JPH11317664A

JPH11317664A - 高周波発振器

Info

Publication number: JPH11317664A
Application number: JP10125040A
Authority: JP
Inventors: Takeya Kudo; 雄也工藤; Takasuke Izumi; 隆輔泉
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1998-05-07
Filing date: 1998-05-07
Publication date: 1999-11-16
Anticipated expiration: 2018-05-07
Also published as: JP3833824B2

Abstract

(57)【要約】【課題】電圧制御発振器の発振周波数を変えても、発
振周波数の差によって生じる制御ループの自然周波数の
変化を小さく抑えることができ、必要とされる全周波数
範囲にわたって位相雑音を低減すること。【解決手段】電圧制御発振器21と、可変分周器22と、
基準発振器24と、基準分周器25Aと、位相比較器23と、
チャージポンプ26Aと、低域通過フィルタ27とを具備し
た高周波発振器において、選局操作に基づいて可変分周
器22の分周比N を設定するときには、電圧制御発振器21
から出力可能な発振周波数範囲において所定の上側周波
数範囲を設定する場合とそれよりも下側周波数範囲を設
定する場合とで、基準分周器25Aの分周比Rを異なった値
に設定したり、或いはチャージポンプ26A の電流値を異
なった値に設定する制御手段30を設けたものである。こ
れにより、ＰＬＬ制御ループの自然周波数の変化を小さ
く抑えることが可能になる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＣＡＴＶ、衛星放
送、地上波放送などにおけるデジタル変調された信号を
受信するチューナに使用する高周波発振器に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＣＡＴＶ、衛星放送、地上波放送では、
従来のアナログ変調されたＮＴＳＣ等のテレビ信号に加
え、ＱＰＳＫ、６４ＱＡＭあるいはＯＦＤＭ、８ＶＳＢ
等のデジタル変凋されたされた信号による放送が行われ
ようとしている。

【０００３】ＣＡＴＶ放送の例では、デジタル変調され
た通常５０〜８５０ＭＨｚ程度の高周波信号（ＲＦ信
号）をケーブルによって各家庭に配信し、このＲＦ信号
をチューナに人力し、チューナによって１回ないし２回
の周波数変換（周波数変換が１回の場合はシングルスー
パーヘテロダイン方式、２回の場合はダブルスーパーヘ
テロダイン方式と言われる）によって中間周波数（以
下、ＩＦという。ＩＦは日本では５７±３ＭＨｚ、米国
では４４士３ＭＨｚである。）と呼ばれる周波数帯へ周
波数変換した後、ＱＰＳＫ、６４ＱＡＭあるいはＯＦＤ
Ｍ、８ＶＳＢ等のデジタル復調が行われる。

【０００４】前述のデジタル変調された信号は位相情報
を有しているため、位相情報の純度を劣化させると受信
信号の復調品位を低下させることになる。

【０００５】上記チューナにおいては、高周波信号を中
間周波信号に周波数変換する際に局部発振器としての高
周波発振器が必要であるが、この高周波発振器の位相雑
音が大きい場合には、高周波発振器から発振信号によっ
て周波数変換されたＩＦ信号の位相純度が低下し、結果
としてデジタル復調される信号品位が低下することにな
る。

【０００６】高周波発振器は、一般に電圧制御発振器
（ＶＣＯ：Voltage Controlled Oscillator）をＰＬＬ
（Phase Locked Loop）で制御されたＰＬＯ（Phase Loc
ked Oscillator）として構成される。この高周波発振器
の発振周波数は、前述の一回の周波数変換でＩＦに変換
する場合では、入力信号よりＩＦ分だけ高い周波数とさ
れ、概ね９０〜９１０ＭＨｚの発振周波数範囲を必要と
する。通常電圧制御発振器に使用される可変容量ダイオ
ードでは、制御電圧に対する容量変化比には制約がある
ため、連続した制御電圧範囲（０〜３０Ｖ）では、発振
周波数範囲の上限と下限の比は１．５倍〜２．５倍程度
である。このため、局部発振器である高周波発振器の発
振周波数を、複数の周波数帯域に分割することで、全周
波数帯域（９０〜９１０ＭＨｚ）をカバーしている。

【０００７】一般には、高周波発振器の発振周波数を、
概略９０〜２２５ＭＨｚ、２２５〜５００ＭＨｚ、５０
０〜９１０ＭＨｚの３つの周波数帯域（バンド）につい
て、それぞれバンドで０〜３０Ｖの連続した制御電圧範
囲でカバーしている。

【０００８】換言すれば、チューナにおいては、通常、
シングルスーパーヘテロダイン方式で３バンド切り替え
を行う場合、混合器及び局部発振器からなる周波数変換
手段は各バンドにつき１組、即ち３つの周波数変換手段
を備えて構成されている。以降の説明においては、１つ
のバンドに対応した発振周波数範囲９０〜２２５ＭＨｚ
を０〜３０Ｖの制御電圧範囲で制御するチューナにおけ
る高周波発振器の例についてのみ取り扱うが、他の発振
周波数範囲においても同様である。

【０００９】図５に従来の高周波発振器のブロック図を
示す。図５には、チューナ１０、高周波発振器２０、選
局用マイコン３０、操作手段４０が示されている。

【００１０】チューナ１０は、混合器（ＭＩＸ）１１と
電圧制御発振器（ＶＣＯ）２１とで構成されている。混
合器１１において、入力ＲＦ信号と電圧制御発振器（Ｖ
ＣＯ）２１からの発振信号とを混合し、ＩＦ信号に周波
数変換して出力する。

【００１１】高周波発振器２０は、電圧制御発振器（Ｖ
ＣＯ）２１と、分周比１／Ｎ（Ｎは選局チャンネルに応
じて可変）の可変分周器２２と、デジタル型の位相比較
器２３と、基準発振器（ＸＯ）２４と、分周比１／Ｒ
（Ｒは選局チャンネルによらず固定）の基準分周器２５
と、チャージポンプ２６と、アクティブ型の低域通過フ
ィルタ（ＬＰＦ）２７と、選局操作に応じた分周比Ｎの
データを出力するデータインターフェース２９とで構成
されている。

【００１２】電圧制御発振器２１の発振信号は可変分周
器２２で１／Ｎに分周された後、デジタル型の位相比較
器２３の第１の入力端子に入力される。水晶発振器など
による基準発振器２４の発振信号は基準分周器２５で１
／Ｒに分周された後（これを比較周波数と言う）、位相
比較器２３の第２の入力端子に入力される。位相比較器
２３は入力された２つの入力信号の位相を比較し、その
誤差情報（２つの入力信号間の位相の進み，遅れ，或い
は同位相かの情報）に応じて次段のチャージポンプ２６
の動作状態を変化させ、これによってアクティブ型の低
域通過フィルタ（ＬＰＦ）２７のコンデンサに対して充
電，放電，或いは電圧ホールドを行う。低域通過フィル
タ（ＬＰＦ）２７は、そのコンデンサへの充電，放電，
電圧ホールドによって電圧制御発振器２１への出力電圧
が降下，上昇，安定保持される。つまり、低域通過フィ
ルタ２７からは、前記位相誤差に応じた制御電圧が出力
され、電圧制御発振器２１の制御端子２８に供給され
る。データインターフェース２９は、操作手段４０によ
って選択される選局チャンネルに応じて選局用マイコン
３０から出力した分周比Ｎのデータを、可変分周器２２
に供給するためのインターフェースである。

【００１３】制御ループの自然周波数ｆn は、次式で与
えられる。自然周波数とは、制御ループをループフィル
タとループゲインによって振動を持続させたと仮定した
ときの振動周波数をいう。

【００１４】

【数１】ここで、Ｉcp：チャージポンプ電流［Ａ］Ｇvco：電圧制御発振器の制御感度［Ｈｚ／Ｖ］Ｎ：分周比（ｆvco／ｆcomp.）Ｃ：低域通過フィルタのコンデンサの容量値［Ｆ］ｆcomp.：比較周波数［Ｈｚ］ｆvco：電圧制御発振器の発振周波数［Ｈｚ］実際のＰＬＯにおいては、電圧制御発振器の制御感度
（Ｇvco）と分周比（Ｎ）は、発振周波数によって異な
る。

【００１５】図６に電圧制御発振器の制御感度（Ｇvc
o）の特性例を示す。電圧制御発振器の発振周波数ｆvco
が９０〜２２５ＭＨｚの範囲では、ｆvco＝９０ＭＨｚ
のとき電圧制御発振器の制御感度が最大でＧvco＝２４
ＭＨｚ／Ｖ、ｆvco＝２２５ＭＨｚのとき電圧制御発振
器の制御感度が最小でＧvco＝４ＭＨｚ／Ｖであった。

【００１６】図７に比較周波数ｆcomp.＝６２．５ｋＨ
ｚの場合の分周比の逆数（１／Ｎ）を示す。電圧制御発
振器の発振周波数ｆvcoが９０〜２２５ＭＨｚの範囲で
は、ｆvco＝９０ＭＨｚのとき１／Ｎ＝６．９Ｅ−４で
最大、ｆvco＝２２５ＭＨｚのとき１／Ｎ＝２．８Ｅ−
４で最小であった。

【００１７】上記の例において、チャージポンプ電流Ｉ
cp＝０．２５ｍＡ、低域通過フィルタのコンデンサの容
量値Ｃ＝２７ｎＦとした場合の自然周波数ｆn は（１）
式より、ｆvco＝９０ＭＨｚでは２ｋＨｚ，ｆvco＝２２
５ＭＨｚでは０．５ｋＨｚである。この結果は、発振周
波数範囲の下限と上限とで、自然周波数ｆn の比が４倍
になることを示している。この比は、２つの定数、チャ
ージポンプ電流Ｉcpの電流値、低域通過フィルタのコン
デンサの容量値Ｃの各設定値に関わらず一定であること
は（１）式から明らかである。

【００１８】ところで、上記従来の技術によると、電圧
制御発振器の発振周波数ｆvcoによって制御ループの自
然周波数ｆn が大きく（４倍程度）変化するため、必要
とされる全周波数範囲にわたって低位相雑音を達成する
ことが困難であった。

【００１９】

【発明が解決しようとする課題】上記の如く、従来技術
によると、電圧制御発振器の発振周波数によって制御ル
ープの自然周波数が大きく（４倍程度）変化するため、
必要とされる全周波数範囲にわたって低位相雑音化を図
ることが困難であった。

【００２０】そこで、本発明は、上記の問題に鑑みてな
されたものであり、電圧制御発振器の発振周波数を変え
ても、電圧制御発振器の発振周波数の差によって生じる
制御ループの自然周波数の変化を小さく抑えることがで
き、必要とされる全周波数範囲にわたって位相雑音を低
減化することができる高周波発振器を提供することを目
的とするものである。

【００２１】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
所定の制御電圧範囲において発振周波数が連続的に可変
の電圧制御発振器と、前記電圧制御発振器の信号を分周
する可変分周器と、基準発振器と、前記基準発振器の信
号を分周する基準分周器と、前記可変分周器からの信号
と前記基準分周器からの信号との位相誤差を検出する位
相比較器と、前記位相比較器で検出した位相誤差データ
に基づいて電流量を制御するためのチャージポンプと、
前記チャージポンプによる電流量の制御により前記位相
誤差に対応した制御電圧を生成し、前記電圧制御発振器
の制御端子に供給する低域通過フィルタと、を具備した
高周波発振器において、選局操作に基づいて前記可変分
周器の分周比を設定するときには、前記電圧制御発振器
から出力可能な発振周波数範囲において所定の上側周波
数範囲を設定する場合と下側周波数範囲を設定する場合
とで、前記基準分周器の分周比を異なった値に設定する
制御手段を設けたものである。

【００２２】請求項１の発明においては、複数の分周比
を投定可能な基準分周器を備え、選局する発振周波数に
応じてつまり前記可変分周器の分周比設定に応じて、前
記基準分周器の分周比を予定していた値に設定する。こ
れにより、電圧制御発振器の発振周波数の差によって生
じる制御ループの自然周波数の変化を小さく抑えること
が可能になる。

【００２３】請求項２記載の発明は、所定の制御電圧範
囲において発振周波数が連続的に可変の電圧制御発振器
と、前記電圧制御発振器の信号を分周する可変分周器
と、基準発振器と、前記基準発振器の信号を分周する基
準分周器と、前記可変分周器からの信号と前記基準分周
器からの信号との位相誤差を検出する位相比較器と、前
記位相比較器で検出した位相誤差データに基づいて電流
量を制御するためのチャージポンプと、前記チャージポ
ンプによる電流量の制御により前記位相誤差に対応した
制御電圧を生成し、前記電圧制御発振器の制御端子に供
給する低域通過フィルタと、を具備した高周波発振器に
おいて、選局操作に基づいて前記可変分周器の分周比を
設定するときには、前記電圧制御発振器から出力可能な
発振周波数範囲において所定の上側周波数範囲を設定す
る場合と下側周波数範囲を設定する場合とで、前記チャ
ージポンプの電流値を異なった値に設定する制御手段を
設けたものである。

【００２４】請求項２の発明においては、複数のチャー
ジポンプ電流値を設定可能なチャージポンプを備え、選
局する発振周波数に応じてつまり前記可変分周器の分周
比設定に応じて、前記チャージポンプの電流値を予定し
ていた値に設定する。これにより、電圧制御発振器の発
振周波数の差によって生じる制御ループの自然周波数の
変化をより小さく抑えることが可能になる。

【００２５】請求項３記載の発明は、所定の制御電圧範
囲において発振周波数が連続的に可変の電圧制御発振器
と、前記電圧制御発振器の信号を分周する可変分周器
と、基準発振器と、前記基準発振器の信号を分周する基
準分周器と、前記可変分周器からの信号と前記基準分周
器からの信号との位相誤差を検出する位相比較器と、前
記位相比較器で検出した位相誤差データに基づいて電流
量を制御するためのチャージポンプと、前記チャージポ
ンプによる電流量の制御により前記位相誤差に対応した
制御電圧を生成し、前記電圧制御発振器の制御端子に供
給する低域通過フィルタと、を具備した高周波発振器に
おいて、選局操作に基づいて前記可変分周器の分周比を
設定するときには、前記電圧制御発振器から出力可能な
発振周波数範囲において所定の上側周波数範囲を設定す
る場合と下側周波数範囲を設定する場合と上側，下側の
中間の周波数範囲を設定する場合とで、前記基準分周器
の分周比を異なった値に設定する一方前記チャージポン
プの電流値を異なった値に設定する制御手段を設けたも
のである。

【００２６】請求項３の発明においては、複数の分周比
を投定可能な基準分周器を備える一方複数のチャージポ
ンプ電流値を設定可能なチャージポンプを備え、選局す
る発振周波数に応じてつまり前記可変分周器の分周比設
定に応じて、前記基準分周器の分周比を予定していた値
に設定する一方前記チャージポンプの電流値を予定して
いた値に設定する。これにより、電圧制御発振器の発振
周波数の差によって生じる制御ループの自然周波数の変
化をより一層小さく抑えることが可能になる。

【００２７】請求項４記載の発明は、所定の制御電圧範
囲において発振周波数が連続的に可変の電圧制御発振器
と、前記電圧制御発振器の信号を分周する可変分周器
と、基準発振器と、前記基準発振器の信号を分周する基
準分周器と、前記可変分周器からの信号と前記基準分周
器からの信号との位相誤差を検出する位相比較器と、前
記位相比較器で検出した位相誤差データに基づいて電流
量を制御するためのチャージポンプと、前記チャージポ
ンプによる電流量の制御により前記位相誤差に対応した
制御電圧を生成し、前記電圧制御発振器の制御端子に供
給する低域通過フィルタと、を具備した高周波発振器に
おいて、選局操作に基づいて前記可変分周器の分周比を
設定するときに、前記電圧制御発振器から出力される発
振周波数が第１の周波数範囲では前記チャージポンプの
電流値を第１の電流とし、前記基準分周器からの出力周
波数を第１の周波数又は第１の周波数よりも高い第２の
周波数に切り替えるとともに、前記電圧制御発振器から
出力される発振周波数が前記第１の周波数範囲よりも高
い第２の周波数範囲では、前記チャージポンプの電流を
前記第１の電流よりも大きい第２の電流とし、前記基準
分周器からの出力周波数を前記第１の周波数又は前記第
２の周波数に切り替える制御手段を設けたものである。

【００２８】

【発明の実施の形態】発明の実施の形態について図面を
参照して説明する。図１は本発明に係わる高周波発振器
を示すブロック図である。図５と同一機能を有する部分
には同一符号を付して説明する。

【００２９】図１には、チューナ１０、高周波発振器２
０、制御手段としての選局用マイコン３０、操作手段４
０が示されている。

【００３０】チューナ１０は、混合器（ＭＩＸ）１１と
電圧制御発振器（ＶＣＯ）２１とで構成されている。混
合器１１において、入力ＲＦ信号と電圧制御発振器２１
からの発振信号とを混合し、ＩＦ信号に周波数変換して
出力する。

【００３１】高周波発振器２０は、電圧制御発振器２１
と、分周比１／Ｎ（Ｎはデータインターフェース２９か
らの選局チャンネルに応じたデータにて可変制御され
る）の可変分周器２２と、デジタル型の位相比較器２３
と、基準発振器（ＸＯ）２４と、分周比１／Ｒ（Ｒはデ
ータインターフェース２９からのデータにて可変制御可
能である）の基準分周器２５Ａと、データインターフェ
ース２９からのデータにてチャージポンプ電流が可変制
御可能なチャージポンプ２６Ａと、アクティブ型の低域
通過フィルタ（ＬＰＦ）２７と、選局操作に応じた分周
比Ｎのデータと分周比Ｒまたはチャージポンプ電流値の
データを出力するデータインターフェース２９とで構成
されている。

【００３２】電圧制御発振器２１の発振信号は操作手段
４０による選局操作に基づいて可変分周器２２で１／Ｎ
に分周された後、デジタル型の位相比較器２３の第１の
入力端子に入力される。水晶発振器などによる基準発振
器２４の発振信号は基準分周器２５Ａで１／Ｒに分周さ
れた後（これを比較周波数と言う）、位相比較器２３の
第２の入力端子に入力される。位相比較器２３は入力さ
れた２つの入力信号の位相を比較し、その誤差情報（２
つの入力信号間の位相の進み，遅れ，或いは同位相かの
情報）に応じて次段のチャージポンプ２６Ａの動作状態
を変化させ、これによってアクティブ型の低域通過フィ
ルタ（ＬＰＦ）２７のコンデンサに対して充電，放電，
或いは電圧ホールドを行う。低域通過フィルタ（ＬＰ
Ｆ）２７は、そのコンデンサへの充電，放電，電圧ホー
ルドによって電圧制御発振器２１への出力電圧が降下，
上昇，安定保持される。つまり、低域通過フィルタ２７
からは、前記位相誤差に応じた制御電圧が出力され、電
圧制御発振器２１の制御端子２８にフィードバックされ
る。これにより、電圧制御発振器２１の発振周波数ｆvc
oは、比較周波数ｆcomp.のＮ倍にロックすることが可能
である。データインターフェース２９は、操作手段４０
によって選択される選局チャンネルに応じて選局用マイ
コン３０から出力した分周比Ｎのデータと、分周比Ｒの
データおよび／またはチャージポンプ電流のデータをそ
れぞれ、可変分周器２２と基準分周器２５Ａおよび／ま
たはチャージポンプ２６Ａに供給するためのインターフ
ェースである。

【００３３】本実施の形態において、図５の従来例と異
なる点は、基準分周器２５Ａが複数の分周比を設定可能
な構成になっていることと、また、チャージポンプ２６
Ａは複数のチャージポンプ電流値を設定可能な構成にな
っていることである。

【００３４】以上の構成において、制御ループの自然周
波数ｆn は、図５の場合と同様、前述の（１）式で与え
られる。

【００３５】図２に、本発明の第１の実施の形態の説明
図を示す。図２は（１）式で自然周波数ｆn を計算した
結果を示している。図２においては従来例と同一の、電
圧制御発振器２１を使用しているため、図６に示した電
圧制御発振器の制御感度（Ｇvco）の特性をそのまま使
用した。また、低域通過フィルタ２７のコンデンサの容
量値Ｃは、Ｃ＝２７ｎＦとした。

【００３６】図２(a) は、チャージポンプ電流Ｉcp＝
０．２５ｍＡに設定したときに、比較周波数ｆcomp.を
６２．５ｋＨｚに設定した場合と１２５ｋＨｚに設定し
た場合の自然周波数ｆn をプロットしたものである。横
軸に発振周波数ｆvco（ＭＨｚ）を、縦軸に自然周波数
ｆn（Ｈｚ）をとっている。比較周波数ｆcomp.＝６２．
５ｋＨｚのとき、自然周波数ｆn の最大値は２０００Ｈ
ｚ，最小値は５００Ｈｚでその比は４倍であった。また
比較周波数ｆcomp.＝１２５ｋＨｚのとき、自然周波数
ｆn の最大値は２８００Ｈｚ，最小値は７００Ｈｚでそ
の比は４倍であった。従来例で述べたようにｆcomp.＝
６２．５ｋＨｚの場合と１２５ｋＨｚの場合のいずれ
も、発振周波数範囲の上限と下限とで、自然周波数ｆn
の比が４倍になることを示している。

【００３７】図２(b) は、本発明の第１の実施の形態の
動作を示す図である。横軸に発振周波数ｆvco（ＭＨ
ｚ）を、縦軸に自然周波数ｆn（Ｈｚ）をとっている。
図２(b)では、発振周波数範囲９０〜２０５ＭＨｚでは
比較周波数ｆcomp.を６２．５ｋＨｚに設定し、発振周
波数範囲２０５〜２２５ＭＨｚでは比較周波数ｆcomp.
を１２５ｋＨｚに設定した場合の自然周波数ｆn を実線
で示した。なお、図２(b)中の点線は比較用に図２(a)
の計算結果を示したものである。図２(b) の実線の結果
によれば、自然周波数ｆn の最大値は２０００Ｈｚ，最
小値は７００Ｈｚでその比は３倍弱になり、従来比で４
分の３以下に改善された。尚、この実施の形態では比較
周波数ｆcomp.を切り替えるポイントを２０５ＭＨｚと
した場合を示しているが、本実施の形態のようにチャー
ジポンプ電流Ｉcpを一定とし比較周波数ｆcomp.を切り
替える場合に比較周波数ｆcomp.を切り替えるポイント
は発振周波数範囲１６５〜２１８ＭＨｚであれば同等の
効果が得られる。

【００３８】図３に、本発明の第２の実施の形態の説明
図を示す。図３は（１）式で自然周波数ｆn を計算した
結果を示している。図３においては従来例と同一の電圧
制御発振器２１を使用しているため、図６に示した電圧
制御発振器の制御感度（Ｇvco）の特性をそのまま使用
した。また、低域通過フィルタ２７のコンデンサの容量
値Ｃは、Ｃ＝２７ｎＦとした。

【００３９】図３(a) は、比較周波数ｆcomp.＝６２．
５ｋＨｚに設定したときに、チャージポンプ電流Ｉcpを
０．２５ｍＡに設定したの場合と１ｍＡに設定した場合
の自然周波数ｆn をプロットしたものである。横軸に発
振周波数ｆvco（ＭＨｚ）を、縦軸に自然周波数ｆn（Ｈ
ｚ）をとっている。Ｉcp＝０．２５ｍＡのとき、自然周
波数ｆn の最大値は２０００Ｈｚ，最小値は５００Ｈｚ
でその比は４倍であった。またＩcp＝１ｍＡのとき、自
然周波数ｆn の最大値は４０００Ｈｚ，最小値は１００
０Ｈｚでその比は４倍であった。従来例で述べたように
Ｉcp＝０．２５ｍＡの場合と１ｍＡの場合のいずれも、
発振周波数範囲の上限と下限とで、自然周波数ｆn の比
が４倍になることを示している。

【００４０】図３(b) は、本発明の第２の実施の形態の
動作を示す図である。横軸に発振周波数ｆvco（ＭＨ
ｚ）を、縦軸に自然周波数ｆn（Ｈｚ）をとっている。
発振周波数範囲９０〜２０５ＭＨｚではチャージボンプ
電流をＩcp＝０．２５ｍＡに設定し、発振周波数範囲２
０５〜２２５ＭＨｚではチャージポンプ電流をＩcp＝１
ｍＡに設定した場合の自然周波数ｆn を実線で示した。
なお、図３(b) 中の点線は比較用に図３(a) の計算結果
を示したものである。図３(b) の実線の結果によれば、
自然周波数ｆn の最大値は２０００Ｈｚ，最小値は１０
００Ｈｚでその比は２倍になり、従来比で２分の１に改
善された。

【００４１】図４に、本発明の第３の実施の形態の説明
図を示す。図４は（１）式で自然周波数ｆn を計算した
結果を示している。図４においても従来例と同一の電圧
制御発振器２１を使用しているため、図６に示した電圧
制御発振器の制御感度（Ｇvco）の特性をそのまま使用
した。また、低域通過フィルタ２７のコンデンサの容量
値Ｃは、Ｃ＝２７ｎＦとした。

【００４２】図４(a) は、比較周波数ｆcomp.＝６２．
５ｋＨｚおよび１２５ｋＨｚに設定したそれぞれの場合
に、チャージポンプ電流Ｉcpを０．２５ｍＡに設定した
場合と１ｍＡに設定した場合の自然周波数ｆn をプロッ
トしたものである。横軸に発振周波数ｆvco（ＭＨｚ）
を、縦軸に自然周波数ｆn（Ｈｚ）をとっている。いず
れの設定の場合も、発振周波数範囲の上限と下限とで、
自然周波数ｆn の比が４倍になることを示している。

【００４３】図４(b) は、本発明の第３の実施の形態の
動作を示す図である。横軸に発振周波数ｆvco（ＭＨ
ｚ）を、縦軸に自然周波数ｆn（Ｈｚ）をとっている。
図４(b)では、発振周波数ｆvcoにより、上記図４(a) に
示した４通りの設定値のいずれかに設定した場合の自然
周波数ｆn を実線で示した。具体的には、発振周波数範
囲９０〜１５０ＭＨｚではチャージポンプ電流をＩcp＝
０．２５ｍＡ、比較周波数ｆcomp.＝６２．５ｋＨｚに
設定し、発振周波数範囲１５０〜２００ＭＨｚではチャ
ージポンプ電流をＩcp＝０．２５ｍＡ、比較周波数ｆco
mp.＝１２５ｋＨｚに設定し、発振周波数範囲２００〜
２１８ＭＨｚではチャージポンプ電流をＩcp＝１ｍＡ、
比較周波数ｆcomp.＝６２．５ｋＨｚに設定し、発振周
波数範囲２１８〜２２５ＭＨｚではチャージポンプ電流
をＩcp＝１ｍＡ、比較周波数ｆcomp.＝１２５ｋＨｚに
設定した場合の自然周波数ｆn を実線で示した。なお、
図４(b) 中の点線は比較用に図４(a) の計算結果を示し
たものである。図４(b) の実線の結果によれば、自然周
波数ｆn の最大値は２１００Ｈｚ，最小値は１５００Ｈ
ｚでその比は約１．４倍になり、従来比で約３分の１に
改善された。

【００４４】なお、図４(b) の実施の形態は次のように
表現することもできる。すなわち、制御手段である選局
用マイコン３０は、選局操作に基づいて可変分周器２２
の分周比を設定するときに、電圧制御発振器２１から出
力される発振周波数が第１の周波数範囲（９０〜２００
ＭＨz）ではチャージポンプ２６Ａの電流値を第１の電
流（０．２５ｍＡ）とし、基準分周器２５Ａからの出力
周波数を第１の周波数（６２．５ｋＨz ）又は第１の周
波数よりも高い第２の周波数（１２５ｋＨz ）に切り替
えるとともに、電圧制御発振器２１から出力される発振
周波数が前記第１の周波数範囲よりも高い第２の周波数
範囲（２００〜２２５ＭＨz）では、チャージポンプ２
６Ａの電流を前記第１の電流（０．２５ｍＡ）よりも大
きい第２の電流（１．００ｍＡ）とし、基準分周器２５
Ａからの出力周波数を前記第１の周波数（６２．５ｋＨ
z ）又は前記第２の周波数（１２５ｋＨz ）に切り替え
る制御を行うものである。

【００４５】以上の実施の形態においては、設定値が最
も多い図４(b) の実施の形態において設定値は４通りの
場合を示したが、比較周波数（基準分周器２５Ａからの
出力周波数）やチャージポンプ電流値の切り替えによ
り、設定値が３通りの場合も可能である。すなわち、制
御手段である選局用マイコン３０は、選局操作に基づい
て可変分周器２２の分周比を設定するときに、電圧制御
発振器２１から出力可能な発振周波数範囲において所定
の上側周波数範囲を設定する場合と下側周波数範囲を設
定する場合と上側，下側の中間の周波数範囲を設定する
場合とで、基準分周器２５Ａの分周比を異なった値に設
定すると共にチャージポンプ２６Ａの電流値を異なった
値に設定することも可能である。

【００４６】またさらに、比較周波数やチャージポンプ
電流値を、図４(b) の場合よりもさらに多段階（４段階
以上）に切り替えることによりさらに自然周波数ｆn の
変化を低減することも可能である。

【００４７】

【発明の効果】以上述べた本発明によれば、電圧制御発
振器の発振周波数の差によって生じる制御ループの自然
周波数の変化を小さく抑えることができるため、必要と
される全周波数範囲にわたって位相雑音を低減した高周
波発振器を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る高周波発振器を示すブロック図。

【図２】本発明の第１の実施の形態を示す説明図。

【図３】本発明の第２の実施の形態を示す説明図。

【図４】本発明の第３の実施の形態を示す説明図。

【図５】従来の高周波発振器を示すブロック図。

【図６】電圧制御発振器の制御感度の（Ｇvco）の特性
例を示す図。

【図７】可変分周器の分周比の逆数（ｌ／Ｎ）の特性例
を示す図。

【符号の説明】

２１…電圧制御発振器２２…可変分周器２３…位相比較器２４…基準発振器２５Ａ…基準分周器２６Ａ…チャージポンプ２７…低域通過フィルタ２８…制御御端子２９…データインターフェース３０…選局用マイコン（制御手段）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】所定の制御電圧範囲において発振周波数が
連続的に可変の電圧制御発振器と、前記電圧制御発振器
の信号を分周する可変分周器と、基準発振器と、前記基
準発振器の信号を分周する基準分周器と、前記可変分周
器からの信号と前記基準分周器からの信号との位相誤差
を検出する位相比較器と、前記位相比較器で検出した位
相誤差データに基づいて電流量を制御するためのチャー
ジポンプと、前記チャージポンプによる電流量の制御に
より前記位相誤差に対応した制御電圧を生成し、前記電
圧制御発振器の制御端子に供給する低域通過フィルタ
と、を具備した高周波発振器において、選局操作に基づいて前記可変分周器の分周比を設定する
ときには、前記電圧制御発振器から出力可能な発振周波
数範囲において所定の上側周波数範囲を設定する場合と
下側周波数範囲を設定する場合とで、前記基準分周器の
分周比を異なった値に設定する制御手段を具備したこと
を特徴とする高周波発振器。
【請求項２】所定の制御電圧範囲において発振周波数が
連続的に可変の電圧制御発振器と、前記電圧制御発振器
の信号を分周する可変分周器と、基準発振器と、前記基
準発振器の信号を分周する基準分周器と、前記可変分周
器からの信号と前記基準分周器からの信号との位相誤差
を検出する位相比較器と、前記位相比較器で検出した位
相誤差データに基づいて電流量を制御するためのチャー
ジポンプと、前記チャージポンプによる電流量の制御に
より前記位相誤差に対応した制御電圧を生成し、前記電
圧制御発振器の制御端子に供給する低域通過フィルタ
と、を具備した高周波発振器において、選局操作に基づいて前記可変分周器の分周比を設定する
ときには、前記電圧制御発振器から出力可能な発振周波
数範囲において所定の上側周波数範囲を設定する場合と
下側周波数範囲を設定する場合とで、前記チャージポン
プの電流値を異なった値に設定する制御手段を具備した
ことを特徴とする高周波発振器。
【請求項３】所定の制御電圧範囲において発振周波数が
連続的に可変の電圧制御発振器と、前記電圧制御発振器
の信号を分周する可変分周器と、基準発振器と、前記基
準発振器の信号を分周する基準分周器と、前記可変分周
器からの信号と前記基準分周器からの信号との位相誤差
を検出する位相比較器と、前記位相比較器で検出した位
相誤差データに基づいて電流量を制御するためのチャー
ジポンプと、前記チャージポンプによる電流量の制御に
より前記位相誤差に対応した制御電圧を生成し、前記電
圧制御発振器の制御端子に供給する低域通過フィルタ
と、を具備した高周波発振器において、選局操作に基づいて前記可変分周器の分周比を設定する
ときには、前記電圧制御発振器から出力可能な発振周波
数範囲において所定の上側周波数範囲を設定する場合と
下側周波数範囲を設定する場合と上側，下側の中間の周
波数範囲を設定する場合とで、前記基準分周器の分周比
を異なった値に設定する一方前記チャージポンプの電流
値を異なった値に設定する制御手段を具備したことを特
徴とする高周波発振器。
【請求項４】所定の制御電圧範囲において発振周波数が
連続的に可変の電圧制御発振器と、前記電圧制御発振器
の信号を分周する可変分周器と、基準発振器と、前記基
準発振器の信号を分周する基準分周器と、前記可変分周
器からの信号と前記基準分周器からの信号との位相誤差
を検出する位相比較器と、前記位相比較器で検出した位
相誤差データに基づいて電流量を制御するためのチャー
ジポンプと、前記チャージポンプによる電流量の制御に
より前記位相誤差に対応した制御電圧を生成し、前記電
圧制御発振器の制御端子に供給する低域通過フィルタ
と、を具備した高周波発振器において、選局操作に基づいて前記可変分周器の分周比を設定する
ときに、前記電圧制御発振器から出力される発振周波数
が第１の周波数範囲では前記チャージポンプの電流値を
第１の電流とし、前記基準分周器からの出力周波数を第
１の周波数又は第１の周波数よりも高い第２の周波数に
切り替えるとともに、前記電圧制御発振器から出力され
る発振周波数が前記第１の周波数範囲よりも高い第２の
周波数範囲では、前記チャージポンプの電流を前記第１
の電流よりも大きい第２の電流とし、前記基準分周器か
らの出力周波数を前記第１の周波数又は前記第２の周波
数に切り替える制御手段を具備したことを特徴とする高
周波発振器。