JPH1041813A - 位相同期回路 - Google Patents
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Abstract
電圧振幅発振器に高増幅された電圧を供給し、電荷ポン
プ回路と共に使用される高出力電流を低インピーダンス
出力に供給できる位相同期回路を提供する。 【解決手段】 RFチャンネルシンセサイズのための
電荷ポンプ7を備えた位相同期回路のためのオペアンプ
などの増幅手段5a,5bは増幅器を2つの段5a,5
bに分割するために使われる低供給電圧を供給し、5a
における出力は電圧増幅の幅が広い高インピーダンスエ
ミッタ接地の相補形トランジスタであり、オペアンプ5
bの一部は増幅器が一つであるときよりも低いゲインを
供給するための抵抗性のフィードバックと増幅段5aか
らの反転入力を入力する電荷供給ポンプ7からの電流を
供給するループフィルタ周りのフィードバック信号を供
給するための低インピーダンス出力を有する。また、段
5aと5bを入れ替えたものを選択することも可能であ
る。
Description
チャンネル周波数シンセサイザに用いられる位相同期回
路に関し、特に無線LANに使用されるトランシーバに
関する。後者の一つの応用は、ホストプロセッサと通信
を行なうラップトップやPOS端末などのポータブル端
末に用いられ、トランシーバはPCMCIA(パーソナ
ルコンピュータメモリカード国際協会)カードのような
標準PC拡張カードに適合する。このカードは標準供給
電圧は3.0 ボルト±10%であり位相同期回路を導入する
ことにより最低供給電圧を2.7 ボルトに制限することに
なる。
では、図4に示すように電荷ポンプ回路は電圧制御発振
器(VCO)を直接駆動するように使用されるループフ
ィルタを構成する部分は、出力が接地された電荷ポンプ
回路に接続されている。
たは電源3からの負のパルスを、電圧制御発振器4の周
波数が基準発振器の周波数より高周波であるか低周波で
あるかにより、電圧調整装置4に供給する。
スタを全てに用いているバイポーラ電荷ポンプ回路が提
案されている(GB-B-2 249 443) 。なぜならPNPトラ
ンジスタは利用できないか成果が低いからである。この
場合、電荷ポンプ回路は電荷ポンプの出力を一定電圧に
保つためのオペアンプに接続され、オペアンプの出力は
VCO制御電圧に供給される。VCOの周波数分布が広
範囲のときには、参照される低供給電圧の場合に、VC
Oからの必要な同調範囲を得るために増幅器の出力を供
給電圧の振幅に近づけることが必要である。
うに補足的な出力の段を用いる。しかしこれは一般的な
3ボルトの電圧を供給する場合において相当な電圧を示
す少なくとも2倍のダイオードdrop(トータルで約
1.6 ボルト)によって出力の有用な増幅を減ずることに
なる。
に見られるようなコレクタ接地よりもむしろ)エミッタ
接地モードの相補トランジスタを用いる。そしてこの二
者択一出力段階はもし出力段階が適切に設計されていれ
ば電圧ロスをほんの数10ミリホ゛ルト に減らすことができ
る。しかしながら、この電圧ロスを削減する過程で出力
インピーダンスが図2に比べて増加してしまい、このこ
とでオペアンプの仮想接地入力電圧における電荷ポンプ
の出力を抑制することが難しくなる。
NPNトランジスタを使っている電荷ポンプ回路が図6
に見られる出力段階をもつオペアンプとの連結に使われ
ているとすると、実際に実現するのは難しい。 何故な
ら電荷ポンプ出力電流は良いノイズパフォーマンスのた
め相対的に高い(1MHz において少なくとも±1ミリアンフ゜
に10nsから1μs継続されるパルス)からである。
そしてこの電荷ポンプ出力電流はもしループ設定時間が
影響を受けていなければ過渡現象下で増幅出力から供給
される。多くの高周波数の行程においては図6にみられ
るような適切なゲインで1ミリアンフ゜電源を必要とする相補
PNPトランジスタ対は非常に大きくなる。
部分に分割することによって電圧制御発振器に増幅率の
大きな電圧を供給し、また電荷ポンプ回路と共に用いる
時に必要な低出力インピーダンスの高出力電流を供給す
ることを可能とする位相同期回路を提供することを目的
とする。
めに本発明の位相同期回路は、電圧制御発振器と、電圧
制御発振器を駆動するための増幅手段と、電圧制御発振
器の出力から引き出された信号と基準増幅器から引き出
された信号の間の位相誤差に従って磁性が変化する信号
のための出力を有する電荷ポンプ回路とを有する位相同
期回路において、増幅手段は、信号を受信するための電
荷ポンプ回路の出力と接続された第1の増幅器と、第1
の増幅器と直列に接続された第2の増幅器とを有し、一
方の増幅器の出力は供給電圧振幅の高低間の電位差にか
かわらず大部分を増幅させることができ、増幅器の出力
の周波数を調整するための電圧制御発振器に接続され、
他方の増幅はループフィルタによって電荷供給回路の出
力に接続された低インピーダンスの出力を有することを
特徴とする。
位相同期回路の第一の実施形態を説明する。図1に関し
て、位相同期回路は無線LANに使用されるトランシー
バのRFチャンネルをシンセサイズするためのローカル
回路を形成する。トランシーバはPCMCIA(パーソ
ナルコンピュータメモリカード国際協会)サイズのカー
ドに含まれている。PCMCIAサイズのカードはラッ
プトップやポスシステムに用いられる携帯用端末に合う
ように調整されている。会話のための周波数は2.4 〜2.
5 GHzの範囲に含まれる。VCOは典型的に2.05〜2.
15GHzに同調される。このカードの標準供給電圧は3.
0 ホ゛ルト ±10%であり、それゆえ少なくとも2.7ホ゛ルト で
ある。
の増幅器5bとが直列に接続された形式でオペアンプと
して機能する増幅手段からの制御電圧を入力するVCO
4の出力においてシンセサイズされ、オペアンプの反転
入力は増幅器の出力へのフィードバック通路に設けられ
た第3の順のフィルタ6を有する。反転入力は電荷ポン
プ7に接続され、非反転入力は電荷ポンプ7の基準電圧
に接続されている。反転入力は位相検出器1によって制
御されている。位相検出器1は基準発振器8の位相とカ
ウンタ9で除算されたVCOの出力との位相を比較す
る。カウンタ9での割り算の比率は異なる出力周波数に
固定するための回路にあわせるために増加又は減少させ
られる。電荷ポンプ7は信号幅や極性を位相誤差によっ
て変化させるオペアンプへ信号を供給するが、その信号
はいつも一定の振幅である。電荷ポンプは英国特許GB-B
-2 249 443に示されているように動作する。
の構成を詳細に説明する。電荷ポンプ7から出力され操
作増幅器5a,5bの非反転入力に入力される信号は1
MHz で発生させられ、10nsから1 μsまでの長さに延ば
され、振幅は±1ミリアンフ゜ である。電荷ポンプにはNPN
トランジスタだけを使う。なぜなら集積回路においては
PNPトランジスタは有用ではなく、ゲインが限られ、
周波数応答が電流の素早い切替えを妨げるからである。
らの^up"信号(VCO出力のパルスの位相を進ませる)
に応じて、電流源I1 によってバイアスされた異なった
ペアのトランジスタQ3,Q4はA(オペアンプ5aの
反転入力)におけるある極性の出力信号を供給するため
のトランジスタQ5を駆動する。またVCOの位相を遅
らせる基準発振器に応じて、“down”パルスはI2
によってバイアスされたトランジスタの異なるペアQ
1,Q2によって発生させられ、またこの“down”
信号はAにも入力される。
源I3 によってバイアスされたトランジスタQ6によっ
てセットされた基準である。Q1からQ6はNPNトラ
ンジスタである。Aは仮想アースである。ステージ5a
はほぼ最大増幅電圧を供給するエミッタ接地出力段を用
いた高出力インピーダンスを伴う高電圧ゲイン段であ
り、出力電圧制御発振器4の制御電圧に接続されてい
る。AとBの間の異なる入力はコレクタロードにおいて
Q9によってバイアスされ、コレクタロードにおいて別
々のトランジスタQ10,Q11,Q12につながるN
PNトランジスタの異なるペアQ7,Q8に適用され
る。トランジスタQ8のコレクタ出力はトランジスタQ
13,Q14を通ってエミッタ接地の出力段につながれ
たトランジスタQ15,Q16のベースに供給され、ト
ランジスタQ8のコレクタ出力は上記のようにVCOの
制御電圧に供給される。
フィルタを経て直に反転出力Aと接続されることはな
い。なぜならAにおける電圧振幅をこのQ8のコレクタ
出力に負わせており、またAが高インピーダンスのため
に、Aの水準に影響するからである。それゆえオペアン
プ5a,5bはAに必要な電流を供給する全てNPNト
ランジスタからなる低インピーダンスの出力段からなる
第2の段5bをもつ。増幅器の段は抵抗R1を経由して
接続され、従来のオペアンプである段5bは抵抗性のフ
ィードバック抵抗R2を有し、R2とR1の比率はこの
比率のゲインを供給するために1よりも低く設定されて
いる。それゆえに出力は供給電圧の半分以上を増幅させ
ることができ、また出力段の飽和という問題も起こらな
い。段5bはNPNトランジスタだけを用いている。
示されているように電圧制御振幅器4、Nカウンタ9を
用いた除算回路、基準発振器8、位相検出器1、電荷ポ
ンプ7、第1の実施形態と同様のオペアンプとを有して
構成される。しかし、増幅器の15a,15b段は第1
の実施形態のステージ5a,5bと比べて逆になってい
る。それゆえ、第1の増幅器15aは従来の増幅器であ
り、ループフィルタ6を駆動し電荷ポンプ出力電流を供
給する出力において高電流駆動信号を供給する低インピ
ーダンス出力段を有し、また第1の増幅器15aはVc
cを2Vの範囲で増幅し、電圧制御発振器を駆動する高
出力電圧振幅と高出力インピーダンスとを備えた第2の
増幅器に続く。抵抗R3とR4の比率は第2の増幅器1
5bのために典型的な×3倍のゲインを供給するための
ものであり、第2の増幅器のもう一方の入力は基準電圧
に接続されている。
くバリエーションを作ることができる。したがって本発
明の位相同期回路はRF周波数チャンネルシンセサイザ
にだけ用いられるものではない。
の位相同期回路は、増幅回路を2つの部分に分割するこ
とにより電圧制御発振器に増幅率の大きな電圧を供給
し、また電荷ポンプ回路と共に用いる時に必要な高出力
電流を低出力インピーダンスに供給することができるよ
うになる。
ブロック回路図である。
り詳細に示した図である
を示すブロック回路図である。
図である。
路
Claims (9)
- 【請求項1】 電圧制御発振器と、前記電圧制御発振器
を駆動するための増幅手段と、前記電圧制御発振器の出
力から導かれた信号と基準増幅器から引き出された信号
の間の位相誤差に従って磁性が変化する信号のための出
力を有する電荷ポンプ回路とを有する位相同期回路にお
いて、 前記増幅手段は、信号を受信するための電荷ポンプ回路
の出力と接続された第1の増幅器と、前記第1の増幅器
と直列に接続された第2の増幅器とを有し、 一方の増幅器の出力は供給電圧振幅の高低間の電位差に
かかわらず大部分を増幅させることができ、前記増幅器
の出力の周波数を制御するための前記電圧制御発振器に
接続され、他方の増幅器はループフィルタによって電荷
供給回路の出力に接続された低インピーダンスの出力を
有することを特徴とする位相同期回路。 - 【請求項2】 前記電圧制御発振器に接続された前記増
幅器の出力は高インピーダンス出力を有することを特徴
とする請求項1記載の位相同期回路。 - 【請求項3】 前記増幅器の出力が前記電圧制御発振器
に接続されているのは前記第1の増幅器であることを特
徴とする請求項1または2記載の位相同期回路。 - 【請求項4】 前記第2の増幅器は前記第2の増幅器の
ゲインが1よりも小さい大きさの抵抗フィードバックを
有することを特徴とする請求項3記載の位相同期回路。 - 【請求項5】 前記2つの増幅器は抵抗手段によって接
続されていることを特徴とする請求項4記載の位相同期
回路。 - 【請求項6】 前記第2の増幅器はNPNトランジスタ
のみを用いることを特徴とする請求項4または5記載の
位相同期回路。 - 【請求項7】 前記増幅手段において、前記増幅器の出
力が前記電圧制御発振器に接続されている前記増幅器の
出力段は相補形PNP NPN の共通エミッタ形状であること
を特徴とする請求項1から6のいずれかに記載の位相同
期回路。 - 【請求項8】 図4、図5、図6に実質的に記載されて
いることを特徴とする位相同期回路。 - 【請求項9】 請求項1から8のいずれかに記載のRF
チャンネルシンセサイザのための位相同回路を有するこ
とを特徴とするトランシーバ。
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