅デ
ータを記憶するROMにアドレスを与えて振幅データを
出力させるアキュムレータとして、本発明のアキュムレ
ータを用いることにより、クロック周波数および出力周
波数ともに十進数で定義される値を選ぶことができる
(請求項8)。
In the N-fraction frequency synthesizer, the reference frequency and the step frequency can be set independently by using the accumulator of the present invention as the accumulator for providing the output logic level of the comparator to the variable frequency divider as the frequency division ratio setting signal ( Claim 7). In a direct digital synthesizer, by using the accumulator of the present invention as an accumulator for giving an address to a ROM for storing amplitude data of a predetermined waveform and outputting the amplitude data, both the clock frequency and the output frequency are defined by decimal numbers. Value can be selected (claim 8).

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION

(アキュムレータの第1の実施形態…請求項1)図1
は、本発明のアキュムレータの第1の実施形態を示す。
図において、本実施形態のアキュムレータは、設定デー
タKとラッチ2の出力データDを加算する全加算器1
と、全加算器1の出力データAと設定データMとを比較
し、A<Mの場合とA≧Mの場合で異なる論理レベルを
出力するコンパレータ3と、コンパレータ3の出力に応
じてA<Mの場合にAを出力し、A≧Mの場合にA−M
を出力するデータ変換回路4と、クロックをトリガとし
てデータ変換回路4の出力データを保持するラッチ2と
により構成される。
(First Embodiment of Accumulator ... Claim 1) FIG.
Shows a first embodiment of the accumulator of the present invention.
In the figure, an accumulator according to the present embodiment includes a full adder 1 for adding setting data K and output data D of a latch 2.
And the comparator 3 which compares the output data A of the full adder 1 with the setting data M, and outputs different logic levels when A <M and when A ≧ M. A is output if M, A-M if A ≧ M
And a latch 2 that holds output data of the data conversion circuit 4 using a clock as a trigger.

【0011】本構成により、オーバーフローを起こす閾
値(従来は2n )を整数Mに設定することができる。す
なわち、全加算器1で設定データKが累積加算され、コ
ンパレータ3で全加算器1の出力データAがM以上にな
ったことが検出されると、Mからの超過分(A−M)が
ラッチ2に入力され、再び累積加算動作が繰り返され
る。これにより、全加算器1の出力データはクロック周
期のM倍の時間経過後に当初の値に戻り、この動作周期
内にK回のオーバーフロー(AがM以上の値になるこ
と)を起こすことになる。
With this configuration, the threshold value for causing an overflow (conventionally 2 n ) can be set to an integer M. That is, when the setting data K is cumulatively added by the full adder 1 and the comparator 3 detects that the output data A of the full adder 1 has become M or more, the excess (AM) from M is calculated. The signal is input to the latch 2 and the cumulative addition operation is repeated again. As a result, the output data of the full adder 1 returns to the initial value after a lapse of M times the clock cycle, and causes K overflows (A becomes a value of M or more) within this operation cycle. Become.

【0012】図2は、第1の実施形態の動作を示すタイ
ミングチャートである。ここでは、設定データをK=
3、M=10とした。(a) はクロック、(b) は全加算器1
の出力データA、(c) はコンパレータ3の出力、(d) は
データ変換回路4の出力データ、(e) はラッチ2の出力
データDを示す。なお、ビット数nを5としたときの二
進数表示を括弧内に示す。
FIG. 2 is a timing chart showing the operation of the first embodiment. Here, the setting data is K =
3, M = 10. (a) is clock, (b) is full adder 1
(C) shows the output of the comparator 3, (d) shows the output data of the data conversion circuit 4, and (e) shows the output data D of the latch 2. Note that a binary number when the number of bits n is 5 is shown in parentheses.

【0013】始めにラッチ2の出力データDが0である
とすると、全加算器の出力データAは3となる。コンパ
レータ3はAとMを比較し、A<Mの場合に“0”を出
力し、A≧Mの場合に“1”を出力する。いま、A<M
であるので、コンパレータ3は“0”を出力する。デー
タ変換回路4は、コンパレータ3の出力が“0”のとき
にAを出力し、“1”のときにA−Mを出力する。い
ま、コンパレータ3の出力が“0”であるので、データ
変換回路4はA=3を出力する。ラッチ2は、クロック
♯1が入力されるとデータ変換回路4の出力データを保
持し、D=3を出力する。
First, assuming that the output data D of the latch 2 is 0, the output data A of the full adder becomes 3. The comparator 3 compares A and M, and outputs “0” when A <M, and outputs “1” when A ≧ M. Now, A <M
Therefore, the comparator 3 outputs “0”. The data conversion circuit 4 outputs A when the output of the comparator 3 is "0", and outputs AM when it is "1". Now, since the output of the comparator 3 is “0”, the data conversion circuit 4 outputs A = 3. Latch 2 holds the output data of data conversion circuit 4 when clock # 1 is input, and outputs D = 3.

【0014】ラッチ2の出力データDは、クロックの入
力により6、9と3ずつ増加するが、D=9になると全
加算器1の出力データAが12となり、A≧Mとなること
からコンパレータ3の出力は“1”となる。これにより
データ変換回路4はA−M=2を出力し、この値が次の
クロック♯4でラッチ2に保持され、その出力データD
は2となる。すると全加算器1の出力データAは5とな
り、A<Mとなってコンパレータ3の出力は“0”に戻
り、データ変換回路4はA=5を出力する。その後、ラ
ッチ2の出力データDは5、8、1、4、7と変化し、
クロック♯10で0となる。
The output data D of the latch 2 increases by 6, 9 and 3 by the input of the clock. When D = 9, the output data A of the full adder 1 becomes 12 and A ≧ M. The output of No. 3 is "1". As a result, the data conversion circuit 4 outputs AM = 2, and this value is held in the latch 2 at the next clock # 4, and the output data D
Becomes 2. Then, the output data A of the full adder 1 becomes 5, A <M, the output of the comparator 3 returns to "0", and the data conversion circuit 4 outputs A = 5. Thereafter, the output data D of the latch 2 changes to 5, 8, 1, 4, 7 and
It becomes 0 at clock # 10.

【0015】このように、クロックがM(=10)回入力
されると、ラッチ2の出力データDは当初の値に戻り、
この動作周期内にK(=3)回コンパレータ3から
“1”が出力されることになる。このときのコンパレー
タ3の出力をオーバーフロー信号とし、ラッチ2の出力
データDを回路全体の出力とすると、本実施形態の構成
はオーバーフローを起こす閾値および動作周期をM、累
積増加分および動作周期内のオーバーフロー回数をKと
するアキュムレータとして動作していることがわかる。
このデータM,Kは、ともに外部から任意に設定するこ
とができる。
As described above, when the clock is input M (= 10) times, the output data D of the latch 2 returns to the initial value,
"1" is output from the comparator 3 K (= 3) times within this operation cycle. Assuming that the output of the comparator 3 at this time is an overflow signal and the output data D of the latch 2 is the output of the entire circuit, the configuration of this embodiment is such that the threshold value causing the overflow and the operation cycle are M, the cumulative increment and the It can be seen that the accumulator operates with the number of overflows as K.
These data M and K can be arbitrarily set from outside.

【0016】(アキュムレータの第2の実施形態…請求
項2)図3は、本発明のアキュムレータの第2の実施形
態を示す。本実施形態は、第1の実施形態のデータ変換
回路4を具体的に示したものである。ここでは、マルチ
プレクサ5と全減算器6により構成される例を示す。コ
ンパレータ3は、第1の実施形態と同様にA<Mの場合
に“0”を出力し、A≧Mの場合に“1”を出力するも
のとする。マルチプレクサ5は、コンパレータ3の出力
が“0”の場合に“0”、コンパレータ3の出力が
“1”の場合に設定データMを選択して出力する。全減
算器6は、全加算器1の出力データAからマルチプレク
サ5の出力データSを減算する。したがって、マルチプ
レクサ5と全減算器6から構成される回路は、A<Mの
場合にA−0=Aを出力し、A≧Mの場合にA−S=A
−Mを出力する。
(Second Embodiment of Accumulator ... Claim 2) FIG. 3 shows a second embodiment of the accumulator according to the present invention. This embodiment specifically shows the data conversion circuit 4 of the first embodiment. Here, an example constituted by the multiplexer 5 and the full subtractor 6 is shown. The comparator 3 outputs “0” when A <M, and outputs “1” when A ≧ M, as in the first embodiment. The multiplexer 5 selects and outputs the setting data M when the output of the comparator 3 is “0” and when the output of the comparator 3 is “1”. The full subtractor 6 subtracts the output data S of the multiplexer 5 from the output data A of the full adder 1. Therefore, the circuit composed of the multiplexer 5 and the full subtractor 6 outputs A-0 = A when A <M, and AS = A when A ≧ M.
-M is output.

【0017】(アキュムレータの第3の実施形態…請求
項3)図4は、本発明のアキュムレータの第3の実施形
態を示す。本実施形態は、第1の実施形態のデータ変換
回路4を具体的に示したものであるが、第2の実施形態
に比べると構成が簡単になっている。ここでは、NAN
Dゲート7と全加算器8とにより構成される例を示す。
コンパレータ3は、第1の実施形態と同様にA<Mの場
合に“0”を出力し、A≧Mの場合に“1”を出力する
ものとする。全加算器1、全加算器8、ラッチ2、およ
びコンパレータ3の入力のビット数をnとする。NAN
Dゲート7は、n個の2入力NANDゲートであり、一
方の入力端子にはコンパレータ3の出力が共通に入力さ
れ、他方の入力端子には設定データMの各ビットの値が
入力され、nビットの出力データTを出力する。全加算
器8は、全加算器1の出力データAとNANDゲート7
の出力データTを入力し、さらに桁上がり入力に“1”
を入力し、A+T+1を出力する。
(Third Embodiment of Accumulator ... Claim 3) FIG. 4 shows a third embodiment of the accumulator according to the present invention. In the present embodiment, the data conversion circuit 4 of the first embodiment is specifically shown, but the configuration is simpler than that of the second embodiment. Here, NAN
An example constituted by a D gate 7 and a full adder 8 is shown.
The comparator 3 outputs “0” when A <M, and outputs “1” when A ≧ M, as in the first embodiment. The number of input bits of the full adder 1, the full adder 8, the latch 2, and the comparator 3 is n. NAN
The D gate 7 is an n number of 2-input NAND gates. One of the input terminals receives the output of the comparator 3 in common, and the other input terminal receives the value of each bit of the setting data M. The bit output data T is output. The full adder 8 is connected to the output data A of the full adder 1 and the NAND gate 7.
Of the output data T, and "1"
And outputs A + T + 1.

【0018】ここで、A<Mの場合にコンパレータ3が
“0”を出力すると、NANDゲート7の各出力はすべ
て“1”となり、T=2n −1となる。したがって、全
加算器8の出力データはA+(2n −1)+1=Aとな
る。一方、A≧Mの場合にコンパレータ3が“1”を出
力すると、NANDゲート7の各出力は設定データMの
各ビットを反転したものとなる。二進数の負の数を2の
補数で考えると、NANDゲート7の出力はT=−M−
1と表されるので、全加算器8の出力データはA+(−
M−1)+1=A−Mとなる。このように、NANDゲ
ート7と全加算器8から構成される回路は、A<Mの場
合にAを出力し、A≧Mの場合にA−Mを出力する。
Here, when the comparator 3 outputs "0" in the case of A <M, all outputs of the NAND gate 7 become "1", and T = 2 n -1. Therefore, the output data of the full adder 8 is A + (2 n -1) + 1 = A. On the other hand, when the comparator 3 outputs “1” when A ≧ M, each output of the NAND gate 7 is obtained by inverting each bit of the setting data M. Assuming that a negative binary number is a two's complement, the output of NAND gate 7 is T = -M-
1, the output data of the full adder 8 is A + (−
M-1) + 1 = A-M. As described above, the circuit including the NAND gate 7 and the full adder 8 outputs A when A <M, and outputs A−M when A ≧ M.

【0019】(アキュムレータの第4の実施形態…請求
項4)図5は、本発明のアキュムレータの第4の実施形
態を示す。図において、本実施形態のアキュムレータ
は、マルチプレクサ5の出力データとラッチ2の出力デ
ータDを加算する全加算器1と、クロックをトリガとし
て全加算器1の出力データAを保持するラッチ2と、ラ
ッチ2の出力データDと設定データ(M−K)とを比較
し、D<M−Kの場合とD≧M−Kの場合で異なる論理
レベルを出力するコンパレータ3と、コンパレータ3の
出力に応じてD<M−Kの場合に設定データKを出力
し、D≧M−Kの場合に設定データ−(M−K)を出力
するマルチプレクサ5により構成される。
(Fourth Embodiment of Accumulator ... Claim 4) FIG. 5 shows a fourth embodiment of the accumulator according to the present invention. In the figure, the accumulator of the present embodiment includes a full adder 1 that adds output data D of a multiplexer 5 and output data D of a latch 2, a latch 2 that holds output data A of the full adder 1 using a clock as a trigger, The comparator 3 compares the output data D of the latch 2 with the setting data (M−K), and outputs different logic levels when D <M−K and when D ≧ M−K. Accordingly, the multiplexer 5 outputs the setting data K when D <M−K, and outputs the setting data− (M−K) when D ≧ M−K.

【0020】本構成により、オーバーフローを起こす閾
値(従来は2n )を整数M−Kに設定することができ
る。全加算器1で設定データKが累積加算され、コンパ
レータ3でラッチ2の出力データDがM−K以上になっ
たことが検出されると、全加算器1に与える設定データ
をKから−(M−K)に切り換え、M−Kからの超過分
D−(M−K)がラッチ2に入力され、再び累積加算動
作が繰り返される。これにより、ラッチ2の出力データ
Dはクロック周期のM倍の時間経過後に当初の値に戻
り、この動作周期内にK回のオーバーフロー(DがM−
K以上の値になること)を起こすことになる。
According to this configuration, the threshold value that causes an overflow (conventionally 2 n ) can be set to an integer M−K. When the setting data K is cumulatively added by the full adder 1 and the comparator 3 detects that the output data D of the latch 2 is equal to or larger than M−K, the setting data given to the full adder 1 is changed from K to − ( M−K), the excess D− (M−K) from M−K is input to the latch 2, and the cumulative addition operation is repeated again. As a result, the output data D of the latch 2 returns to the initial value after a lapse of M times the clock cycle, and overflows K times (D becomes M−
K or more).

【0021】このように、第1〜第3の実施形態では、
全加算器1の出力データAが設定データM以上になった
ことをコンパレータ3で検出し、オーバーフローをさせ
るが、本実施形態ではラッチ2の出力データDがM−K
以上になったことをコンパレータ3で検出し、オーバー
フローをさせる点が異なる。すなわち、第1〜第3の実
施形態では、データ変換回路4が全加算器1とラッチ2
から構成されるループ内にあるのに対して、本実施形態
ではデータ変換回路(マルチプレクサ5)がループ外に
あると言える。なお、本実施形態では、K,M−K,−
(M−K)の各データが必要であるので、設定データ
K,Mから計算する回路を付加するか、あるいはこれら
のデータを外部から入力する必要がある。
As described above, in the first to third embodiments,
The comparator 3 detects that the output data A of the full adder 1 has become equal to or larger than the set data M and causes an overflow. In this embodiment, the output data D of the latch 2 is M−K.
The difference is that the above is detected by the comparator 3 and overflow occurs. That is, in the first to third embodiments, the data conversion circuit 4 includes the full adder 1 and the latch 2
In this embodiment, the data conversion circuit (multiplexer 5) is outside the loop. In the present embodiment, K, M−K, −
Since each data of (M−K) is required, it is necessary to add a circuit for calculating from the setting data K and M, or to input these data from outside.

【0022】図6は、第4の実施形態の動作を示すタイ
ミングチャートである。ここでは、設定データをK=
3、M=10とした。(a) はクロック、(b) はコンパレー
タ3の出力、(c) は全加算器1の出力データA、(d) は
マルチプレクサ5の出力データ、(e) はラッチ2の出力
データDを示す。なお、ビット数nを5としたときの二
進数表示を括弧内に示す。ここで、負の数を2の補数と
する。
FIG. 6 is a timing chart showing the operation of the fourth embodiment. Here, the setting data is K =
3, M = 10. (a) is a clock, (b) is the output of the comparator 3, (c) is the output data A of the full adder 1, (d) is the output data of the multiplexer 5, and (e) is the output data D of the latch 2. . Note that a binary number when the number of bits n is 5 is shown in parentheses. Here, a negative number is a two's complement number.

【0023】始めにラッチ2の出力データDが0である
とする。コンパレータ3はDとM−Kを比較し、D<M
−Kの場合に“0”を出力し、D≧M−Kの場合に
“1”を出力する。いま、D<M−Kであるので、コン
パレータ3は“0”を出力する。マルチプレクサ5は、
コンパレータ3の出力が“0”のときにKを出力し、
“1”のときに−(M−K)を出力する。いま、コンパ
レータ3の出力が“0”であるので、マルチプレクサ5
はK=3を出力し、全加算器1はA=D+K=3を出力
する。ラッチ2は、クロック♯1が入力されると全加算
器1の出力データAを保持し、D=3を出力する。
First, it is assumed that the output data D of the latch 2 is 0. Comparator 3 compares D and M−K, and D <M
It outputs “0” when −K, and outputs “1” when D ≧ M−K. Since D <M−K, the comparator 3 outputs “0”. Multiplexer 5
When the output of the comparator 3 is "0", K is output,
When it is "1",-(MK) is output. Now, since the output of the comparator 3 is "0", the multiplexer 5
Outputs K = 3, and the full adder 1 outputs A = D + K = 3. When the clock # 1 is input, the latch 2 holds the output data A of the full adder 1 and outputs D = 3.

【0024】ラッチ2の出力データDは、クロックの入
力により6、9と3ずつ増加するが、D=9になると、
D≧M−Kとなることからコンパレータ3の出力は
“1”となる。これによりマルチプレクサ5は−(M−
K)=−7を出力し、全加算器1の出力データAはD−
(M−K)=2となる。次のクロック♯4でラッチ2の
出力データDは2となり、D<M−Kとなってコンパレ
ータ3の出力は“0”に戻り、マルチプレクサ5はK=
3を出力する。その後、ラッチ2の出力データDは5、
8、1、4、7と変化し、クロック♯10で0となる。
The output data D of the latch 2 increases by 6, 9 and 3 by the input of the clock, but when D = 9,
Since D ≧ M−K, the output of the comparator 3 becomes “1”. As a result, the multiplexer 5 outputs-(M-
K) = − 7, and the output data A of the full adder 1 is D−
(M−K) = 2. At the next clock # 4, the output data D of the latch 2 becomes 2, D <M−K, and the output of the comparator 3 returns to “0”.
3 is output. After that, the output data D of the latch 2 becomes 5,
8, 1, 4, and 7 and become 0 at clock # 10.

【0025】このように、クロックがM(=10)回入力
されると、ラッチ2の出力データDは当初の値に戻り、
この動作周期内にK(=3)回コンパレータ3から
“1”が出力されることになる。このときのコンパレー
タ3の出力をオーバーフロー信号とし、ラッチ2の出力
データDを回路全体の出力とすると、本実施形態の構成
はオーバーフローを起こす閾値をM−K、動作周期を
M、累積増加分および動作周期内のオーバーフロー回数
をKとするアキュムレータとして動作していることがわ
かる。このデータM,K(あるいはK,M−K,−(M
−K))は、ともに外部から任意に設定することができ
る。
As described above, when the clock is input M (= 10) times, the output data D of the latch 2 returns to the initial value,
"1" is output from the comparator 3 K (= 3) times within this operation cycle. Assuming that the output of the comparator 3 at this time is an overflow signal and the output data D of the latch 2 is the output of the entire circuit, the configuration of the present embodiment has a threshold value M-K at which an overflow occurs, an operation cycle M, an accumulated increment and It can be seen that the accumulator operates as the accumulator where the number of overflows in the operation cycle is K. The data M, K (or K, M−K, − (M
−K)) can be arbitrarily set from outside.

【0026】(アキュムレータの第5の実施形態…請求
項5)図7は、本発明のアキュムレータの第5の実施形
態を示す。本実施形態は、第4の実施形態の構成に、設
定データK,Mから設定データK,M−K,−(M−
K)の各値を計算する回路を付加したものである。全減
算器6は、設定データK,Mを入力し、M−Kを計算し
てコンパレータ3に送出する。データ変換回路4は、設
定データK,Mを入力し、コンパレータ3の出力に応じ
てD<M−Kの場合にKを全加算器1に送出し、D≧M
−Kの場合に−(M−K)を全加算器1に送出する。な
お、このデータ変換回路4は、図3に示す第2の実施形
態のようにマルチプレクサ5と全減算器6により、また
図4に示す第3の実施形態のようにNANDゲート7と
全加算器8により構成することができる。後者の構成に
ついては、後述する第6の実施形態で説明する。その他
の構成および動作は第4の実施形態と同様である。
(Fifth Embodiment of Accumulator ... Claim 5) FIG. 7 shows a fifth embodiment of the accumulator according to the present invention. This embodiment is different from the configuration of the fourth embodiment in that the setting data K, M-K,-(M-
A circuit for calculating each value of K) is added. The total subtractor 6 receives the setting data K and M, calculates M−K, and sends the result to the comparator 3. The data conversion circuit 4 inputs the setting data K and M, and sends K to the full adder 1 when D <M−K according to the output of the comparator 3, and D ≧ M
In the case of -K,-(MK) is sent to the full adder 1. The data conversion circuit 4 includes a multiplexer 5 and a full subtractor 6 as in the second embodiment shown in FIG. 3, and a NAND gate 7 and a full adder as in the third embodiment shown in FIG. 8. The latter configuration will be described in a sixth embodiment described later. Other configurations and operations are the same as those of the fourth embodiment.

【0027】(アキュムレータの第6の実施形態…請求
項6)図8は、本発明のアキュムレータの第6の実施形
態を示す。本実施形態は、第5の実施形態のデータ変換
回路4を具体的に示したものである。ここでは、NAN
Dゲート7と全加算器8とにより構成される例を示す。
また、全減算器6はインバータ9と全加算器10とによ
り構成される例を示す。コンパレータ3は、第5の実施
形態と同様にD<M−Kの場合に“0”を出力し、D≧
M−Kの場合に“1”を出力するものとする。全加算器
1,8,10、ラッチ2、およびコンパレータ3の入力
のビット数をnとする。NANDゲート7は、n個の2
入力NANDゲートであり、一方の入力端子にはコンパ
レータ3の出力が共通に入力され、他方の入力端子には
設定データMの各ビットの値が入力され、nビットのデ
ータTを出力する。全加算器8は、設定データKとNA
NDゲート7の出力データTを入力し、さらに桁上がり
入力に“1”を入力し、A1 =K+T+1を出力する。
(Sixth Embodiment of Accumulator ... Claim 6) FIG. 8 shows a sixth embodiment of the accumulator according to the present invention. The present embodiment specifically shows the data conversion circuit 4 of the fifth embodiment. Here, NAN
An example constituted by a D gate 7 and a full adder 8 is shown.
In addition, an example is shown in which the full subtractor 6 includes an inverter 9 and a full adder 10. The comparator 3 outputs “0” when D <M−K, as in the fifth embodiment, and D ≧ M.
In the case of MK, “1” is output. It is assumed that the number of input bits of the full adders 1, 8, and 10, the latch 2, and the comparator 3 is n. The NAND gate 7 is composed of n 2
The input NAND gate has one input terminal to which the output of the comparator 3 is commonly input, the other input terminal to which the value of each bit of the setting data M is input, and outputs n-bit data T. The full adder 8 sets the setting data K and NA
Inputs the output data T of ND gate 7, further inputs "1" to the carry input, and outputs the A 1 = K + T + 1 .

【0028】ここで、D<M−Kの場合にコンパレータ
3が“0”を出力すると、全加算器8の出力データA1
はK+(2n −1)+1=Kとなる。一方、D≧M−K
の場合にコンパレータ3が“1”を出力すると、NAN
Dゲート7の出力データTは−M−1と表されるので、
全加算器8の出力データA1 は−M−1+K+1=−
(M−K)となる。このように、NANDゲート7と全
加算器8から構成される回路は、D<M−Kの場合にK
を出力し、D≧M−Kの場合に−(M−K)を出力す
る。
Here, when the comparator 3 outputs "0" when D <M−K, the output data A 1 of the full adder 8 is output.
Is K + (2 n -1) + 1 = K. On the other hand, D ≧ M−K
When the comparator 3 outputs “1” in the case of
Since the output data T of the D gate 7 is expressed as -M-1,
Output data A 1 of the full adder 8 -M-1 + K + 1 = -
(M−K). As described above, the circuit composed of the NAND gate 7 and the full adder 8 has a function of K when D <M−K.
Is output, and when D ≧ M−K, − (M−K) is output.

【0029】(周波数シンセサイザの第1の実施形態…
請求項7)図9は、本発明の周波数シンセサイザの第1
の実施形態を示す。図において、本実施形態の構成は、
基準周波数をステップ周波数よりも高くできる分数N周
波数シンセサイザと呼ばれるものであり、従来構成と同
様である。すなわち、位相同期ループを構成する位相比
較器11,ループフィルタ12,電圧制御発振器(VC
O)13,可変分周器14と、可変分周器14の分周比
を設定するアキュムレータ15により構成される。本実
施形態の特徴は、アキュムレータ15として上述した本
発明のアキュムレータを用いるところにある。従来のア
キュムレータでは、クロックをK/2n という限られた
分周比でしか分周することができなかった。この制限に
より、基準周波数はステップ周波数の2n 倍という値に
限定され、基準周波数とステップ周波数の関係を任意に
選ぶことができなかった。
(First Embodiment of Frequency Synthesizer ...
Claim 7) FIG. 9 shows a first example of the frequency synthesizer of the present invention.
An embodiment will be described. In the figure, the configuration of the present embodiment is as follows.
This is called a fractional-N frequency synthesizer that can make the reference frequency higher than the step frequency, and is the same as the conventional configuration. That is, the phase comparator 11, the loop filter 12, and the voltage controlled oscillator (VC
O) 13, a variable frequency divider 14, and an accumulator 15 for setting the frequency division ratio of the variable frequency divider 14. The feature of the present embodiment resides in that the accumulator of the present invention described above is used as the accumulator 15. In the conventional accumulator, the clock can be divided only at a limited division ratio of K / 2 n . Due to this limitation, the reference frequency is limited to a value of 2 n times the step frequency, and the relationship between the reference frequency and the step frequency cannot be arbitrarily selected.

【0030】これに対して本発明のアキュムレータは、
K/Mの任意の分数比で分周することができる。このア
キュムレータを従来のアキュムレータの代わりに用いれ
ば、基準周波数とステップ周波数を任意の整数比に設定
可能な分数N周波数シンセサイザを実現することができ
る。また、基準周波数とステップ周波数を任意の整数比
に設定できれば、ハードウェアの変更なしに様々なアプ
リケーションに適用することが可能となる。
On the other hand, the accumulator of the present invention
Frequency division can be performed at any fractional ratio of K / M. If this accumulator is used instead of a conventional accumulator, a fractional-N frequency synthesizer that can set the reference frequency and the step frequency to an arbitrary integer ratio can be realized. In addition, if the reference frequency and the step frequency can be set to an arbitrary integer ratio, it can be applied to various applications without changing hardware.

【0031】図9に示す可変分周器14は、アキュムレ
ータ15のオーバーフロー信号を受け取ると、その分周
比をNからN+1に変更する。これにより、可変分周器
14の分周比は、M回の基準信号(クロック)の入力の
うちK回がN+1となり、M−K回がNとなる。したが
って、Mサイクルに渡って平均した分周比NAVE は、 NAVE ={K・(N+1)+(M−K)・N}/M=N+K
/M となる。ここで、基準周波数をfREF とすると、位相同
期した際のVCOの発振周波数fVCO は、 fVCO =NAVE ・fREF =(N+K/M)・fREF となり、設定データKを1ずつ変更することによってV
COの発振周波数fVCOは基準周波数fREF の1/Mの
周波数ステップで変化する。したがって、周波数ステッ
プに対して基準周波数をM倍に高くすることができる。
このように、本発明の周波数シンセサイザではMを任意
に選ぶことができるので、基準周波数とステップ周波数
を独立に設定することができる。
When receiving the overflow signal of the accumulator 15, the variable frequency divider 14 shown in FIG. 9 changes the frequency division ratio from N to N + 1. As a result, the frequency division ratio of the variable frequency divider 14 becomes N + 1 for K times and N for M−K times among the M times of input of the reference signal (clock). Therefore, the division ratio N AVE averaged over M cycles is N AVE = {K · (N + 1) + (M−K) · N} / M = N + K
/ M. Here, assuming that the reference frequency is f REF , the oscillation frequency f VCO of the VCO at the time of phase synchronization becomes f VCO = N AVE · f REF = (N + K / M) · f REF , and the setting data K is changed by one. By doing V
The oscillation frequency f VCO of the CO changes in 1 / M frequency steps of the reference frequency f REF . Therefore, the reference frequency can be increased by a factor of M with respect to the frequency step.
As described above, in the frequency synthesizer of the present invention, M can be arbitrarily selected, so that the reference frequency and the step frequency can be set independently.

【0032】(周波数シンセサイザの第2の実施形態)
図10は、本発明の周波数シンセサイザの第2の実施形
態を示す。図において、本実施形態の構成は、図9に示
す第1の実施形態の分数N周波数シンセサイザに、スプ
リアス低減手段としてD/A変換器16および電圧加算
器17を付加したものである。
(Second Embodiment of Frequency Synthesizer)
FIG. 10 shows a second embodiment of the frequency synthesizer of the present invention. In the figure, the configuration of the present embodiment is obtained by adding a D / A converter 16 and a voltage adder 17 as spurious reduction means to the fractional-N frequency synthesizer of the first embodiment shown in FIG.

【0033】図11は、第2の実施形態の動作を示すタ
イミングチャートである。ここでは、アキュムレータ1
5に設定する設定データをK=3、M=10とした。可変
分周器14の分周比Nを2とし、アキュムレータ15の
オーバーフロー信号を受け取ると、その分周比Nを3に
変更するとした。(a) は電圧制御発振器13の出力、
(b) は可変分周器14の出力、(c) は基準信号、(d) は
位相比較器11の出力、(e) はアキュムレータ15の出
力、(f) はD/A変換器16の出力を示す。
FIG. 11 is a timing chart showing the operation of the second embodiment. Here, accumulator 1
The setting data set to 5 were K = 3 and M = 10. When the frequency division ratio N of the variable frequency divider 14 is set to 2 and the overflow signal of the accumulator 15 is received, the frequency division ratio N is changed to 3. (a) is the output of the voltage controlled oscillator 13;
(b) is an output of the variable frequency divider 14, (c) is a reference signal, (d) is an output of the phase comparator 11, (e) is an output of the accumulator 15, and (f) is an output of the D / A converter 16. Show output.

【0034】始めに、可変分周器14の出力(b) と基準
信号(c) の位相が一致しているとする。アキュムレータ
15の出力(e) は、基準信号の入力ごとに3,6,9と
累積加算される。このとき、可変分周器14の分周比は
2であり、その出力(b) は電圧制御発振器13の出力
(a) の2番目、4番目、6番目で立ち上がる。次の基準
信号が入力されると、アキュムレータ15の出力(e) は
9となり、これと同時にオーバーフロー信号が出力さ
れ、可変分周器14の分周比は2から3に変更される。
したがって、可変分周器14の出力(b) は、電圧制御発
振器13の出力(a)の9番目で立ち上がる。アキュムレ
ータ15は、基準信号(c) のM=10サイクルで初期値に
戻り、10サイクル中にオーバーフロー信号をK=3回出
力する。すなわち、基準信号(c) の10サイクル目に電圧
制御発振器13の23番目の出力が立ち上がることになる
ので、可変分周器14の平均分周比は23/10=2+3/
10となる。
First, it is assumed that the output (b) of the variable frequency divider 14 and the phase of the reference signal (c) match. The output (e) of the accumulator 15 is cumulatively added to 3, 6, and 9 for each input of the reference signal. At this time, the frequency division ratio of the variable frequency divider 14 is 2, and the output (b) is the output of the voltage controlled oscillator 13.
(a) Stand up at the second, fourth and sixth. When the next reference signal is input, the output (e) of the accumulator 15 becomes 9, and at the same time, an overflow signal is output, and the frequency division ratio of the variable frequency divider 14 is changed from 2 to 3.
Therefore, the output (b) of the variable frequency divider 14 rises at the ninth of the output (a) of the voltage controlled oscillator 13. The accumulator 15 returns to the initial value in M = 10 cycles of the reference signal (c), and outputs an overflow signal K = 3 times in 10 cycles. That is, since the 23rd output of the voltage controlled oscillator 13 rises at the 10th cycle of the reference signal (c), the average frequency division ratio of the variable frequency divider 14 is 23/10 = 2 + 3 /
It becomes 10.

【0035】一方、基準信号(c) は一定の周波数であ
り、電圧制御発振器13の出力(a) の23/10の周期であ
る。位相比較器11の出力(d) は、可変分周器14の出
力(b)と基準信号(c) の位相差に応じてパルス幅が変化
する。この信号をループフィルタ12で積分して位相差
に比例した電圧に変換し、電圧制御発振器13を制御す
るが、位相比較器11の出力(d) のパルス幅は周期的に
変化しておりスプリアスを発生させる。ここで、アキュ
ムレータ15の出力(e) をみると、位相比較器11の出
力(d) のパルス幅に比例して変化していることが分か
る。したがって、アキュムレータ15の出力(e) をD/
A変換器16でアナログ電圧に変換し、その出力(f) を
電圧加算器17に入力し、位相比較器11の出力(d) に
適当な重み付けをすることによりその周期的な変化を打
ち消し、スプリアスを低減することができる。
On the other hand, the reference signal (c) has a constant frequency, which is 23/10 of the output (a) of the voltage controlled oscillator 13. The pulse width of the output (d) of the phase comparator 11 changes according to the phase difference between the output (b) of the variable frequency divider 14 and the reference signal (c). This signal is integrated by the loop filter 12 and converted into a voltage proportional to the phase difference to control the voltage controlled oscillator 13. The pulse width of the output (d) of the phase comparator 11 changes periodically, Generate. Here, when looking at the output (e) of the accumulator 15, it can be seen that the output (d) of the phase comparator 11 changes in proportion to the pulse width. Therefore, the output (e) of the accumulator 15 is changed to D /
The output is converted into an analog voltage by the A converter 16, the output (f) is input to the voltage adder 17, and the output (d) of the phase comparator 11 is appropriately weighted to cancel the periodic change. Spurious can be reduced.

【0036】(周波数シンセサイザの第3の実施形態…
請求項8)図12は、本発明の周波数シンセサイザの第
3の実施形態を示す。図において、本実施形態の構成
は、ダイレクト・ディジタル・シンセサイザと呼ばれる
ものであり、従来構成と同様である。すなわち、アキュ
ムレータ15,ROM18,D/A変換器19,ローパ
スフィルタ(LPF)20により構成される。本実施形
態の特徴は、アキュムレータ15として上述した本発明
のアキュムレータを用いるところにある。
(Third Embodiment of Frequency Synthesizer ...
Claim 8) FIG. 12 shows a third embodiment of the frequency synthesizer of the present invention. In the figure, the configuration of the present embodiment is called a direct digital synthesizer, and is the same as the conventional configuration. That is, it is composed of an accumulator 15, a ROM 18, a D / A converter 19, and a low-pass filter (LPF) 20. The feature of the present embodiment resides in that the accumulator of the present invention described above is used as the accumulator 15.

【0037】ダイレクト・ディジタル・シンセサイザで
は、アキュムレータ15の出力データはシンセサイザ出
力波形の位相を意味する。ROM18には位相データと
振幅データの対応が書き込まれており、アキュムレータ
15の出力データをアドレスとして振幅データを出力す
る。従来のアキュムレータは、クロック周期の2n 倍の
周期で動作するので、これをダイレクト・ディジタル・
シンセサイザに用いると、その出力周波数fOUT は、ク
ロック周波数をfCLK として、 fOUT =(K/2n)・fCLK となる。すなわち、出力周波数fOUT は、fCLK/2n
整数倍に限られるので、十進法で定義される出力周波数
OUT を得るためにはクロック周波数fCLK を二進法で
定義される値に選ぶ必要がある。例えば、アキュムレー
タ15のビット数n=8のときに、十進法で定義される
出力周波数fOUT=10000×K〔Hz〕を得たい場合には、
クロック周波数を二進法で定義されるfCLK=10.24〔M
Hz〕に選ぶ必要がある。逆に、クロック周波数を十進法
で定義されるfCLK =10〔MHz〕に選ぶと、出力周波数
はfOUT =9765.625×K〔Hz〕という半端なものになっ
てしまう。
In a direct digital synthesizer, the output data of the accumulator 15 means the phase of the output waveform of the synthesizer. The correspondence between the phase data and the amplitude data is written in the ROM 18, and the amplitude data is output using the output data of the accumulator 15 as an address. Since the conventional accumulator operates at a cycle of 2 n times the clock cycle, it is used for direct digital
When used in a synthesizer, the output frequency f OUT is f OUT = (K / 2 n ) · f CLK , where the clock frequency is f CLK . That is, since the output frequency f OUT is limited to an integer multiple of f CLK / 2n , it is necessary to select the clock frequency f CLK to a value defined by the binary system in order to obtain the output frequency f OUT defined by the decimal system. is there. For example, when it is desired to obtain the output frequency f OUT = 10000 × K [Hz] defined by the decimal number when the number of bits n of the accumulator 15 is n = 8,
F CLK = 10.24 [M defined clock frequency binary
Hz]. Conversely, if the clock frequency is selected to be f CLK = 10 [MHz] defined by the decimal system, the output frequency will be an odd one such as f OUT = 9765.625 × K [Hz].

【0038】これに対して本発明のアキュムレータは、
クロック周期のM倍の周期で動作するので、このアキュ
ムレータを従来のアキュムレータの代わりに用いれば、
出力周波数fOUT は、 fOUT =(K/M)・fCLK となる。ここで、Mは任意の整数に選ぶことができるの
で、出力周波数とクロック周波数をそれぞれ十進法で定
義される値に選ぶことができる。例えば、出力周波数f
OUT=10000×K〔Hz〕を得たい場合には、クロック周波
数を十進法で定義されるfCLK =10〔MHz〕としても、
M=1000とすることによりその出力周波数を得ることが
できる。
On the other hand, the accumulator of the present invention
Since the accumulator operates at a cycle M times the clock cycle, if this accumulator is used instead of the conventional accumulator,
The output frequency f OUT becomes f OUT = (K / M) · f CLK . Here, since M can be selected as an arbitrary integer, the output frequency and the clock frequency can each be selected to values defined in decimal. For example, the output frequency f
If it is desired to obtain OUT = 10000 × K [Hz], the clock frequency can be set to f CLK = 10 [MHz] defined by a decimal system.
By setting M = 1000, the output frequency can be obtained.

【0039】従来のダイレクト・ディジタル・シンセサ
イザでは、位相の最大値は2n に固定されているので、
波形の1周期が位相2n で終わる波形データを必要とし
た。一方、本発明のアキュムレータを用いたダイレクト
・ディジタル・シンセサイザでは、位相の最大値が任意
の整数Mで可変であるので、波形の1周期が位相Mで終
わるような波形データが必要になる。Mを固定した使い
方をするアプリケーションでは、設定データMに対応し
たROMを用意すればよい。また、ROMとして書き込
み可能なEPROMなどを用いれば、同じハードウェア
で異なる設定値Mが必要なアプリケーションにも適用で
きる。
In the conventional direct digital synthesizer, the maximum value of the phase is fixed at 2 n ,
One cycle of the waveform required waveform data that ended with a phase 2n . On the other hand, in the direct digital synthesizer using the accumulator of the present invention, since the maximum value of the phase is variable with an arbitrary integer M, waveform data such that one cycle of the waveform ends with the phase M is required. In an application in which M is used in a fixed manner, a ROM corresponding to the setting data M may be prepared. If a writable EPROM or the like is used as the ROM, the present invention can be applied to an application that requires a different set value M with the same hardware.

【0040】[0040]

【発明の効果】以上説明したように、本発明のアキュム
レータは、従来は2n クロック周期にした選ぶことがで
きなかった動作周期を任意の整数に設定することができ
る。この任意性は、分数N周波数シンセサイザやダイレ
クト・ディジタル・シンセサイザへ適用したときに大き
な利点となる。
As described above, the accumulator of the present invention can set the operation cycle, which could not be selected to be 2 n clock cycles conventionally, to an arbitrary integer. This arbitrariness is a great advantage when applied to a fractional-N frequency synthesizer or a direct digital synthesizer.

【0041】本発明のアキュムレータを用いた分数N周
波数シンセサイザは、基準周波数とステップ周波数を任
意の整数比に設定することかできるので、ハードウェア
の変更なしに様々なアプリケーションに適用することが
できる。さらに、本発明のアキュムレータは従来と同様
に累積加算が可能であるので、分数N周波数シンセサイ
ザにおける従来のスプリアス低減方法を適用することが
できる。
The fractional-N frequency synthesizer using the accumulator according to the present invention can set the reference frequency and the step frequency to an arbitrary integer ratio, and can be applied to various applications without changing hardware. Further, since the accumulator of the present invention can perform cumulative addition as in the conventional case, the conventional spurious reduction method in the fractional-N frequency synthesizer can be applied.

【0042】本発明のアキュムレータを用いたダイレク
ト・ディジタル・シンセサイザは、クロック周波数およ
び出力周波数ともに十進数で定義される値を選ぶことが
できる。さらに、ROMとして書き込み可能なEPRO
Mなどを用いれば、様々な周波数系列のアプリケーショ
ンに同じハードウェアを適用することができる。
In the direct digital synthesizer using the accumulator of the present invention, both the clock frequency and the output frequency can select values defined by decimal numbers. Furthermore, EPRO which can be written as ROM
If M is used, the same hardware can be applied to various frequency series applications.

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

【図1】本発明のアキュムレータの第1の実施形態を示
すブロック図。
FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment of an accumulator according to the present invention.

【図2】本発明のアキュムレータの第1の実施形態の動
作を示すタイミングチャート。
FIG. 2 is a timing chart showing the operation of the accumulator according to the first embodiment of the present invention.

【図3】本発明のアキュムレータの第2の実施形態を示
すブロック図。
FIG. 3 is a block diagram showing a second embodiment of the accumulator according to the present invention.

【図4】本発明のアキュムレータの第3の実施形態を示
すブロック図。
FIG. 4 is a block diagram showing a third embodiment of the accumulator according to the present invention.

【図5】本発明のアキュムレータの第4の実施形態を示
すブロック図。
FIG. 5 is a block diagram showing a fourth embodiment of the accumulator according to the present invention.

【図6】本発明のアキュムレータの第4の実施形態の動
作を示すタイミングチャート。
FIG. 6 is a timing chart showing the operation of an accumulator according to a fourth embodiment of the present invention.

【図7】本発明のアキュムレータの第5の実施形態を示
すブロック図。
FIG. 7 is a block diagram showing a fifth embodiment of the accumulator according to the present invention.

【図8】本発明のアキュムレータの第6の実施形態を示
すブロック図。
FIG. 8 is a block diagram showing a sixth embodiment of the accumulator according to the present invention.

【図9】本発明の周波数シンセサイザの第1の実施形態
を示すブロック図。
FIG. 9 is a block diagram showing a first embodiment of the frequency synthesizer of the present invention.

【図10】本発明の周波数シンセサイザの第2の実施形
態を示すブロック図。
FIG. 10 is a block diagram showing a second embodiment of the frequency synthesizer of the present invention.

【図11】本発明の周波数シンセサイザの第2の実施形
態の動作を示すタイミングチャート。
FIG. 11 is a timing chart showing the operation of the second embodiment of the frequency synthesizer of the present invention.

【図12】本発明の周波数シンセサイザの第3の実施形
態を示すブロック図。
FIG. 12 is a block diagram showing a third embodiment of the frequency synthesizer of the present invention.

【図13】従来のアキュムレータの構成を示すブロック
図。
FIG. 13 is a block diagram showing a configuration of a conventional accumulator.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 全加算器 2 ラッチ 3 コンパレータ 4 データ変換回路 5 マルチプレクサ 6 全減算器 7 NANDゲート 8 全加算器 9 インバータ 10 全加算器 11 位相比較器 12 ループフィルタ 13 電圧制御発振器(VCO) 14 可変分周器 15 アキュムレータ 16 D/A変換器 17 電圧加算器 18 ROM 19 D/A変換器 20 ローパスフィルタ(LPF) DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Full adder 2 Latch 3 Comparator 4 Data conversion circuit 5 Multiplexer 6 Full subtractor 7 NAND gate 8 Full adder 9 Inverter 10 Full adder 11 Phase comparator 12 Loop filter 13 Voltage controlled oscillator (VCO) 14 Variable frequency divider Reference Signs List 15 accumulator 16 D / A converter 17 voltage adder 18 ROM 19 D / A converter 20 low-pass filter (LPF)

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 第1の設定データKを一方の入力とする
全加算器と、 前記全加算器の出力データAと第2の設定データMとを
比較し、A<Mの場合とA≧Mの場合で異なる論理レベ
ルを出力するコンパレータと、 前記全加算器の出力データAと前記第2の設定データM
とをデータ入力とし、前記コンパレータの出力を制御入
力とし、A<Mの場合にAを出力し、A≧Mの場合にA
−Mを出力するデータ変換回路と、 クロックをトリガとして前記データ変換回路の出力デー
タを保持し、その出力データDを前記全加算器の他方の
入力に送出するラッチとを備えたことを特徴とするアキ
ュムレータ。
1. A full adder having first setting data K as one input, comparing output data A of the full adder with second setting data M, and when A <M, A ≧ M A comparator that outputs a different logic level in the case of M, the output data A of the full adder and the second setting data M
Is a data input, the output of the comparator is a control input, A is output when A <M, and A is output when A ≧ M.
−M, and a latch that holds output data of the data conversion circuit by using a clock as a trigger and sends the output data D to the other input of the full adder. Accumulator.
【請求項2】 請求項1に記載のアキュムレータにおい
て、 データ変換回路は、 コンパレータの出力に応じて第2の設定データMまたは
“0”を切り換えて出力するマルチプレクサと、 全加算器の出力データAと前記マルチプレクサの出力デ
ータSを入力し、A−Sを計算してラッチに送出する全
減算器とを備えたことを特徴とするアキュムレータ。
2. The accumulator according to claim 1, wherein the data conversion circuit switches and outputs the second setting data M or “0” according to the output of the comparator, and the output data A of the full adder. And an all-subtractor for inputting output data S of the multiplexer, calculating AS, and sending the result to a latch.
【請求項3】 請求項1に記載のアキュムレータにおい
て、 データ変換回路は、 コンパレータの出力を一方の入力とし、nビットの第2
の設定データMの各ビットを他方の入力とするn個の2
入力NANDゲートと、 前記各2入力NANDゲートの出力を各ビットとする値
Tと、全加算器の出力データAと、桁上がり入力として
“1”とを入力し、A+T+1を計算してラッチに送出
する全加算器とを備えたことを特徴とするアキュムレー
タ。
3. The accumulator according to claim 1, wherein the data conversion circuit receives the output of the comparator as one input, and outputs the n-bit second data.
N bits each of which has each bit of the setting data M as the other input.
An input NAND gate, a value T that sets the output of each of the two-input NAND gates to each bit, output data A of the full adder, and “1” as a carry input are calculated, and A + T + 1 is calculated and latched. An accumulator comprising a full adder for sending.
【請求項4】 第1の設定データをK、第2の設定デー
タをMとしたときに、制御信号に応じてKまたは−(M
−K)を選択して出力するマルチプレクサと、 前記マルチプレクサの出力データを一方の入力とする全
加算器と、 クロックをトリガとして前記全加算器の出力データAを
保持し、その出力データDを前記全加算器の他方の入力
に送出するラッチと、 前記ラッチの出力データDと設定データM−Kとを比較
し、D<M−Kの場合とD≧M−Kの場合で異なる論理
レベルを出力し、その出力を前記マルチプレクサの前記
制御信号として送出するコンパレータとを備えたことを
特徴とするアキュムレータ。
4. When the first setting data is K and the second setting data is M, K or-(M
-K), a multiplexer for selecting and outputting the output data, a full adder having the output data of the multiplexer as one input, and holding the output data A of the full adder by using a clock as a trigger. A latch to be sent to the other input of the full adder is compared with output data D of the latch and setting data M−K, and different logic levels are determined when D <M−K and when D ≧ M−K. An accumulator for outputting the output as the control signal of the multiplexer.
【請求項5】 第1の設定データをK、第2の設定デー
タをMとしたときに、M−Kを計算して出力する全減算
器と、 前記第1の設定データKと前記第2の設定データMとを
データ入力とし、制御信号に応じてKまたは−(M−
K)を出力するデータ変換回路と、 前記データ変換回路の出力データを一方の入力とする全
加算器と、 クロックをトリガとして前記全加算器の出力データAを
保持し、その出力データDを前記全加算器の他方の入力
に送出するラッチと、 前記ラッチの出力データDと前記全減算器の出力データ
M−Kとを比較し、D<M−Kの場合とD≧M−Kの場
合で異なる論理レベルを出力し、その出力を前記データ
変換回路の前記制御信号として送出するコンパレータと
を備えたことを特徴とするアキュムレータ。
5. A full subtractor that calculates and outputs M−K when the first setting data is K and the second setting data is M, and wherein the first setting data K and the second setting data Is input as data input, and K or-(M-
K), a full adder having the output data of the data conversion circuit as one input, and holding the output data A of the full adder by using a clock as a trigger. A latch to be sent to the other input of the full adder, and the output data D of the latch and the output data M−K of the full subtractor are compared, and when D <M−K and when D ≧ M−K And a comparator for outputting a different logic level and transmitting the output as the control signal of the data conversion circuit.
【請求項6】 請求項5に記載のアキュムレータにおい
て、 データ変換回路は、 コンパレータの出力を一方の入力とし、nビットの第2
の設定データMの各ビットを他方の入力とするn個の2
入力NANDゲートと、 前記各2入力NANDゲートの出力を各ビットとする値
Tと、第1の設定データKと、桁上がり入力として
“1”とを入力し、A+T+1を計算して全加算器の一
方の入力に送出する全加算器とを備えたことを特徴とす
るアキュムレータ。
6. The accumulator according to claim 5, wherein the data conversion circuit receives the output of the comparator as one input, and outputs the n-bit second data.
N bits each of which has each bit of the setting data M as the other input.
An input NAND gate, a value T that sets the output of each of the two-input NAND gates to each bit, first setting data K, and “1” as a carry input, calculate A + T + 1, and perform full adder An accumulator comprising: a full adder for sending to one input of the accumulator.
【請求項7】 制御電圧に応じて発振周波数が変化する
電圧制御発振器と、 前記電圧制御発振器の出力を分周比設定信号に応じて切
り換えられる分周比NまたはN+1で分周する可変分周
器と、 前記可変分周器の出力と基準信号とを比較し、その位相
差を検出する位相比較器と、 前記位相比較器の出力を平滑し、前記電圧制御発振器に
制御電圧として出力するループフィルタと、 前記基準信号をクロックとして入力し、第1の設定デー
タKおよび第2の設定データMを入力し、コンパレータ
の出力論理レベルを前記分周比設定信号として前記可変
分周器に与える請求項1ないし請求項6のいずれかに記
載のアキュムレータとを備えたことを特徴とする周波数
シンセサイザ。
7. A voltage controlled oscillator whose oscillation frequency changes according to a control voltage, and a variable frequency divider for dividing an output of said voltage controlled oscillator by a frequency dividing ratio N or N + 1 switched according to a frequency dividing ratio setting signal. A phase comparator that compares an output of the variable frequency divider with a reference signal and detects a phase difference between the two, and a loop that smoothes the output of the phase comparator and outputs the smoothed output to the voltage controlled oscillator as a control voltage. A filter, the reference signal being input as a clock, first setting data K and second setting data M being input, and an output logic level of a comparator being given to the variable frequency divider as the frequency division ratio setting signal. A frequency synthesizer comprising the accumulator according to any one of claims 1 to 6.
【請求項8】 クロック、第1の設定データKおよび第
2の設定データMを入力する請求項1ないし請求項6の
いずれかに記載のアキュムレータと、 所定の波形の振幅データを記憶し、前記アキュムレータ
の出力データをアドレスとして振幅データを出力するR
OMと、 前記ROMの出力データを電圧に変換するD/A変換器
と、 前記D/A変換器の出力を平滑して出力するローパスフ
ィルタとを備えたことを特徴とする周波数シンセサイ
ザ。
8. The accumulator according to claim 1, which receives a clock, first setting data K, and second setting data M, and stores amplitude data of a predetermined waveform, R for outputting amplitude data using the output data of the accumulator as an address
A frequency synthesizer comprising: an OM; a D / A converter for converting output data of the ROM into a voltage; and a low-pass filter for smoothing and outputting the output of the D / A converter.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008072555A1 (en) * 2006-12-11 2008-06-19 Nsc Co., Ltd. Sinusoidal wave generation circuit

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