JPH1155036A - 周波数発生回路 - Google Patents

周波数発生回路

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JPH1155036A
JPH1155036A JP20923197A JP20923197A JPH1155036A JP H1155036 A JPH1155036 A JP H1155036A JP 20923197 A JP20923197 A JP 20923197A JP 20923197 A JP20923197 A JP 20923197A JP H1155036 A JPH1155036 A JP H1155036A
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JP
Japan
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frequency
circuit
signal
dds
pll
Prior art date
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JP20923197A
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English (en)
Inventor
Kazushi Takahashi
一志 高橋
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Kokusai Electric Corp
Original Assignee
Kokusai Electric Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 周波数発生回路のハード規模を縮小し、高い
周波数を高安定、高精度に発生することのできる周波数
発生回路を提供することにある。 【解決手段】 基準発振器11からPLL回路12にf
ref[Hz]の周波数が入力される。この基準クロッ
クにPLL同期された周波数fc[Hz]が周波数変換
器15に入力される。一方、PLL回路12から出力さ
れたfc[Hz]の信号は分周器13によりDDS回路
が動作可能な周波数fclk[Hz]に分周され、DD
S回路14に入力される。DDS回路14に設定される
Δθによりfdds[Hz]の周波数が出力され、周波
数変換器15にて周波数混合され出力周波数は、fou
t[Hz]=fc±fddsとなりBPF16によりf
c−fdds成分が除去されたのち、fc+fdds
[Hz]の信号が出力される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、無線機に用いられ
る周波数発生回路の改良に関するものである。
【0002】
【従来の技術】通常のディジタル無線機には、変調信号
の搬送波周波数を生成するために基準発振器の周波数を
基準とした周波数発生回路が設けられている。この周波
数発生回路は通常PLL(Phase Locked
Loop)回路を用いて構成されるが、周波数を数百n
s以下の高速に切り替えたり、発生する周波数のステッ
プを数Hz〜数十Hz間隔に設定するような用途では、
PLL回路はその過渡応答速度に限界があるため使用で
きない。このため高速の応答が必要な周波数発生には、
一般にDDS(Direct Digital Syn
thesizer)回路が使用される。図4にDDS回
路の基本構成図を示す、まず、周波数設定のための位相
ステップ情報Δθを位相アキュムレータ41に設定する
ことにより0から2πまでのディジタル鋸波を生成さ
せ、その信号で正弦波形をデータとして記入したメモリ
からなるテーブル42をアドレスすることにより、ディ
ジタル数値で表現された正弦波が得られる。この信号を
DA変換器43でアナログ信号に変換し、LPF44で
DDSに入力されている基準クロック周波数成分を除去
することにより、出力信号が得られる。ここで、Δθが
nビットの語長を有するDDSを用いた場合の信号出力
周波数fddsは数1で与えられる。
【0003】
【数1】
【0004】例としてn=32,fclk=80MH
z,fdds=10MHzとすると、数2から、
【0005】
【数2】
【0006】Δθには536870912を設定すれば
よいことになる(16進では20000000Hを設定
する)。しかし、DDSの再生可能周波数はナイキスト
定理によれば、基準クロック周波数の1/2以下の信号
しか発生できないため、周波数レンジの上限はDDSの
デバイスの最大クロックレートで決まることになる。し
たがって、DDSからの出力信号よりも更に高い周波数
が必要になる場合は、DDS回路の後に周波数逓倍回路
や、PLL回路を接続することになる。
【0007】図5は従来のDDS回路52の後に逓倍回
路53を設けたディジタル無線機周波数発生回路であ
り、図6はDDS回路52の後にPLL回路61を設け
たものである。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】図5のDDS回路52
の出力に逓倍回路53を設けた場合、DDS回路52の
動作基準クロックfclk[Hz]となる局部発振器5
1の信号がDDS回路52に入力され、周波数設定のた
めの位相ステップ情報Δθを設定することにより、fd
ds[Hz]の周波数がDDS回路52より出力され
る。DDS回路52からの信号は逓倍回路53で周波数
逓倍されて出力される。しかし、この逓倍回路53を用
いた場合は、出力する周波数がfdds[Hz]の整数
倍の出力が可能であるが、数百MHzの信号を取り出そ
うとすると、fddsを複数回逓倍しなければならず逓
倍回路53が複数必要となり、逓倍回路の欠点であるス
プリアスが発生する。このスプリアスを除去するために
はフィルタを挿入しなければならないので、回路規模が
増大してしまう。
【0009】図6のDDS回路52の出力に逓倍回路の
代わりにPLL回路61を設けた場合、DDS回路52
の動作基準クロックfclk[Hz]となる局部発振器
51の信号がDDS回路52に入力され、周波数設定の
ための位相ステップ情報Δθを設定することにより、f
dds[Hz]の周波数がDDS回路52より出力され
る。DDS回路52からの信号はPLL回路61の基準
クロックとなり、そのクロックを基にPLL同期した信
号がPLL回路61より出力される。通常のPLL回路
ではPLL回路の出力信号をプログラマブルデバイダで
周波数を1/Nに分周して、その信号と基準クロックと
の位相比較を行いPLL同期を行う。この構成では先に
述べた逓倍回路ほどスプリアスは発生しないが、PLL
回路61はその構成上フィードバックループを含んでい
るために、引き込み範囲で入力周波数が変化した場合の
過渡応答に制約が出てくる等の問題が生じるので、DD
S回路52の高速な周波数切替の利点を生かすことがで
きない。
【0010】本発明の目的は、上記従来の構成における
問題を解決し、周波数発生回路のハード規模を縮小し、
高い周波数を高安定,高精度に発生することのできる周
波数発生回路を提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】上記の目的は、基準発振
器の周波数に同期したPLL回路と、該PLL回路の周
波数を分周した信号を動作クロック信号とするDDS回
路と、該DDS回路の正弦波と上記PLL回路の出力信
号とを周波数混合する手段とを備えたことによって達成
される。
【0012】また、上記の目的は、基準発振器の周波数
にPLL同期するPLL回路と、該PLL回路の出力信
号を分周する分周器と、該分周器からの信号を動作クロ
ック信号とするDDS回路と、該DDS回路からの正弦
波出力と上記PLL回路からの出力信号とを周波数混合
する周波数変換器と、該周波数変換器のイメージ成分を
除去するBPFとを備えたことによって達成される。
【0013】更に、上記の目的は、上記周波数混合手段
として、上記DDS回路から得られる正弦波と余弦波と
を用いて、上記PLL回路からの信号を直交変調するこ
とにより周波数混合を行なう直交変調器を設けたことに
よって達成される。
【0014】また、上記の目的は、上記構成の周波数発
生回路を複数個設け、該各周波数発生回路に一つの基準
発振器の出力が並列に入力するように設けたことによっ
て達成される。
【0015】上記の手段によると、PLL回路から、入
力される基準発振器の周波数に位相同期して出力される
周波数の信号を、DDS回路が動作可能な周波数に分周
してDDS回路の基準クロックとすると共に、上記PL
L回路の出力と上記DDS回路の動作により発生する出
力とで周波数混合を行なって所要の周波数を発生する。
これによる周波数の切替はDDSによる開ループ構成で
行なうので極めて高速であり、高精度に高い周波数を発
生できる。
【0016】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
より説明する。
【0017】図1は、本発明の一実施形態の周波数発生
回路のブロック図である。基準発振器11からPLL回
路12にfref[Hz]の周波数が入力される。この
基準クロックにPLL同期された周波数fc[Hz]が
周波数変換器15に入力される。一方、PLL回路12
から出力されたfc[Hz]の信号は分周器13により
DDS回路が動作可能な周波数fclk[Hz]に分周
される。分周された信号はDDS回路14に入力され
る。DDS回路14に設定されるΔθによりfdds
[Hz]の周波数が出力され、周波数変換器15にて周
波数混合されるので、周波数変換器15からの出力周波
数は、fout[Hz]=fc±fddsとなりBPF
16によりfc−fdds成分が除去されたのち、fc
+fdds[Hz]の信号が出力される。なお、変調信
号のキャリアがDDS回路14の動作クロックの範囲内
であれば、分周器13は省略することができる。
【0018】図2は、本発明の他の実施形態の周波数発
生回路で、周波数混合を直交変調器21に置き換えたも
のを示す。基準発振器11からPLL回路12にfre
f[Hz]の周波数が入力される。この基準クロックに
PLL同期された周波数fc[Hz]が直交変調器21
に入力される。一方、PLL回路12から出力されたf
c[Hz]の信号は分周器13によりDDS回路14が
動作可能な周波数fclk[Hz]に分周される。分周
された信号はDDS回路14に入力される。DDS回路
14に設定されるΔθによりDDS回路14からは互い
に直交している正弦波cos(2π・fdds・t)と
余弦波sin(2π・fdds・t)の信号が直交変調
器21の乗算器22、23に入力される。PLL回路1
2から入力されるfc[Hz]は直交変調器内部の90
°位相器25により、cos(2π・fc・t)とsi
n(2π・fc・t)に分配されて、乗算器22、23
に入力される。乗算器22、23では、これらの信号を
各々乗算した後、加算器24で加算することで数3とな
り、
【0019】
【数3】
【0020】周波数変換器を用いたときと同様の信号が
出力される。この実施形態の場合は周波数混合した後に
使用していたイメージ除去用のBPFを省略することが
できるので、ハードウェアの構成をより簡略化すること
ができる。
【0021】図3は、本発明の応用による複数の周波数
発生回路の構成例を示す。図示した構成によれば、図1
の構成の各周波数発生回路1〜nに基準発振器11が発
生するfref[Hz]を並列に入力させる。このfr
efを基準にしてすべての周波数発生回路のDDS回路
14、PLL回路12が同期して動作するので、周波数
発生回路1〜nの間でのコヒーレント性が保たれ、それ
ぞれのDDS回路により高精度な周波数を発生すること
が可能となる。
【0022】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明に係
る周波数発生回路によると、周波数の切替はDDSによ
る開ループ構成で行うので極めて高速である。また、逓
倍回路を用いないので、ハードウェア規模を縮小でき
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態の周波数発生回路のブロッ
ク図である。
【図2】本発明の他の実施形態の周波数発生回路のブロ
ック図である。
【図3】本発明の応用による実施形態の周波数発生回路
のブロック図である。
【図4】DDSの基本構成を示すブロック図である。
【図5】従来の周波数発生回路の構成を示すブロック図
である。
【図6】従来の周波数発生回路の構成を示すブロック図
である。
【符号の説明】
1、2、3…n…周波数発生回路、11…基準発振器、
12…PLL回路、13…分周器、14…DDS回路、
15…周波数変換器、16…BPF、27…基準発振
器、28…PLL回路、29…分周器、30…DDS回
路、21…直交変調器、22,23…乗算器、24…加
算器、25…90°位相器。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ディジタル変調信号の搬送波周波数を生
    成する周波数発生回路において、基準発振器の周波数に
    同期したPLL回路と、該PLL回路の周波数を分周し
    た信号を動作クロック信号とするDDS回路と、該DD
    S回路の正弦波と上記PLL回路の出力信号とを周波数
    混合する手段とを備えたことを特徴とする周波数発生回
    路。
  2. 【請求項2】 ディジタル変調信号の搬送波周波数を生
    成する周波数発生回路において、 基準発振器の周波数にPLL同期するPLL回路と、該
    PLL回路の出力信号を分周する分周器と、該分周器か
    らの信号を動作クロック信号とするDDS回路と、該D
    DS回路からの正弦波出力と上記PLL回路からの出力
    信号とを周波数混合する周波数変換器と、該周波数変換
    器のイメージ成分を除去するBPFとを備えたことを特
    徴とする周波数発生回路。
  3. 【請求項3】 上記周波数混合手段として、上記DDS
    回路から得られる正弦波と余弦波とを用いて、上記PL
    L回路からの信号を直交変調することにより周波数混合
    を行う直交変調器を設けたことを特徴とする請求項1又
    は2記載の周波数発生回路。
  4. 【請求項4】 ディジタル変調信号の搬送波周波数を生
    成する周波数発生回路において、請求項1乃至3のいず
    れかに記載の周波数発生回路を複数個設け、該各周波数
    発生回路に一つの基準発振器の出力が並列に入力するよ
    うに設けたことを特徴とする周波数発生回路。
JP20923197A 1997-08-04 1997-08-04 周波数発生回路 Pending JPH1155036A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005039082A1 (ja) * 2003-10-21 2005-04-28 Sony Corporation 周波数合成装置及び周波数合成方法
JP2005261831A (ja) * 2004-03-22 2005-09-29 Hitachi Ltd 任意波形発生器を用いたラジオ波送信回路およびそれを用いた核磁気共鳴装置
CN103853151A (zh) * 2014-03-14 2014-06-11 陕西科技大学 Deh点检仪正弦波发生装置

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