JPH11308104A - 周波数シンセサイザ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 間欠動作を行う周波数シンセサイザにおい
て、待機期間中のル−プフィルタ出力電圧を一定に保つ
ことにより高速な位相引き込みを可能とする。 【解決手段】 間欠動作中の動作期間および待機期間に
おいて、ル−プフィルタ４の出力電圧を検出するＡ／Ｄ
変換器１０、Ａ／Ｄ変換器１０で検出された制御電圧を
読み込み、記憶する記憶部１１ａ、記憶部１１ａが読み
込んだデ−タを電圧信号に変換するＤ／Ａ変換器１１
ｂ、Ｄ／Ａ変換器１１ｂの電圧出力とル−プフィルタ４
の制御電圧とを比較する比較部１１ｃ、比較部１１ｃの
出力とル−プフィルタ４との間を開閉する電圧保持回路
開閉スイッチ１２、ル−プフィルタ４と電圧制御発振器
５との間を開閉する第２のル−プ開閉スイッチ１４、こ
れら各部を制御する制御部１３とを備えた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、ＴＤＭＡ通信等
を行う通信機の低消費電流化のために間欠動作を行う周
波数シンセサイザに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図６に、従来の周波数シンセサイザの基
本構成を示す。図において、１は基準発振器、２は基準
発振器の出力を分周し、所要の基準周波数を発生するた
めの基準分周器、３は基準分周器２の出力と可変分周器
６の出力信号とを比較し、位相差に応じた極性と幅の異
なるパルス出力を発生する位相比較器、４は位相比較器
３の出力信号を濾波して平滑するための低域通過型フィ
ルタ（ＬＰＦ）の役目を果たすループフィルタである。
５は電圧制御発振器であり、ループフィルタ４から供給
される制御電圧の応じて発振する周波数が変化する。６
はプログラマブルの可変分周器であり、電圧制御発振器
５の出力信号を所要の周波数まで分周する。

【０００３】次に、動作について説明する。図６におい
て、基準発振器１の発生する基準信号を基準分周器２で
所要の値に分周し、基準分周器２の出力は位相比較器３
の基準信号入力端子に入力される。一方、電圧制御発振
器５の出力はプログラマブル可能な可変分周器６により
分周され、比較信号として位相比較器３の比較信号入力
端子に入力される。位相比較器３では、これら二つの入
力信号の位相を比較し位相誤差に応じた電圧が出力さ
れ、ループフィルタ４に入力される。ループフィルタ４
では位相比較器３の出力が濾波されて電圧制御発振器５
に入力され、当該電圧制御発振器５の出力信号の位相を
位相比較器３の位相誤差が減少する方向に制御すること
により、フィードバックループを構成することで、電圧
制御発振器５から基準発振器１と同等の安定度を有する
周波数の出力信号が得られる。

【０００４】ここで、位相比較器３の出力は入力される
２信号の位相差に応じたパルス出力を行うものであり、
このパルス出力は２信号間の位相差に応じてその極性と
幅（パルス幅）が変化する。また、位相比較器３の出力
状態は２信号の位相差を検出した期間のみに動作状態と
なっておりその他の未検出期間中は高インピーダンス状
態に保たれている。

【０００５】この検出周期は、位相比較器３の基準信号
に同期しているため、ループフィルタ４の時定数はこの
基準信号の周期より十分大きい値となり、且つ、周波数
シンセサイザ回路の重要な要素であるロックアップ時
間，位相雑音およびループの安定度を満足出来るよう選
ばれる。

【０００６】ところで、ＴＤＭＡ通信等の移動体通信シ
ステムにおいては、通話状態の他に、待ち受け状態があ
り、この待ち受け状態の時はシンセサイザの出力は不要
である。そこで、移動体通信端末等に用いられる一般的
なシンセサイザは、待ち受け状態において動作状態と必
要最小限の回路ブロックのみを動作させる省電力状態と
を一定の周期で選択しながら運用する間欠動作方式に対
応出来るよう作られている。

【０００７】省電力状態においては、シンセサイザを構
成する全ての要素ブロックの電源が切断されている。そ
の後、通常の動作状態に移行するにおいてはシンセサイ
ザが所要の周波数において安定発振状態に達するまでの
間に非同期状態から位相同期までに要する時間が必要と
なる。

【０００８】このように、従来のシンセサイザにおいて
は、省電力状態からの立ち上がり時間（ウェイクアップ
時間）が長いため、ＴＤＭＡ通信等の通信方式におい
て、通話中にシンセサイザ部全体の電源を切るような間
欠動作をさせることが出来ず、省電力状態は比較的立ち
上がり時間に余裕を持てる待ち受け動作中のみの利用に
限られていた。

【０００９】ところで、上記引き込み時間を短縮するた
めの解決方策として、省電力状態から復帰した場合の位
相同期を高速化するための方式（特開昭６１−２６９４
２１号，特開平７−８６９３１号，特開平７−９５０６
５号各公報）等が示されている。

【００１０】しかしながら、いずれの方式においてもル
ープフィルタ４における出力電圧が変化しないことを前
提としているが、実際には、図７の構成図にあるように
ループフィルタ４には電圧制御発振器５が接続されてい
る。電圧制御発振器５の電源は電源開閉スイッチ９によ
り入り切りされておりこの動作により発生する過渡的な
インピーダンスの変化によるリーク電流が流れるためル
ープフィルタの電圧は動作状態での電圧から変化してし
まう。また、昨今の移動体通信方式（例えば、ＰＨＳ
等）では、伝送情報量を拡大するために無線チャネル間
隔を広げる傾向にあり、その分、シンセサイザ部のロッ
クアップ時間を短縮することが可能となっていることか
らループフィルタ４の時定数を短くする設定が成されて
いる。この場合、一般的にはループフィルタ４を構成す
るキャパシタンスの容量を下げる傾向になることからル
ープフィルタ４に蓄積される電荷量が少なくなり、これ
によってもループフィルタ４の電圧は動作状態から変化
してしまう。したがって、従来の開示技術はこれらの電
圧変化分により発生してしまう位相誤差を含めた引き込
み時間を短縮化するものではなかった。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】従来の周波数シンセサ
イザは、以上のように構成されているので、ＴＤＭＡ通
信等の通信方式による通信機器の通話時における低消費
電流化を図るために、シンセサイザ部全体の電源を切る
ような間欠動作を行った場合、電源を開閉される電圧制
御発振器５の過渡的な入力インピーダンスの変化によ
り、電圧制御発振器５の入力電圧およびループフィルタ
４に蓄積されている電荷が放電されてループフィルタ４
の出力電圧が変化してしまい、この電圧変化分により発
生する位相誤差を含めた周波数シンセサイザ部の高速な
引き込みが出来ないという問題があった。

【００１２】この発明は、上記のような問題点を解決す
るためになされたもので、間欠動作中の待機期間およ
び、動作期間移行開始から電圧制御発振器が立ち上がる
間のループフィルタ出力電圧の低下による位相引き込み
時間の遅延を防止できる周波数シンセサイザを提供する
ことを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】第１の発明にかかわる周
波数シンセサイザにおいては、基準発振器と、この基準
発振器が出力する基準信号を分周し出力する基準分周器
と、電圧制御発振器と、この電圧制御発振器からの出力
を分周する可変分周器と、前記基準分周器の出力と可変
分周器の出力との位相を比較する位相比較器と、位相比
較器の出力を濾波して前記電圧制御発振器に制御電圧と
して与えるループフィルタと、間欠動作に際して前記基
準分周器の出力信号位相と前記可変分周器の出力信号位
相を一致させるためのリセット回路とから構成される周
波数シンセサイザにおいて、間欠動作中の動作期間に前
記ループフィルタの出力電圧に応じたデータを間欠動作
中の動作期間のみ読み込みそのデータを記憶する記憶部
と、間欠動作中の待機期間に前記記憶部が動作中に読み
込んだデータと前記ループフィルタの待機期間中におけ
る出力電圧とを比較する比較部とを備え、待機期間への
移行に応じて待機期間を通じ動作期間に至るまで前記比
較部の比較結果に基づき前記ループフィルタの出力電圧
を所定値に保つフィードバック制御を行うとともに、動
作期間への移行に応じて前記フィードバック制御により
所定値に保たれた前記ループフィルタの出力電圧に基づ
いて前記電圧制御発振器の動作を開始させるようにした
ものである。

【００１４】第２の発明にかかわる周波数シンセサイザ
においては、基準発振器と、この基準発振器が出力する
基準信号を分周し出力する基準分周器と、電圧制御発振
器と、この電圧制御発振器からの出力を分周するプログ
ラマブルの可変分周器と、前記基準分周器の出力と可変
分周器の出力との位相を比較する位相比較器と、位相比
較器の出力を濾波して前記電圧制御発振器に制御電圧と
して与えるループフィルタと、前記位相比較器とループ
フィルタの間を開放・閉成する第１のループ開閉スイッ
チと、前記電圧制御発振器の電源を開閉する電源開閉ス
イッチと、これら第１のループ開閉スイッチと電源スイ
ッチを制御し、間欠動作をさせた場合に、前記基準分周
器の出力信号位相と前記可変分周器の出力信号位相を一
致させるためのリセット回路から構成される周波数シン
セサイザにおいて、間欠動作中の動作期間に前記ループ
フィルタの出力電圧を検出するＡ／Ｄ変換器と、このＡ
／Ｄ変換器により検出された制御電圧を間欠動作中の動
作期間のみ読み込みその値を記憶する記憶部と、間欠動
作中の待機期間に前記記憶部が動作中に読み込んだデー
タを電圧信号に変換するＤ／Ａ変換器と、このＤ／Ａ変
換器の電圧出力と前記ループフィルタの待機期間中にお
ける出力電圧とを比較する比較部と、この比較部の出力
と前記ループフィルタとの間を開閉する電圧保持回路開
閉スイッチと、前記ループフィルタと電圧制御発振器と
の間を開閉する第２のループ開閉スイッチと、これら各
部を制御する制御部とを備え、待機期間への移行に応じ
て前記第１および第２のループ開閉スイッチにより前記
位相比較器とループフィルタおよび前記ループフィルタ
と電圧制御発振器との間を開放し、且つ、待機期間を通
じて動作期間に至るまで前記比較部の比較結果に基づき
前記ループフィルタの出力電圧を所定値に保つフィード
バック制御を行うとともに、動作期間への移行に応じて
前記第１および第２のループ開閉スイッチにより前記位
相比較器とループフィルタおよび前記ループフィルタと
電圧制御発振器との間を閉成して、前記フィードバック
制御によって所定値に保たれた前記ループフィルタの出
力電圧に基づいて前記電圧制御発振器の動作を開始させ
るようにしたものである。

【００１５】第３の発明にかかわる周波数シンセサイザ
においては、基準発振器と、この基準発振器が出力する
基準信号を分周し出力する基準分周器と、電圧制御発振
器と、この電圧制御発振器からの出力を分周するプログ
ラマブルの可変分周器と、前記基準分周器の出力と可変
分周器の出力との位相を比較する位相比較器と、位相比
較器の出力を濾波して前記電圧制御発振器に制御電圧と
して与えるループフィルタと、前記電圧制御発振器の電
源を開閉する電源開閉スイッチと、この電源スイッチを
制御し間欠動作をさせた場合に、前記基準分周器の出力
信号位相と前記可変分周器の出力信号位相を一致させる
ためのリセット回路から構成される周波数シンセサイザ
において、前記基準分周器の出力を得てその位相を可変
させることが出来る移相器と、この移相器出力と前記可
変分周器の出力とを選択する選択スイッチと、間欠動作
中の動作期間において前記ループフィルタの出力電圧を
検出するＡ／Ｄ変換器と、このＡ／Ｄ変換器により検出
された制御電圧を間欠動作中の動作期間のみ読み込みそ
の値を記憶する記憶部と、間欠動作中の待機期間に前記
記憶部が動作中に読み込んだデータを電圧信号に変換す
るＤ／Ａ変換器と、このＤ／Ａ変換器の電圧出力と前記
ループフィルタの待機期間中における出力電圧とを比較
し且つ、前記移相器の位相を比較結果により制御する比
較部と、前記ループフィルタと電圧制御発振器との間を
開閉するループ開閉スイッチと、これら各部を制御する
制御部とを備え、待機期間への移行に応じて前記ループ
開閉スイッチにより前記ループフィルタと電圧制御発振
器との間を開放し、且つ、待機期間を通じて動作期間に
至るまで前記比較部の比較結果により制御される前記移
相器の位相に基づき前記ループフィルタの出力電圧を所
定値に保つフィードバック制御を行うとともに、動作期
間への移行に応じて前記ループ開閉スイッチにより前記
ループフィルタと電圧制御発振器との間を閉成して、前
記フィードバック制御によって所定値に保たれた前記ル
ープフィルタの出力電圧に基づいて前記電圧制御発振器
の動作を開始させるようにしたものである。

【００１６】第４の発明にかかわる周波数シンセサイザ
においては、基準発振器と、この基準発振器が出力する
基準信号を分周し出力する基準分周器と、電圧制御発振
器と、この電圧制御発振器からの出力を分周するプログ
ラマブルの可変分周器と、前記基準分周器の出力と可変
分周器の出力との位相を比較する位相比較器と、位相比
較器の出力を濾波して前記電圧制御発振器に制御電圧と
して与えるループフィルタと、前記位相比較器とループ
フィルタの間を開放・閉成する第１のループ開閉スイッ
チと、前記電圧制御発振器の電源を開閉する電源開閉ス
イッチと、これら第１のループ開閉スイッチと電源スイ
ッチを制御し間欠動作をさせた場合に、前記基準分周器
の出力信号位相と前記可変分周器の出力信号位相を一致
させるためのリセット回路から構成される周波数シンセ
サイザにおいて、間欠動作中の動作期間において前記ル
ープフィルタの出力電圧を検出するＡ／Ｄ変換器と、こ
のＡ／Ｄ変換器により検出された制御電圧を間欠動作中
の動作期間のみ読み込みその値を記憶する記憶部と、間
欠動作中の待機期間に前記記憶部が動作中に読み込んだ
データを電圧信号に変換するＤ／Ａ変換器と、このＤ／
Ａ変換器の出力と前記ループフィルタとの間を開閉する
電圧保持回路開閉スイッチと、前記ループフィルタと前
記電圧制御発振器との間を開閉する第２のループ開閉ス
イッチと、これら各部を制御する制御部とを備え、待機
期間への移行に応じて前記第１および第２のループ開閉
スイッチにより前記位相比較器とループフィルタとの間
および前記ループフィルタと電圧制御発振器との間を開
放するとともに、動作期間への移行に応じて前記第１お
よび第２のループ開閉スイッチにより前記位相比較器と
ループフィルタの間および前記ループフィルタと電圧制
御発振器との間を閉成して、前記Ｄ／Ａ変換器の出力に
基づいて前記電圧制御発振器の動作を開始させるように
したものである。

【００１７】第５の発明にかかわる周波数シンセサイザ
においては、基準発振器と、この基準発振器が出力する
基準信号を分周し出力する基準分周器と、電圧制御発振
器と、この電圧制御発振器からの出力を分周するプログ
ラマブルの可変分周器と前記基準分周器の出力と可変分
周器の出力との位相を比較する第１の位相比較器と、第
１の位相比較器の出力を濾波して前記電圧制御発振器に
制御電圧として与えるループフィルタと、前記電圧制御
発振器の電源を開閉する電源開閉スイッチと、この電源
スイッチを制御し間欠動作をさせた場合に、前記基準分
周器の出力信号位相と前記可変分周器の出力信号位相を
一致させるためのリセット回路から構成される周波数シ
ンセサイザにおいて、間欠動作中の動作期間において前
記ループフィルタの出力電圧を検出するＡ／Ｄ変換器
と、このＡ／Ｄ変換器により検出された制御電圧を間欠
動作中の動作期間のみ読み込みその値を記憶する記憶部
と、間欠動作中の待機期間に前記記憶部が動作中に読み
込んだデータを電圧信号に変換するＤ／Ａ変換器と、こ
のＤ／Ａ変換器の電圧出力と前記ループフィルタの待機
期間中における制御電圧とを比較する比較部と、間欠動
作中の待機期間に前記基準発振器の出力と前記基準発振
器の出力信号の位相を可変出来る移相器と、この移相器
の出力信号位相と前記基準発振器の出力信号位相とを比
較する第２の位相比較器と、第１の位相比較器の出力と
第２の位相比較器の出力を選択する選択スイッチと、こ
れら各部を制御する制御部とを備え、待機期間への移行
に応じて待機期間を通じ動作期間に至るまで前記比較部
の比較結果に基づき前記ループフィルタの出力電圧を所
定値に保つフィードバック制御を行うとともに、動作期
間への移行に応じて前記フィードバック制御により所定
値に保たれた前記ループフィルタの出力電圧に基づいて
前記電圧制御発振器の動作を開始させるようにしたもの
である。

【００１８】

【発明の実施の形態】実施の形態１．以下、この発明の
実施の形態１を図について説明する。図１はこの発明に
係る周波数シンセサイザを示す構成図である。図１にお
いて、１は基準発振器、２は基準発振器１の出力を分周
し所要の基準周波数を発生するための基準分周器、３は
基準分周器２の出力と可変分周器６の出力信号とを比較
し、位相差に応じた極性と幅の異なるパルス出力を発生
する位相比較器、４は位相比較器３の出力信号を濾波し
て平滑するための低域通過型フィルタ（ＬＰＦ）の役目
を果たすループフィルタである。５は電圧制御発振器で
あり、ループフィルタ４から供給される制御電圧の応じ
て発振する周波数が変化する。６はプログラマブルの可
変分周器であり、電圧制御発振器５の出力信号を所要の
周波数まで分周する。７は位相比較器３とループフィル
タ４との間を開閉する第１のループ開閉スイッチ、９は
電圧制御発振器５の電源を開閉する電源開閉スイッチ、
１０はループフィルタ４の出力電圧を検出するためのＡ
／Ｄ変換器、１１は制御情報を生成するための演算部、
１２は演算部１１の出力とループフィルタ４との間を開
閉するための電圧保持回路開閉スイッチ、１４はループ
フィルタ４と電圧制御発振器５との間を開閉する第２の
ループ開閉スイッチ、１３は各部を制御するための制御
部である。

【００１９】また、図２は演算部１１の詳細を示す構成
図であり、１１ａはＡ／Ｄ変換器からの電圧情報を記憶
するための記憶部、１１ｂは記憶部からのデジタルデー
タを電圧信号に変換するためのＤ／Ａ変換器、１１ｃは
Ｄ／Ａ変換器からの電圧信号を基準として入力端子より
入力される電圧信号との比較を行い、外部回路ブロック
を制御するための比較部である。

【００２０】次に動作について説明する。なお、一般的
な周波数シンセサイザ回路の動作については従来技術に
おいて既に説明を行ったので省略し、ここでは、間欠動
作を行った場合の動作についてのみ説明する。

【００２１】図１において、まず、間欠動作中の動作期
間から待機期間に移行する場合の動作について説明す
る。待機期間への移行命令が外部から制御部１３に与え
られると、制御部１３は第１のループ開閉スイッチ７と
第２のループ開閉スイッチ１４および、電圧制御発振器
５の電源を開閉するための電源開閉スイッチ９を制御
し、それぞれを開放し、ループを開放状態として電圧制
御発振器５も停止させる。また、間欠動作中の動作期間
において、Ａ／Ｄ変換器１０はループフィルタ４の出力
電圧を検出してデジタルデータ列に変換し、演算部１１
内の記憶部１１ａに、その値を記憶する。

【００２２】制御部１３により各スイッチを開放した
後、電圧保持回路開閉スイッチ１２が短絡され、演算部
１１がループフィルタ４のキャパシタンス４ｃと抵抗４
ｂとの接続点に接続される。演算部１１内では、動作期
間に予め記憶していたループフィルタ４の出力電圧をＤ
／Ａ変換器１１ｂ（図２）により電圧信号に変換し、こ
の電圧信号比較部１１ｃ（図２）の基準入力信号として
供給される。一方、待機期間のループフィルタ４の出力
電圧は比較部１１ｃの比較信号入力端子に接続される。
比較部１１ｃの出力は電圧保持回路開閉スイッチ１２を
介してループフィルタ４に接続され、比較部１１ｃにお
いて前記基準信号との誤差を検出し、この誤差検出量を
抑制すべく必要な電圧を供給し常に一定に保つよう動作
する。すなわち、比較部１１ｃにおける比較結果に基づ
いてループフィルタ４の出力電圧を所定値に保つフィー
ドバック制御が行われる。なお、この状態では、周波数
シンセサイザを構成する各要素の中で特に消費する電流
が多い可変分周器２と電圧制御発振器５の動作が停止し
ているため消費電流の低減が成されている。

【００２３】次に、待機期間から動作期間に移行する場
合の動作について説明する。待機動作の解除命令が外部
から制御部１３に与えられると、制御部１３は、まず、
電源開閉スイッチ９を制御しスイッチが短絡される。こ
れにより、電圧制御発振器５は発振動作を開始する。電
圧制御発振器５はその発振周波数を外部からの制御電圧
によって可変できるものであり、その発振動作にあたっ
ては、前述の待機期間と同様に前記Ｄ／Ａ変換器から出
力される電圧信号を受けて待機期間に移る前の動作期間
における発振周波数と同一と成るように動作する。な
お、この時点においても、前述の待機期間におけるルー
プフィルタ４の出力電圧を一定に保つフィードバック制
御は継続的に行われている。

【００２４】また、制御部１３は、電源開閉スイッチ９
を短絡制御するとともにリセット回路８にも切替信号を
供給する。リセット回路８は切替信号を受けると、基準
分周器２から入力される信号に同期したリセット信号を
可変分周器６に供給する。可変分周器６では、電圧制御
発振器５の出力周波数をカウントアップする回路であ
り、このカウントアップ出力の出力タイミングがリセッ
ト回路８からのリセット信号により制御される。制御部
１３では、リセット回路８に切替信号を出力した後、基
準分周器２の出力と可変分周器６の出力の位相差を監視
し、この位相差が一定期間において零となることを検出
する。

【００２５】位相比較器３は、その基準信号入力端子と
比較信号入力端子との位相差によって動作するものであ
り、その出力は、位相差がある場合には位相差に応じた
パルスの極性と幅を変化させて出力され、位相差が無い
場合には、ハイインピーダンス出力となるため、前記２
信号の位相差が零となった状態では、電流が流れない状
態になっている。

【００２６】制御部１３では、前述の位相差が一定期間
において零となっていることを検出すると、まず、第２
のループ開閉スイッチ１４を短絡制御すなわち閉成し、
その後、リセット回路８への切替信号をオフして、リセ
ット回路８の動作を停止させる。次いで、第１のループ
開閉スイッチ７，電圧保持回路開閉スイッチ１２およ
び、演算部１１を制御し、第１のループ開閉スイッチ７
は短絡、電圧保持回路開閉スイッチ１２は開放、演算部
１１内のＤ／Ａ変換部１１ｂと比較部１１ｃは動作が停
止し、記憶部１１ａは動作を開始する。そして、同様に
Ａ／Ｄ変換器１０も動作を開始する。

【００２７】動作期間においては、通常の周波数シンセ
サイザを構成する各回路ブロックが動作し、安定した発
振動作を継続するとともに、この動作期間におけるルー
プフィルタ４の出力電圧を検出し、記憶すべくＡ／Ｄ変
換器１０と記憶部１１ａが動作している。

【００２８】以上述べた動作により、間欠動作中の待機
期間および、動作期間移行開始から電圧制御発振器が立
ち上がりによるループフィルタ４の出力電圧の低下によ
る位相引き込み時間の遅延を防止できるとともに、周波
数シンセサイザを構成する各ブロックの中において、消
費電流の多い電圧制御発振器５と可変分周器６を間欠動
作させることにより、動作時の平均電流を下げることが
出来る。

【００２９】また、この実施の形態１では、ループフィ
ルタ４の時定数に対して間欠動作の周期が比較的長い場
合についても有効である。

【００３０】実施の形態２．図３は実施の形態２を示す
構成図である。図において、１５は選択スイッチであ
り、可変分周器６の出力と移相器１６の出力を選択する
ためのものである。１６は移相器であり、基準分周器２
の出力位相を演算部１１からの制御信号により変化させ
る機能を有している。

【００３１】次に、動作について説明する。間欠動作中
の待機期間において、選択スイッチ１５は制御部１３か
らの制御により移相器１６側に接続される。移相器１６
では基準分周器２からの出力を受けて演算部１１からの
制御信号によりその出力位相を変化させる。位相比較器
３は、その基準信号入力端子と比較信号入力端子との信
号位相差によって動作するものであり、その出力は、位
相差がある場合には、位相差に応じたパルスの極性と幅
を変化させて出力され、位相差が無い場合には、ハイイ
ンピーダンス出力となる。したがって、位相比較器３に
入力される前記基準信号と比較信号との位相差を外部か
ら制御することにより、位相比較器３から必要量の出力
を得ることができ、ループフィルタ４の出力電圧を一定
値（目標値）に保つことが出来る。なお、他の回路の動
作については、実施の形態１と同様であるため、説明を
省略する。

【００３２】次に、待機期間から動作期間に移行する場
合の動作について説明する。制御部１３からの制御によ
り電源開閉スイッチ９が短絡されると、電圧制御発振器
５が動作を開始し、その発振周波数を決定するための制
御電圧は演算部１１より供給される。リセット回路８も
制御部１３の指示により動作を開始し、基準分周器２の
出力と可変分周器６の各出力信号位相が一定期間以上一
致していることを制御部１３が検出するまでの間、動作
する。

【００３３】制御部１３が基準分周器２の出力信号と可
変分周器６の出力信号の位相が一定期間以上一致してい
ることを検出すると、まず、選択スイッチ１５が可変分
周器６側に短絡され、その後、リセット回路８への切替
信号をオフし、リセット回路８の動作を停止させる。次
いで、ループ開閉スイッチ７および、演算部１１を制御
し、ループ開閉スイッチ７は短絡、演算部１１内のＤ／
Ａ変換部１１ｂと比較部１１ｃは動作が停止し、記憶部
１１ａは動作を開始する。そして、同様にＡ／Ｄ変換器
１０も動作を開始する。なお、その他の詳細動作につい
ては、実施の形態１と同様であるため、説明を省略す
る。

【００３４】また、この実施の形態２では、ループフィ
ルタ４の時定数に対して間欠動作の周期が比較的長い場
合についても有効である。

【００３５】実施の形態３．図４は実施の形態３を示す
構成図である。この実施の形態３は、ループフィルタ４
の時定数に比べ、間欠動作周期が比較的短い場合に有効
であり、間欠動作の待機期間中には、第１のループ開閉
スイッチ７と第２のループ開閉スイッチ１４を制御部１
３の制御により開放し、ループフィルタ４の蓄積電荷が
極力放電しないようにする。

【００３６】また、待機期間から動作期間に移行する場
合の動作では、制御部１３からの制御により電源開閉ス
イッチ９が短絡されると、電圧制御発振器１が動作を開
始し、その発振周波数を決定するための制御電圧は、記
憶部１１ａからの電圧データをＤ／Ａ変換器１１ｂによ
り電圧信号に変換し、電圧保持回路開閉スイッチ１２を
介して供給される。リセット回路８も制御部１３の指示
により動作を開始し、基準分周器２の出力と可変分周器
６の各出力信号位相が一定期間以上一致していることを
制御部１３が検出するまでの間、動作する。

【００３７】制御部１３が基準分周器２の出力信号と可
変分周器６の出力信号の位相が一定期間以上一致してい
ることを検出すると、第１のループ開閉スイッチ７と第
２のループ開閉スイッチイッチ１４が短絡され、電圧保
持回路開閉スイッチ１２は開放され、Ｄ／Ａ変換器１１
ｃは動作が停止する。その後、リセット回路８への切替
信号をオフし、リセット回路８の動作を停止させる。な
お、その他の詳細動作については、実施の形態１と同様
であるため、説明を省略する。

【００３８】実施の形態４．図５は、この発明の実施の
形態４を示す構成図である。この実施の形態４において
は、間欠動作の待機期間中および、動作期間移行開始か
ら電圧制御発振器５が立ち上がり位相同期が取れるまで
の間のループフィルタ４の蓄積電荷維持方法が実施の形
態１とは異なるため、相違部分について説明を行い、実
施の形態１で説明されている内容については、説明を省
略する。

【００３９】図５において、間欠動作中の待機期間にお
いて、１９は基準発振器１の出力信号位相を外部からの
制御信号により可変出来る移相器である。１７は基準発
振器１の出力信号位相と前記移相器１９からの出力信号
位相とを比較する第２の位相比較器である。１８は前記
第２の位相比較器１７の出力と通常の周波数シンセサイ
ザを構成する第１の位相比較器３の出力とを選択する選
択スイッチである。

【００４０】次に、動作について説明する。間欠動作中
の待機期間において、選択スイッチ１８は制御部１３か
らの制御により第２の位相比較器１７側に接続される。
第２の位相比較器１７では基準発振器１からの出力を基
準信号入力端子に受け、比較信号入力端子には移相器１
９の出力が接続される。移相器１９は基準発振器１から
の出力を受けて演算部１１からの制御信号によりその出
力位相を変化させる。第２の位相比較器１７はその基準
信号入力端子と比較信号入力端子との位相差によって動
作するものであり、その出力は、位相差がある場合に
は、位相差に応じたパルスの極性と幅を変化させて出力
され、位相差が無い場合には、ハイインピーダンス出力
となる。したがって、位相比較器１７に入力される前記
基準信号と比較信号との位相差を外部から制御すること
により位相比較器１７から必要量の出力を得ることがで
き、ループフィルタ４の出力電圧を一定値（目標値）に
保つことが出来る。なお、第２の位相比較器１７の性能
選択において、その位相検波感度の高いものを選定する
ことにより、ループフィルタ４の出力電圧を一定に保つ
場合の定常誤差が他の実施の形態に比べて高く取れるの
で、更なる高性能化を図ることができる。

【００４１】次に、待機期間から動作期間に移行する場
合の動作について説明する。制御部１３からの制御によ
り電源開閉スイッチ９が短絡されると、電圧制御発振器
５が動作を開始し、その発振周波数を決定するための制
御電圧は演算部１１から供給される。リセット回路８も
制御部１３の指示により動作を開始し、基準分周器２の
出力と可変分周器６の各出力信号位相が一定期間以上一
致していることを制御部１３が検出するまでの間、動作
する。

【００４２】制御部１３が基準分周器２の出力信号と可
変分周器６の出力信号の位相が一定期間以上一致してい
ることを検出すると、まず、ループ開閉スイッチ１４を
短絡制御し、その後、リセット回路８への切替信号をオ
フし、リセット回路８の動作を停止させる。次いで、選
択スイッチ１８が第１の位相比較器３側に短絡され、第
２の位相比較器１７および、演算部１１を制御し、第２
の位相比較器１７、演算部１１内のＤ／Ａ変換部１１ｂ
と比較部１１ｃは動作が停止し、記憶部１１ａは動作を
開始する。そして、同様にＡ／Ｄ変換器１０も動作を開
始する。なお、その他の詳細動作については、実施の形
態１と同様であるため、説明を省略する。

【００４３】

【発明の効果】第１の発明によれば、待機期間への移行
に応じて待機期間を通じ動作期間に至るまで前記比較部
の比較結果に基づき前記ループフィルタの出力電圧を所
定値に保つフィードバック制御を行うとともに、動作期
間への移行に応じて前記フィードバック制御により所定
値に保たれた前記ループフィルタの出力電圧に基づいて
前記電圧制御発振器の動作を開始させるようにしたの
で、電圧制御発振器の立ち上がり動作におけるループフ
ィルタ出力電圧の変化を抑えることにより、高速な位相
引き込みが可能となる効果があり、しかも、ループフィ
ルタの時定数に対して比較的長い周期の間欠動作を行う
場合でも、ループフィルタの出力電圧値を一定に保てる
ため、間欠動作を行う他の通信方式に対して広く適用す
ることができる。

【００４４】第２の発明によれば、待機期間への移行に
応じて前記第１および第２のループ開閉スイッチにより
前記位相比較器とループフィルタおよび前記ループフィ
ルタと電圧制御発振器との間を開放し、かつ、待機期間
を通じて動作期間に至るまで前記比較部の比較結果に基
づき前記ループフィルタの出力電圧を所定値に保つフィ
ードバック制御を行うとともに、動作期間への移行に応
じて前記第１および第２のループ開閉スイッチにより前
記位相比較器とループフィルタおよび前記ループフィル
タと電圧制御発振器との間を閉成して、前記フィードバ
ック制御によって所定値に保たれた前記ループフィルタ
の出力電圧に基づいて前記電圧制御発振器の動作を開始
させるようにしたので、電圧制御発振器の立ち上がり動
作におけるループフィルタ出力電圧の変化を抑えること
により、高速な位相引き込みが可能となる効果があり、
しかも、ループフィルタの時定数に対して比較的長い周
期の間欠動作を行う場合でも、ループフィルタの出力電
圧値を一定に保てるため、間欠動作を行う他の通信方式
に対して広く適用することができる。

【００４５】第３の発明によれば、待機期間への移行に
応じてループ開閉スイッチによりループフィルタと電圧
制御発振器との間を開放し、かつ、待機期間を通じて動
作期間に至るまで前記比較部の比較結果により制御され
る移相器の位相に基づきループフィルタの出力電圧を所
定値に保つフィードバック制御を行うとともに、動作期
間への移行に応じてループ開閉スイッチによりループフ
ィルタと電圧制御発振器との間を閉成して、前記フィー
ドバック制御によって所定値に保たれた前記ループフィ
ルタの出力電圧に基づいて前記電圧制御発振器の動作を
開始させるようにしたので、電圧制御発振器の立ち上が
り動作におけるループフィルタ出力電圧の変化を抑える
ことにより、高速な位相引き込みが可能となる効果があ
り、しかも、ループフィルタの時定数に対して比較的長
い周期の間欠動作を行う場合でも、ループフィルタの出
力電圧値を一定に保てるため、間欠動作を行う他の通信
方式に対して広く適用することができる。

【００４６】第４の発明によれば、待機期間への移行に
応じて前記第１および第２のループ開閉スイッチにより
前記位相比較器とループフィルタとの間および前記ルー
プフィルタと電圧制御発振器との間を開放するととも
に、動作期間への移行に応じて前記第１および第２のル
ープ開閉スイッチにより前記位相比較器とループフィル
タの間および前記ループフィルタと電圧制御発振器との
間を閉成して、前記Ｄ／Ａ変換器の出力に基づいて前記
電圧制御発振器の動作を開始させるようにしたので、間
欠動作の待機期間中にはループフィルタの蓄積電荷を極
力放電しないようにすることができ、これにより電圧制
御発振器の立ち上がり動作におけるループフィルタ出力
電圧の変化を確実に抑えることによって、高速な位相引
き込みが可能となる効果がある。

【００４７】第５の発明によれば、基準分周器の出力と
可変分周器の出力との位相を比較する第１の位相比較器
と、間欠動作中の待機期間に前記基準発振器の出力と前
記基準発振器の出力信号の位相を可変出来る移相器の出
力信号位相と前記基準発振器の出力信号位相を比較する
第２の位相比較器とを選択的に用いるようにしたので、
上述の効果に加え、電圧保持回路用の第２の位相比較器
の感度を高めることにより、フィードバックループの定
常誤差を少なく出来るため、更に、高精度な出力電圧維
持が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１を説明するための周
波数シンセサイザの構成を示す接続図である。

【図２】 この発明に係る演算部の詳細構成を示す接続
図である。

【図３】 この発明の実施の形態２を説明するための周
波数シンセサイザの構成を示す接続図である。

【図４】 この発明の実施の形態３を説明するための周
波数シンセサイザの構成を示す接続図である。

【図５】 この発明の実施の形態４を説明するための周
波数シンセサイザの構成を示す接続図である。

【図６】 従来技術の基本である一般的な周波数シンセ
サイザの構成を示す接続図である。

【図７】 従来技術の詳細を説明するための接続図であ
る。

【符号の説明】

１ 基準発振器、２ 基準分周器、３ 位相比較器、４
ループフィルタ、５電圧制御発振器、６ 可変分周
器、７ 第１のループ開閉スイッチ、８ リセット回
路、９ 電源開閉スイッチ、１０ Ａ／Ｄ変換器、１１
演算部、１１ａ記憶部、１１ｂ Ｄ／Ａ変換部、１１
ｃ 比較部、１２ 電圧保持回路開閉スイッチ、１３
制御部、１４ 第２のループ開閉スイッチ、１５ 選択
スイッチ、１６ 移相器、１７ 第２の位相比較器、１
８ 選択スイッチ、１９ 移相器。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基準発振器と、この基準発振器が出力す
   る基準信号を分周し出力する基準分周器と、電圧制御発
   振器と、この電圧制御発振器からの出力を分周する可変
   分周器と、前記基準分周器の出力と可変分周器の出力と
   の位相を比較する位相比較器と、位相比較器の出力を濾
   波して前記電圧制御発振器に制御電圧として与えるルー
   プフィルタと、間欠動作に際して前記基準分周器の出力
   信号位相と前記可変分周器の出力信号位相を一致させる
   ためのリセット回路とから構成される周波数シンセサイ
   ザにおいて、間欠動作中の動作期間に前記ループフィル
   タの出力電圧に応じたデータを間欠動作中の動作期間の
   み読み込みそのデータを記憶する記憶部と、間欠動作中
   の待機期間に前記記憶部が動作中に読み込んだデータと
   前記ループフィルタの待機期間中における出力電圧とを
   比較する比較部とを備え、待機期間への移行に応じて待
   機期間を通じ動作期間に至るまで前記比較部の比較結果
   に基づき前記ループフィルタの出力電圧を所定値に保つ
   フィードバック制御を行うとともに、動作期間への移行
   に応じて前記フィードバック制御により所定値に保たれ
   た前記ループフィルタの出力電圧に基づいて前記電圧制
   御発振器の動作を開始させるようにしたことを特徴とす
   る周波数シンセサイザ。
2. 【請求項２】 基準発振器と、この基準発振器が出力す
   る基準信号を分周し出力する基準分周器と、電圧制御発
   振器と、この電圧制御発振器からの出力を分周するプロ
   グラマブルの可変分周器と、前記基準分周器の出力と可
   変分周器の出力との位相を比較する位相比較器と、位相
   比較器の出力を濾波して前記電圧制御発振器に制御電圧
   として与えるループフィルタと、前記位相比較器とルー
   プフィルタの間を開放・閉成する第１のループ開閉スイ
   ッチと、前記電圧制御発振器の電源を開閉する電源開閉
   スイッチと、これら第１のループ開閉スイッチと電源ス
   イッチを制御し、間欠動作をさせた場合に、前記基準分
   周器の出力信号位相と前記可変分周器の出力信号位相を
   一致させるためのリセット回路から構成される周波数シ
   ンセサイザにおいて、間欠動作中の動作期間に前記ルー
   プフィルタの出力電圧を検出するＡ／Ｄ変換器と、この
   Ａ／Ｄ変換器により検出された制御電圧を間欠動作中の
   動作期間のみ読み込みその値を記憶する記憶部と、間欠
   動作中の待機期間に前記記憶部が動作中に読み込んだデ
   ータを電圧信号に変換するＤ／Ａ変換器と、このＤ／Ａ
   変換器の電圧出力と前記ループフィルタの待機期間中に
   おける出力電圧とを比較する比較部と、この比較部の出
   力と前記ループフィルタとの間を開閉する電圧保持回路
   開閉スイッチと、前記ループフィルタと電圧制御発振器
   との間を開閉する第２のループ開閉スイッチと、これら
   各部を制御する制御部とを備え、待機期間への移行に応
   じて前記第１および第２のループ開閉スイッチにより前
   記位相比較器とループフィルタおよび前記ループフィル
   タと電圧制御発振器との間を開放し、且つ、待機期間を
   通じて動作期間に至るまで前記比較部の比較結果に基づ
   き前記ループフィルタの出力電圧を所定値に保つフィー
   ドバック制御を行うとともに、動作期間への移行に応じ
   て前記第１および第２のループ開閉スイッチにより前記
   位相比較器とループフィルタおよび前記ループフィルタ
   と電圧制御発振器との間を閉成して、前記フィードバッ
   ク制御によって所定値に保たれた前記ループフィルタの
   出力電圧に基づいて前記電圧制御発振器の動作を開始さ
   せるようにしたことを特徴とする周波数シンセサイザ。
3. 【請求項３】 基準発振器と、この基準発振器が出力す
   る基準信号を分周し出力する基準分周器と、電圧制御発
   振器と、この電圧制御発振器からの出力を分周するプロ
   グラマブルの可変分周器と、前記基準分周器の出力と可
   変分周器の出力との位相を比較する位相比較器と、位相
   比較器の出力を濾波して前記電圧制御発振器に制御電圧
   として与えるループフィルタと、前記電圧制御発振器の
   電源を開閉する電源開閉スイッチと、この電源スイッチ
   を制御し間欠動作をさせた場合に、前記基準分周器の出
   力信号位相と前記可変分周器の出力信号位相を一致させ
   るためのリセット回路から構成される周波数シンセサイ
   ザにおいて、前記基準分周器の出力を得てその位相を可
   変させることが出来る移相器と、この移相器出力と前記
   可変分周器の出力とを選択する選択スイッチと、間欠動
   作中の動作期間において前記ループフィルタの出力電圧
   を検出するＡ／Ｄ変換器と、このＡ／Ｄ変換器により検
   出された制御電圧を間欠動作中の動作期間のみ読み込み
   その値を記憶する記憶部と、間欠動作中の待機期間に前
   記記憶部が動作中に読み込んだデータを電圧信号に変換
   するＤ／Ａ変換器と、このＤ／Ａ変換器の電圧出力と前
   記ループフィルタの待機期間中における出力電圧とを比
   較し且つ、前記移相器の位相を比較結果により制御する
   比較部と、前記ループフィルタと電圧制御発振器との間
   を開閉するループ開閉スイッチと、これら各部を制御す
   る制御部とを備え、待機期間への移行に応じて前記ルー
   プ開閉スイッチにより前記ループフィルタと電圧制御発
   振器との間を開放し、且つ、待機期間を通じて動作期間
   に至るまで前記比較部の比較結果により制御される前記
   移相器の位相に基づき前記ループフィルタの出力電圧を
   所定値に保つフィードバック制御を行うとともに、動作
   期間への移行に応じて前記ループ開閉スイッチにより前
   記ループフィルタと電圧制御発振器との間を閉成して、
   前記フィードバック制御によって所定値に保たれた前記
   ループフィルタの出力電圧に基づいて前記電圧制御発振
   器の動作を開始させるようにしたことを特徴とする周波
   数シンセサイザ。
4. 【請求項４】 基準発振器と、この基準発振器が出力す
   る基準信号を分周し出力する基準分周器と、電圧制御発
   振器と、この電圧制御発振器からの出力を分周するプロ
   グラマブルの可変分周器と、前記基準分周器の出力と可
   変分周器の出力との位相を比較する位相比較器と、位相
   比較器の出力を濾波して前記電圧制御発振器に制御電圧
   として与えるループフィルタと、前記位相比較器とルー
   プフィルタの間を開放・閉成する第１のループ開閉スイ
   ッチと、前記電圧制御発振器の電源を開閉する電源開閉
   スイッチと、これら第１のループ開閉スイッチと電源ス
   イッチを制御し間欠動作をさせた場合に、前記基準分周
   器の出力信号位相と前記可変分周器の出力信号位相を一
   致させるためのリセット回路から構成される周波数シン
   セサイザにおいて、間欠動作中の動作期間において前記
   ループフィルタの出力電圧を検出するＡ／Ｄ変換器と、
   このＡ／Ｄ変換器により検出された制御電圧を間欠動作
   中の動作期間のみ読み込みその値を記憶する記憶部と、
   間欠動作中の待機期間に前記記憶部が動作中に読み込ん
   だデータを電圧信号に変換するＤ／Ａ変換器と、このＤ
   ／Ａ変換器の出力と前記ループフィルタとの間を開閉す
   る電圧保持回路開閉スイッチと、前記ループフィルタと
   前記電圧制御発振器との間を開閉する第２のループ開閉
   スイッチと、これら各部を制御する制御部とを備え、待
   機期間への移行に応じて前記第１および第２のループ開
   閉スイッチにより前記位相比較器とループフィルタとの
   間および前記ループフィルタと電圧制御発振器との間を
   開放するとともに、動作期間への移行に応じて前記第１
   および第２のループ開閉スイッチにより前記位相比較器
   とループフィルタの間および前記ループフィルタと電圧
   制御発振器との間を閉成して、前記Ｄ／Ａ変換器の出力
   に基づいて前記電圧制御発振器の動作を開始させるよう
   にしたことを特徴とする周波数シンセサイザ。
5. 【請求項５】 基準発振器と、この基準発振器が出力す
   る基準信号を分周し出力する基準分周器と、電圧制御発
   振器と、この電圧制御発振器からの出力を分周するプロ
   グラマブルの可変分周器と、前記基準分周器の出力と可
   変分周器の出力との位相を比較する第１の位相比較器
   と、第１の位相比較器の出力を濾波して前記電圧制御発
   振器に制御電圧として与えるループフィルタと、前記電
   圧制御発振器の電源を開閉する電源開閉スイッチと、こ
   の電源スイッチを制御し間欠動作をさせた場合に、前記
   基準分周器の出力信号位相と前記可変分周器の出力信号
   位相を一致させるためのリセット回路から構成される周
   波数シンセサイザにおいて、間欠動作中の動作期間に前
   記ループフィルタの出力電圧を検出するＡ／Ｄ変換器
   と、このＡ／Ｄ変換器により検出された制御電圧を間欠
   動作中の動作期間のみ読み込みその値を記憶する記憶部
   と、間欠動作中の待機期間に前記記憶部が動作中に読み
   込んだデータを電圧信号に変換するＤ／Ａ変換器と、こ
   のＤ／Ａ変換器の電圧出力と前記ループフィルタの待機
   期間中における制御電圧とを比較する比較部と、間欠動
   作中の待機期間に前記基準発振器の出力と前記基準発振
   器の出力信号の位相を可変出来る移相器と、この移相器
   の出力信号位相と前記基準発振器の出力信号位相とを比
   較する第２の位相比較器と、第１の位相比較器の出力と
   第２の位相比較器の出力を選択する選択スイッチと、こ
   れら各部を制御する制御部とを備え、待機期間への移行
   に応じて待機期間を通じ動作期間に至るまで前記比較部
   の比較結果に基づき前記ループフィルタの出力電圧を所
   定値に保つフィードバック制御を行うとともに、動作期
   間への移行に応じて前記フィードバック制御により所定
   値に保たれた前記ループフィルタの出力電圧に基づいて
   前記電圧制御発振器の動作を開始させるようにしたこと
   を特徴とする周波数シンセサイザ。