JPH1188154A - 位相同期発振器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 発振器の周波数を基準信号に位相同期させる
位相同期発振器において、所望のｎ次高調波周波数を出
力するために逓倍器を使用しているため、回路数が多
く、回路が大型化し高価になっている。 【解決手段】 電圧制御発振器から高調波が出力されて
いることを利用し、所望の電圧制御発振器のｎ次高調波
信号をｎ次高調波周波数帯増幅器で増幅することによ
り、逓倍器を省略し、小型で安価な回路を構成する。

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、発振器の出力信
号を基準信号に位相同期させる位相同期発振器に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、マイクロ波回路などに用いられる
発振器においてはその発振周波数を安定化させるため
に、安定な基準信号に位相同期させる位相同期発振器が
用いられる。この位相同期発振器については、例えば、
電子情報通信学会１９９６年通信ソサイエティ大会講演
論文集１のＣ−２−４５「周波数逓倍器を用いた６０Ｇ
Ｈｚ帯位相同期発振器」で広く知られている。

【０００３】図１７は従来の位相同期発振器の構成ブロ
ック図であり、図において１は基準信号発振器、２は位
相比較器、３はループフィルタ、４は電圧制御発振器、
５は電力分配器、６は第１の基本波周波数帯増幅器、７
は分周器、８は第２の基本波周波数帯増幅器、９は逓倍
器、１０は基準信号発振器周波数、１１は電圧制御発振
器基本波周波数、１２は電圧制御発振器ｎ次高周波周波
数、１３は分周器９から出力される電圧制御発振器分周
周波数である。

【０００４】基準信号発振器１と分周器７は位相比較器
２に接続される。位相比較器２の出力は電圧制御発振器
４に、電圧制御発振器４の出力は電力分配器５に、電力
分配器５の一方の出力は第１の基本波周波数帯増幅器６
に電力分配器５の他方の出力は第２の基本波周波数帯増
幅器８にそれぞれ接続される。また、第１の基本波周波
数帯増幅器６の出力は分周器７に、第２の基本波周波数
帯増幅器８の出力は逓倍器７に接続される。

【０００５】次に動作について説明する。電圧制御発振
器４の出力は電力分配器５で第１の基本波周波数帯増幅
器６及び第２の基本波周波数帯増幅器８にそれぞれ分配
される。第１の基本波周波数帯増幅器に入力された電圧
制御発振器４の電圧制御発振器基本波信号は第１の基本
波周波数帯増幅器６で増幅されたのち分周器７に入力さ
れ、電圧制御発振器基本波周波数１１のｍ分の１に分周
される。ここでｍは自然数であり、基準信号発振器周波
数１０と電圧制御発振器基本波周波数１１と電圧制御発
振器分周周波数１３との関係は数１で与えられる。

【０００６】

【数１】

【０００７】分周器７から出力される電圧制御発振器分
周器信号と基準信号発振器１から出力される基準信号は
位相比較器２に入力され、位相比較器２はこの２つの周
波数の位相差に対応した出力電圧を発生する。そして位
相比較器２で発生した電圧はループプィルタ３に入力さ
れ位相比較器２の出力に含まれる不要な高調波成分や雑
音を除去すると共に、電圧制御発振器４を基準信号発振
器周波数１０に同期した周波数で発振させるための制御
電圧を出力する。したがって電圧制御発振器４はループ
フィルタ３からの制御電圧により、基準信号発振器１に
同期した周波数信号を出力する。また、第２の基本波増
幅器８に入力された電圧制御発振器基本波信号は増幅さ
れ、逓倍器９で所望の周波数である電圧制御発振器ｎ次
高調波周波数１２に逓倍され外部へ出力する。

【０００８】以上のように構成することで、電圧制御発
振器４は基準信号に同期するよう分周器７、位相比較器
２、ループフィルタ３によりフィードバック制御され
る。したがって周波数安定度の高い基準信号発振器を用
いれば安定度の高い電圧制御発振器ｎ次高調波周波数で
発振する発振器が構成できる。

【０００９】しかし、電圧制御発振器４の出力から所望
の電圧制御発振器ｎ次高調波信号を得るために、逓倍器
９を使用していた。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】上記の通り従来の位相
同期発振器で、逓倍器を使用しているため、回路数が多
く装置が大型化し、かつ高価になるという課題があっ
た。

【００１１】この発明はかかる課題を解決するためにな
されたものであり、逓倍器９を省略し、回路数を削減す
ることで、回路の小型化を図り、安価に構成することを
目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】第１の発明による位相同
期発振器は、電圧制御発振器４から出力されるｎ次高調
波成分を増幅しかつ基本波成分を減衰するｎ次高調波周
波数帯増幅器を備えた。

【００１３】また、第２の発明による位相同期発振器
は、電圧制御発振器ｎ次高調波信号を通過させかつ電圧
制御発振器基本波信号を反射させる基本波周波数帯バン
ドリジェクションフィルタと、電圧制御発振器４の出力
を基本波周波数帯バンドリジェクションフィルタに出力
し、かつ基本波周波数帯バンドリジェクションフィルタ
にて反射された電圧制御発振器基本波信号を分周器７に
出力するためのサーキュレータとを備えた。

【００１４】また、第３の発明による位相同期発振器
は、電圧制御発振器ｎ次高調波信号を通過させかつ電圧
制御発振器ｎ次高調波信号より低い周波数を反射させる
ｎ次高調波周波数帯ハイパスフィルタと、電圧制御発振
器４の出力をｎ次高調波周波数帯ハイパスフィルタに出
力し、かつｎ次高調波周波数帯ハイパスフィルタにて反
射された電圧制御発振器基本波信号を分周器７に出力す
るためのサーキュレータとを備えた。

【００１５】また、第４の発明による位相同期発振器
は、電圧制御発振器ｎ次高調波信号を通過させかつ電圧
制御発振器ｎ次高調波信号以外の周波数を反射させるｎ
次高調波周波数帯バンドパスフィルタと、電圧制御発振
器４の出力をｎ次高調波周波数帯バンドパスフィルタに
出力し、かつｎ次高調波周波数帯バンドパスフィルタに
て反射された電圧制御発振器基本波信号を分周器７に出
力するためのサーキュレータとを備えた。

【００１６】また、第５の発明による位相同期発振器
は、電圧制御発振器ｎ次高調波信号を通過させかつ電圧
制御発振器基本波信号に対してはハイインピーダンスと
なり回路上オープンとなる基本波周波数帯バンドリジェ
クションフィルタと、電圧制御発振器基本波信号を通過
させかつ電圧制御発振器ｎ次高調波信号に対してはハイ
インピーダンスとなり回路上オープンとなるｎ次高調波
周波数帯バンドリジェクションフィルタとを備えた。

【００１７】また、第６の発明による位相同期発振器
は、電圧制御発振器ｎ次高調波信号を通過させかつ電圧
制御発振器ｎ次高調波信号より低い周波数に対してはハ
イインピーダンスとなり回路上オープンとなるｎ次高調
波周波数帯ハイパスフィルタと、電圧制御発振器基本波
信号を通過させかつ電圧制御発振器ｎ次高調波信号に対
してはハイインピーダンスとなり回路上オープンとなる
ｎ次高調波周波数帯バンドリジェクションフィルタとを
備えた。

【００１８】また、第７の発明による位相同期発振器
は、電圧制御発振器ｎ次高調波信号を通過させかつ電圧
制御発振器ｎ次高調波信号以外に対してはハイインピー
ダンスとなり回路上オープンとなるｎ次高調波周波数帯
バンドパスフィルタと、電圧制御発振器基本波信号を通
過させかつ電圧制御発振器ｎ次高調波信号に対してはハ
イインピーダンスとなりオープンとなるｎ次高調波周波
数帯バンドリジェクションフィルタとを備えた。

【００１９】

【発明の実施の形態】

実施の形態１．図１はこの発明の実施の形態１を示す位
相同期発振器の構成ブロック図であり、図において１〜
７、１０〜１３は従来の位相同期発振器に記載したもの
と同一のものであり、１４はｎ次高調波周波数帯増幅
器、１５は基本波周波数帯増幅器である。

【００２０】ｎ次高調波周波数帯増幅器１４は電力分配
器５の一方の出力に接続され、電圧制御発振器４のｎ次
高調波成分を増幅し、かつ基本波周波数成分を減衰す
る。基本波周波数帯増幅器１５は従来の実施例を示す図
６の第１の基本波周波数帯増幅器と同一の機能を有し、
電力分配器５の他方の出力に接続され、電圧制御発振器
４の基本波周波数成分を増幅する。

【００２１】次に動作について説明する。電圧制御発振
器４の出力は電力分配器５で基本波周波数帯増幅器１５
及びｎ次高調波周波数帯増幅器８にそれぞれ分配され
る。基本波周波数帯増幅器１５に入力された電圧制御発
振器基本波信号は増幅したのち分周器７に入力され、電
圧制御発振器基本波周波数１１のｍ分の１に分周され
る。分周器７から出力される電圧制御発振器分周信号と
基準信号発振器１から出力される基準信号は位相比較器
２に入力され、位相比較器２は２つの周波数の位相差に
対応した出力電圧を発生する。そして位相比較器２で発
生した電圧はループフィルタ３に入力され位相比較器２
の出力に含まれる不要な高調波成分や雑音を除去すると
共に、電圧制御発振器４を基準信号に同期した周波数で
発振させるための制御電圧を出力する。したがって電圧
制御発振器４はループフィルタからの制御電圧により、
基準信号に同期した周波数を出力する。

【００２２】図２は位相同期発振器４の出力のスペクト
ラムを示す図である。一般に電圧制御発振器４は、発振
素子を非線形領域で動作させるため、基本波信号の他に
多くの高調波成分を出力する。したがって電圧制御発振
器４から出力される所望の電圧制御発振器ｎ次高調波信
号を電力分配器５の一方の出力からｎ次高調波周波数帯
増幅器１４に入力、増幅した後、所望のｎ次高調波信号
を外部に出力する。

【００２３】以上のように構成することで、電圧制御発
振器４は基準信号に同期するよう分周器７、位相比較器
２、ループフィルタ３によりフィードバック制御され
る。したがって周波数安定度の高い基準信号発振器を用
いれば、所望の電圧制御発振器ｎ次高調波信号を出力
し、かつ安定度の高い発振器が構成できるとともに、所
望の電圧制御発振器ｎ次高調波信号を第三の増幅器１４
で増幅し出力することで、従来では第２の基本波周波数
帯増幅器８及び逓倍器９で構成したものをひとつのｎ次
高調波周波数帯増幅器１４で構成することができるの
で、回路の小型化が図れかつ安価に構成できる。

【００２４】実施の形態２．図３はこの発明の実施の形
態２を示す位相同期発振器の構成ブロック図であり、図
において１〜４、７、１０〜１３は従来の位相同期発振
器の構成ブロック図に記載したものと同一のものであ
り、１６はサーキュレータ、１７はサーキュレータの端
子ａ、１８はサーキュレータの端子ｂ、１９はサーキュ
レータの端子ｃ、２０は基本波周波数帯バンドリジェク
ションフィルタである。

【００２５】サーキュレータ１６はサーキュレータの端
子ａ１７に電圧制御発振器４、サーキュレータの端子ｂ
１８に基本波周波数帯バンドリジェクションフィルタ２
０、及びサーキュレータの端子ｃ１９に分周器７がそれ
ぞれ接続され、かつサーキュレータの端子ａ１７から入
力された信号はサーキュレータの端子ｂ１８へ、サーキ
ュレータの端子ｂ１８から入力された信号はサーキュレ
ータの端子ｃ１９へそれぞれ信号が流れかつその逆方向
についてはアイソレートされるような向きに接続されて
いる。通過方向に関しては、電圧制御発振器基本波周波
数１１から電圧制御発振器ｎ次高調波周波数１２の信号
まで広帯域にわたって低損失である。

【００２６】図４は基本波周波数帯バンドリジェクショ
ンフィルタ２０の周波数特性を示す図であり、図におい
て２０は基本波周波数帯バンドリジェクションフィルタ
の反射特性、２２は基本波周波数帯バンドリジェクショ
ンフィルタの通過特性である。基本波周波数帯バンドリ
ジェクションフィルタ２０は、電圧制御発振器ｎ次高調
波信号は低損失で通過し、かつ電圧制御発振器基本波信
号は全反射する特性を有するフィルタである。

【００２７】次に動作について説明する。電圧制御発振
器４の出力はサーキュレータ１６を通して基本波周波数
帯バンドリジェクションフィルタ２０に入力される。基
本波周波数帯バンドリジェクションフィルタ２０に入力
された電圧制御発振器４の出力のうち、電圧制御発振器
ｎ次高調波信号は低損失で通過し外部へ出力される。一
方電圧制御発振器基本波信号は基本波周波数帯バンドリ
ジェクションフィルタ２０で全反射し、サーキュレータ
１６を通して分周器７に入力され、電圧制御発振器基本
波周波数１１のｍ分の１の周波数に分周される。分周器
７から出力される電圧制御発振器分周器信号と基準信号
発振器１から出力される基準信号は位相比較器２に入力
され、位相比較器２は２つの周波数の位相差に対応した
出力電圧を発生する。そして位相比較器２で発生した電
圧はループフィルタ３に入力され位相比較器２の出力に
含まれる不要な高調波成分や雑音を除去すると共に、電
圧制御発振器４を基準信号発振器の周波数に同期した周
波数で発振させるための制御電圧を出力する。したがっ
て電圧制御発振器４はループフィルタからの制御電圧に
より、基準信号発に同期した周波数を出力する。

【００２８】この場合も電圧制御発振器４は基準信号に
同期するよう分周器７、位相比較器２、ループフィルタ
３によりフィードバック制御される。したがって周波数
安定度の高い基準信号発振器を用いれば、所望の電圧制
御発振器ｎ次高調波信号を出力し、かつ安定度の高い発
振器が構成できるとともに、所望の電圧制御発振器ｎ次
高調波信号を電圧制御発振器４のｎ次高調波成分から基
本波周波数帯バンドリジェクションフィルタ２０を通し
て取り出すことにより、逓倍器を省略することができる
ので、回路の小型化が図れかつ安価に構成できる。

【００２９】また、電圧制御発振器ｎ次高調波信号はサ
ーキュレータ１６を通して、直接基本波周波数帯バンド
リジェクションフィルタ２０から低損失で出力され、ま
た電圧制御発振器基本波信号もサーキュレータ１６及び
基本波周波数帯バンドリジェクションフィルタ２０を通
して分周器７に低損失で出力されるので、従来の図１７
の構成ブロック図のように電力分配器５により電圧制御
発振器の電力が２分配されることがないため、回路の損
失が小さくなり、増幅器を省略することができる。従っ
て実施の形態１よりもさらに回路の小型化が図れかつ安
価に構成できる。

【００３０】実施の形態３．図５はこの発明の実施の形
態３を示す位相同期発振器の構成ブロック図であり、図
において１〜４、９〜１３は従来の位相同期発振器の構
成ブロック図に記載したものと同一のもの、１６〜１９
は実施形態２の構成ブロック図に記載したものと同一の
ものであり、２３はｎ次高調波周波数帯ハイパスフィル
タである。

【００３１】また、図６はｎ次高調波周波数帯ハイパス
フィルタ２３の周波数特性を示す図であり、図において
２４はｎ次高調波周波数帯ハイパスフィルタの反射特
性、２５はｎ次高調波周波数帯ハイパスフィルタの通過
特性、２６は電圧制御発振器ｐ次高調波周波数である。
ここでｐはｎより小さい自然数である。

【００３２】ｎ次高調波周波数帯ハイパスフィルタ２３
は、電圧制御発振器ｎ次高調波信号は低損失で通過し、
かつ電圧制御発振器ｐ次高調波周波数２６より低い周波
数成分は全反射する特性を有するフィルタである。

【００３３】この場合も電圧制御発振器４は基準信号に
同期するよう分周器７、位相比較器２、ループフィルタ
３によりフィードバック制御される。したがって周波数
安定度の高い基準信号発振器を用いれば、所望の電圧制
御発振器ｎ次高調波信号を出力し、かつ安定度の高い発
振器が構成できるとともに、所望の電圧制御発振器ｎ次
高調波信号を電圧制御発振器４のｎ次高調波成分からｎ
次高調波周波数帯ハイパスフィルタ２３を通して取り出
すことにより、逓倍器を省略することができるので、回
路の小型化が図れかつ安価に構成できる。

【００３４】また、所望の電圧制御発振器ｎ次高調波信
号はサーキュレータ１６を通して、直接ｎ次高調波周波
数帯ハイパスフィルタ２３から低損失で出力され、また
電圧制御発振器基本波信号もサーキュレータ１６及びｎ
次高調波周波数帯ハイパスフィルタ２３を通して分周器
７に低損失で出力されるので、従来の図１７の構成ブロ
ック図のように電力分配器５により電圧制御発振器の電
力が２分配されることがないため、回路の損失が小さく
なり、増幅器を省略することができる。従って実施の形
態１よりもさらに回路の小型化が図れかつ安価に構成で
きる。

【００３５】さらに、ｎ次高調波周波数帯ハイパスフィ
ルタ２３は電圧制御発振器ｐ次高調波周波数２６より低
い信号を全反射するので、電圧制御発振器ｐ次高調波周
波数２６より低い周波数成分については抑圧することが
でき、実施形態２の位相同期発振器より歪みの少ない発
振器を構成できる。

【００３６】実施の形態４．図７はこの発明の実施の形
態４を示す位相同期発振器の構成ブロック図であり、図
において１〜４、９〜１３は従来の位相同期発振器の構
成ブロック図に記載したものと同一のもの、１６〜１９
は実施形態２の構成ブロック図に記載したものと同一の
ものであり、２７はｎ次高調波周波数帯バンドパスフィ
ルタである。

【００３７】また、図８はｎ次高調波周波数帯バンドパ
スフィルタ２７の周波数特性を示す図であり、図におい
て２８はｎ次高調波周波数帯バンドパスフィルタの反射
特性、２９はｎ次高調波周波数帯バンドパスフィルタの
通過特性、３０は電圧制御発振器ｑ次高調波周波数であ
る。ここでｑはｎより大きい自然数である。

【００３８】ｎ次高調波周波数帯バンドパスフィルタ２
７は、電圧制御発振器ｎ次高調波信号は低損失で通過
し、かつ電圧制御発振器ｐ次高調波周波数２６より低い
周波数成分及び電圧制御発振器ｑ次高調波周波数３０よ
り高い周波数成分は全反射する特性を有するフィルタで
ある。

【００３９】この場合も電圧制御発振器４は基準信号に
同期するよう分周器７、位相比較器２、ループフィルタ
３によりフィードバック制御される。したがって周波数
安定度の高い基準信号発振器を用いれば、所望の電圧制
御発振器ｎ次高調波信号を出力し、かつ安定度の高い発
振器が構成できるとともに、所望の電圧制御発振器ｎ次
高調波信号を電圧制御発振器４のｎ次高調波成分からｎ
次高調波周波数帯バンドパスフィルタ２７を通して取り
出すことにより、逓倍器を省略することができるので、
回路の小型化が図れかつ安価に構成できる。

【００４０】また、所望の電圧制御発振器ｎ次高調波信
号はサーキュレータ１６を通して、直接ｎ次高調波周波
数帯バンドパスフィルタ２７から低損失で出力され、ま
た電圧制御発振器基本波信号もサーキュレータ１６及び
ｎ次高調波周波数帯バンドパスフィルタ２２を通して分
周器７に低損失で出力されるので、従来の図１７の構成
ブロック図のように電力分配器５により電圧制御発振器
の電力が２分配されることがないため、回路の損失が小
さくなり、増幅器を省略することができる。従って実施
の形態１よりもさらに回路の小型化が図れかつ安価に構
成できる。

【００４１】さらに、ｎ次高調波周波数帯バンドパスフ
ィルタ２７は電圧制御発振器ｐ次高調波周波数２６より
低い周波数成分及び電圧制御発振器ｑ次高調波周波数３
０より高い周波数成分を全反射するので、電圧制御発振
器ｐ次高調波信号より低い周波数成分及び電圧制御発振
器ｑ次高調波信号より高い周波数成分について抑圧する
ことができ、実施の形態３の位相同期発振器よりさらに
歪みの少ない発振器を構成できる。

【００４２】実施の形態５．図９はこの発明の実施の形
態５を示す位相同期発振器であり、１〜４、９〜１３ま
では従来の位相同期発振器の構成ブロック図に記載した
ものと同一のものであり、３１は基本波周波数帯バンド
リジェクションフィルタ、３２はｎ次高調波周波数帯バ
ンドリジェクションフィルタである。

【００４３】電圧制御発振器４の出力端子には基本波周
波数帯バンドリジェクションフィルタ３１の入力端子と
ｎ次高調波周波数帯バンドリジェクションフィルタ３２
の入力端子が並列に接続されている。

【００４４】また、基本波周波数帯バンドリジェクショ
ンフィルタ３１は、反射特性及び通過特性が図４に示さ
れる基本波周波数帯バンドリジェクションフィルタ２０
の周波数特性と同一であり、かつインピーダンス特性が
図１０に示す特性を有している。即ち、電圧制御発振器
ｎ次高調波信号は低損失に通過し、かつ電圧制御発振器
基本波信号に対してはハイインピーダンスとなり回路上
はオープンに見え全反射する特性を有する。

【００４５】一方、ｎ次高調波周波数帯バンドリジェク
ションフィルタ３２は、反射特性及び通過特性が図１１
に示される周波数特性を有し、かつインピーダンス特性
が図１２に示す特性を有している。即ち、電圧制御発振
器基本波信号は低損失で通過し、かつ電圧制御発振器ｎ
次高調波信号に対してはハイインピーダンスとなり回路
上オープンに見え全反射する特性を有する。

【００４６】次に動作について説明する。基本波周波数
帯バンドリジェクションフィルタ３１は電圧制御発振器
ｎ次高調波信号を低損失で通過し、かつｎ次高調波周波
数帯バンドリジェクションフィルタ３２は電圧制御発振
器ｎ次高調波信号に対して回路上オープンとなるので、
電圧制御発振器ｎ次高調波信号は基本波周波数帯バンド
リジェクションフィルタ３１から低損失で通過し外部へ
出力される。一方、基本波周波数帯バンドリジェクショ
ンフィルタ３１は電圧制御発振器基本波信号に対して回
路上オープンとなり、かつｎ次高調波周波数帯バンドリ
ジェクションフィルタ３２は電圧制御発振器基本波信号
に対して低損失通過するので、電圧制御発振器基本波信
号はｎ次高調波周波数帯バンドリジェクションフィルタ
３２を低損失で通過し分周器７に入力され、分周器７で
電圧制御発振器基本波周波数１３のｍ分の１にの周波数
に分周される。分周器７から出力される電圧制御発振器
分周信号と基準信号発振器１から出力される基準信号は
位相比較器２に入力され、位相比較器２は２つの周波数
の位相差に対応した出力電圧を発生する。そして位相比
較器２で発生した電圧はループフィルタ３に入力され位
相比較器２の出力に含まれる不要な高調波成分や雑音を
除去すると共に、電圧制御発振器４を基準信号発振器の
周波数に同期した周波数で発振させるための制御電圧を
出力する。したがって電圧制御発振器４はループフィル
タからの制御電圧により、基準信号に同期した周波数を
出力する。

【００４７】この場合も電圧制御発振器４は基準信号に
同期するよう分周器７、位相比較器２、ループフィルタ
３によリフィードバック制御される。したがって周波数
安定度の高い基準信号発振器を用いれば、所望の電圧制
御発振器ｎ次高調波信号を出力し、かつ安定度の高い発
振器が構成できるとともに、所望の電圧制御発振器ｎ次
高調波信号を電圧制御発振器４のｎ次高調波成分から基
本波周波数帯バンドリジェクションフィルタ３１を通し
て取り出すことにより、逓倍器を省略することができる
ので、回路の小型化が図れかつ安価に構成できる。

【００４８】また、電圧制御発振器ｎ次高調波信号は、
直接基本波高調波バンドリジェクションフィルタ３１か
ら低損失で出力され、また電圧制御発振器基本波信号も
ｎ次高調波周波数帯バンドリジェクションフィルタ３２
を通して分周器７に低損失で出力されるので、従来の図
１７の構成ブロック図のように電力分配器５により電圧
制御発振器の電力が２分配されることがないため、回路
の損失が小さくなり、増幅器を省略することができる。
従って実施の形態１よりもさらに回路の小型化が図れか
つ安価に構成できる。

【００４９】さらに、発明の実施の形態２では基本波周
波数帯バンドリジェクションフィルタ２０とサーキュレ
ータ１６を使用する。サーキュレータ１６はフェライト
とマグネットを使用するため構成が複雑である。しか
し、この発明の実施の形態５では、基本波周波数帯バン
ドリジェクションフィルタ３１とｎ次高調波周波数帯バ
ンドリジェクションフィルタ３２フィルタとを使用する
ことで、サーキュレータ１６を削除できるため、実施の
形態２より容易に回路が構成できる。

【００５０】実施の形態６．図１３はこの発明の実施の
形態６を示す位相同期発振器の構成ブロック図であり、
図において１〜４、９〜１３までは従来の位相同期発振
器の構成ブロック図に記載したものと同一のもの、３２
は実施の形態５の構成ブロック図に記載したものと同一
のものであり、３７はｎ次高調波周波数帯ハイパスフィ
ルタである。

【００５１】ｎ次高調波周波数帯ハイパスフィルタ３７
は、その反射特性及び通過特性が図６に記載したｎ次高
調波周波数帯ハイパスフィルタ２３の周波数特性と同一
であり、かつインピーダンス特性が図１４に示す特性を
有している。即ち、所望の周波数である電圧制御発振器
ｎ次高調波信号は低損失で通過し、かつ電圧制御発振器
ｐ次高調波周波数２６より低い周波数成分に対してはハ
イインピーダンスとなり回路上オープンに見え全反射す
る特性を有する。

【００５２】この場合も電圧制御発振器４は基準信号に
同期するよう分周器７、位相比較器２、ループフィルタ
３によりフィードバック制御される。したがって周波数
安定度の高い基準信号発振器を用いれば、所望の電圧制
御発振器ｎ次高調波信号を出力し、かつ安定度の高い発
振器が構成できるとともに、所望の電圧制御発振器ｎ次
高調波信号を電圧制御発振器４のｎ次高調波成分からｎ
次高調波周波数帯ハイパスフィルタ３７を通して取り出
すことにより、逓倍器を省略することができるので、回
路の小型化が図れかつ安価に構成できる。

【００５３】また、電圧制御発振器ｎ次高調波信号は、
直接ｎ次高調波周波数帯ハイパスフィルタ３７から低損
失で出力され、また電圧制御発振器基本波信号もｎ次高
調波周波数帯バンドリジェクションフィルタ３２を通し
て分周器７に低損失で出力されるので、従来の図１７の
構成ブロック図のように電力分配器５により電圧制御発
振器の電力が２分配されることがないため、回路の損失
が小さくなり、増幅器を省略することができる。従って
実施の形態１よりもさらに回路の小型化が図れかつ安価
に構成できる。

【００５４】また、発明の実施の形態２では基本波周波
数帯バンドリジェクションフィルタ２０とサーキュレー
タ１６を使用する。サーキュレータ１６はフェライトと
マグネットを使用するため構成が複雑である。しかし、
この発明の実施の形態５では、ｎ次高調波周波数帯バン
ドリジェクションフィルタ３２フィルタとｎ次高調波周
波数帯ハイパスフィルタ３７とを使用することで、サー
キュレータ１６を削除できるため、実施の形態２より容
易に回路が構成できる。

【００５５】さらに、ｎ次高調波周波数帯ハイパスフィ
ルタ３７は、電圧制御発振器ｐ次高調波周波数２６より
低い周波数成分を全反射するので、電圧制御発振器ｐ次
高調波周波数２６より低い周波数成分について抑圧する
ことができ、実施の形態５の位相同期発振器より歪みの
少ない発振器を構成できる。

【００５６】実施の形態７．図１５はこの発明の実施の
形態７を示す位相同期発振器の構成ブロック図であり、
図において１〜４、９〜１３は従来の位相同期発振器の
構成ブロック図に記載したものと同一のもの、３２は実
施の形態５の構成ブロック図に記載したものと同一のも
のであり、３９はｎ次高調波周波数帯バンドパスフィル
タである。

【００５７】ｎ次高調波周波数帯バンドパスフィルタ３
９は、その反射特性及び通過特性が図８に記載したｎ次
高調波周波数帯バンドパスフィルタ２７の周波数特性と
同一であり、かつインピーダンス特性が図１６に示す特
性を有している。即ち、所望の周波数である電圧制御発
振器ｎ次高調波信号は低損失で通過し、かつ電圧制御発
振器ｐ次高調波周波数２６より低い周波数成分及び電圧
制御発振器ｑ次高調波周波数３０より高い周波数成分に
対してはハイインピーダンスとなり回路上オープンに見
え全反射する特性を有する。

【００５８】この場合も電圧制御発振器４は基準信号に
同期するよう分周器７、位相比較器２、ループフィルタ
３によりフィードバック制御される。したがって周波数
安定度の高い基準信号発振器を用いれば、所望の電圧制
御発振器ｎ次高調波信号を出力し、かつ安定度の高い発
振器が構成できるとともに、所望の電圧制御発振器ｎ次
高調波信号を電圧制御発振器４のｎ次高調波成分からｎ
次高調波周波数帯バンドパスフィルタ３９を通して取り
出すことにより、逓倍器を省略することができるので、
回路の小型化が図れかつ安価に構成できる。

【００５９】また、電圧制御発振器ｎ次高調波信号は、
直接ｎ次高調波バンドパスフィルタ３９から低損失で出
力され、また電圧制御発振器基本波信号もｎ次高調波周
波数帯バンドリジェクションフィルタ３２を通して分周
器７に低損失で出力されるので、従来の図１７の構成ブ
ロック図のように電力分配器５により電圧制御発振器の
電力が２分配されることがないため、回路の損失が小さ
くなり、増幅器を省略することができる。従って実施の
形態１よりもさらに回路の小型化が図れかつ安価に構成
できる。

【００６０】また、発明の実施の形態２では基本波周波
数帯バンドリジェクションフィルタ２０とサーキュレー
タ１６を使用する。サーキュレータ１６はフェライトと
マグネットを使用するため構成が複雑である。しかし、
この発明の実施の形態５では、ｎ次高調波周波数帯バン
ドリジェクションフィルタ３２フィルタとｎ次高調波周
波数帯バンドパスフィルタ３９とを使用することで、サ
ーキュレータ１６を削除できるため、実施の形態２より
容易に回路が構成できる。

【００６１】さらに、ｎ次高調波周波数帯バンドパスフ
ィルタ３９は電圧制御発振器ｐ次高調波周波数２６より
低い周波数成分及び電圧制御発振器ｑ次周波数３０より
高い周波数成分を全反射するので、電圧制御発振器ｐ次
高調波周波数２６より低い周波数成分及び電圧制御発振
器ｑ次周波数３０より高い周波数成分について抑圧する
ことができ、実施の形態６の位相同期発振器よりさらに
歪みの少ない発振器を構成できる。

【００６２】

【発明の効果】第１の発明によれば、電圧制御発振器か
ら高調波が出力されていることを利用し、所望の電圧制
御発振器のｎ次高調波信号をｎ次高調波周波数帯増幅器
で増幅することにより、逓倍器を省略することができ
る。従って回路の小型化が図れかつ安価に構成すること
ができる。

【００６３】また、第２の発明によれば、電圧制御発振
器から高調波が出力されていること及びサーキュレータ
の方向性と基本波周波数帯バンドリジェクションフィル
タの周波数特性を利用することにより、逓倍器を省略す
ることができるとともに、増幅器も省略することができ
る。従ってさらに回路の小型化を図れかつ安価に構成す
ることができる。

【００６４】また、第３の発明によれば、電圧制御発振
器から高調波が出力されていること及びサーキュレータ
の方向性とｎ次高調波周波数帯ハイパスフィルタの周波
数特性を利用することにより、逓倍器及び増幅器を省略
し、回路の小型化を図れかつ安価に構成することができ
るとともに、所望の電圧制御発振器ｎ次高調波周波数よ
り低い周波数成分を抑圧することができる。

【００６５】また、第４の発明によれば、電圧制御発振
器から高調波が出力されていること及びサーキュレータ
の方向性とｎ次高調波周波数帯バンドパスフィルタの周
波数特性を利用することにより、逓倍器及び増幅器を省
略し、回路の小型化を図れかつ安価に構成することがで
きるとともに、所望の電圧制御発振器ｎ次高調波周波数
以外の周波数成分を抑圧することができる。

【００６６】また、第５の発明によれば、電圧制御発振
器から高調波が出力されていること及び通過帯域内では
低損失で、かつ通過帯域外ではハイインピーダンスとな
り回路上はオープンとなる基本波周波数帯バンドリジェ
クションフィルタとｎ次高調波周波数帯バンドリジェク
ションフィルタとを利用することにより、逓倍器及び増
幅器を省略し、回路の小型化を図れかつ安価に構成する
ことができるとともに、サーキュレータを省略すること
ができるので、回路の実現が容易である。

【００６７】また、第６の発明によれば、電圧制御発振
器から高調波が出力されていること及び通過帯域内では
低損失で、かつ通過帯域外ではハイインピーダンスとな
り回路上はオープンとなるｎ次高調波周波数帯ハイパス
フィルタとｎ次高調波バンドリジェクションとを利用す
ることにより、逓倍器及び増幅器を省略し、回路の小型
化を図りかつ安価に構成することができるとともに、サ
ーキュレータ省略することができるので、回路の実現が
容易である。また、所望の電圧制御発振器のｎ次高調波
周波数以下の周波数成分を抑圧することができる。

【００６８】また、第７の発明によれば、電圧制御発振
器から高調波が出力されていること及び通過帯域内では
低損失で、かつ通過帯域外ではハイインピーダンスとな
り回路上はオープンとなるｎ次高調波周波数帯バンドパ
スフィルタとｎ次高調波バンドリジェクションとを利用
することにより、逓倍器及び増幅器を省略し、回路の小
型化を図りかつ安価に構成することができるとともに、
サーキュレータを省略できるので、回路の実現が容易で
ある。また、所望の電圧制御発振器のｎ次高調波周波数
以外の周波数成分を抑圧することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明による位相同期発振器の実施の形態
１の構成ブロック図を示す図である。

【図２】 この発明による位相同期発振器の実施の形態
１の電圧制御発振器の出力スペクトラムを示す図であ
る。

【図３】 この発明による位相同期発振器の実施の形態
２の構成ブロック図を示す図である。

【図４】 この発明による位相同期発振器の実施の形態
２の基本波周波数帯バンドリジェクションフィルタの周
波数特性を示す図である。

【図５】 この発明による位相同期発振器の実施の形態
３の構成ブロック図を示す図である。

【図６】 この発明による位相同期発振器の実施の形態
３のｎ次高調波周波数帯ハイパスフィルタの周波数特性
を示す図である。

【図７】 この発明による位相同期発振器の実施の形態
４の構成ブロック図を示す図である。

【図８】 この発明による位相同期発振器の実施の形態
４のｎ次高調波周波数帯バンドパスフィルタの周波数特
性を示す図である。

【図９】 この発明による位相同期発振器の実施の形態
５の構成ブロック図を示す図である。

【図１０】 この発明による位相同期発振器の実施の形
態５の基本波周波数帯バンドリジェクションフィルタの
インピーダンス特性を示す図である。

【図１１】 この発明による位相同期発振器の実施の形
態５のｎ次高調波周波数帯バンドリジェクションフィル
タの周波数特性を示す図である。

【図１２】 この発明による位相同期発振器の実施の形
態５のｎ次高調波周波数帯バンドリジェクションフィル
タのインピーダンス特性を示す図である。

【図１３】 この発明による位相同期発振器の実施の形
態６の構成ブロック図を示す図である。

【図１４】 この発明による位相同期発振器の実施の形
態６のｎ次高調波周波数帯ハイパスフィルタのインピー
ダンス特性を示す図である。

【図１５】 この発明による位相同期発振器の実施の形
態７の構成ブロック図を示す図である。

【図１６】 この発明による位相同期発振器の実施の形
態７のｎ次高調波周波数帯バンドパスフィルタのインピ
ーダンス特性を示す図である。

【図１７】 従来の位相同期発振器の構成ブロック図を
示す図である。

【符号の説明】

１ 基準信号発振器、２ 位相比較器、３ ループフィ
ルタ、４ 電圧制御発振器、５ 電力分配器、６ 第１
の基本波周波数帯増幅器、７ 分周器、８ 第２の基本
波周波数帯増幅器、９ 逓倍器、１０ 基準信号発振器
周波数、１１電圧制御発振器基本波周波数、１２ 電圧
制御発振器ｎ次高調波周波数、１３電圧制御発振器分周
周波数、１４ ｎ次高調波周波数帯増幅器、１５ 基本
波周波数帯増幅器、１６ サーキュレータ、１７ サー
キュレータの端子ａ、１８サーキュレータの端子ｂ、１
９ サーキュレータの端子ｃ、２０ 基本波周波数帯バ
ンドリジェクションフィルタ、２１ 基本波周波数帯バ
ンドリジェクションフィルタの反射特性、２２ 基本波
周波数帯バンドリジェクションフィルタの通過特性、２
３ ｎ次高調波周波数帯ハイパスフィルタ、２４ ｎ次
高調波周波数帯ハイパスフィルタの反射特性、２５ ｎ
次高調波周波数帯ハイパスフィルタの通過特性、２６
電圧制御発振器ｐ次高調波周波数、２７ ｎ次高調波周
波数帯バンドパスフィルタ、２８ ｎ次高調波周波数帯
バンドパスフィルタの反射特性、２９ ｎ次高調波周波
数帯バンドパスフィルタの通過特性、３０ 電圧制御発
振器ｑ次高調波周波数、３１ 基本波周波数帯バンドリ
ジェクションフィルタ、３２ ｎ次高調波周波数帯バン
ドリジェクションフィルタ、３３ 基本波周波数帯バン
ドリジェクションフィルタのインピーダンス特性、３４
ｎ次高調波周波数帯バンドリジェクションフィルタの
反射特性、３５ ｎ次高調波周波数帯バンドリジェクシ
ョンフィルタの通過特性、３６ ｎ次高調波周波数帯バ
ンドリジェクションフィルタのインピーダンス特性、３
７ ｎ次高調波周波数帯ハイパスフィルタ、３８ ｎ次
高調波周波数帯ハイパスフィルタのインピーダンス特
性、３９ ｎ次高調波周波数帯バンドパスフィルタ、４
０ ｎ次高調波周波数帯バンドパスフィルタのインピー
ダンス特性。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 発振器の出力信号を基準信号に位相同期
   させる位相同期発振器において、基準信号発振器と、入
   力される電圧により発振周波数を制御できる電圧制御発
   振器と、上記電圧制御発振器の出力を２分配する電力分
   配器と、上記電力分配器の一方の出力を入力し上記電圧
   制御発振器の出力信号の基本波周波数成分を増幅する基
   本波周波数帯増幅器と、上記基本波周波数帯増幅器の出
   力を入力し上記電圧制御発振器の出力信号の基本波周波
   数成分を分周する分周器と、上記分周器からの電圧制御
   発振器分周周波数信号と上記基準信号発振器からの基準
   信号とを位相比較し、その位相差に対応した電圧を出力
   する位相比較器と、上記位相比較器から出力される電圧
   から上記電圧制御発振器を制御する制御電圧を出力する
   ループフィルタと、上記電力分配器の他方の出力を入力
   し上記電圧制御発振器のｎ次高調波成分を増幅しかつ基
   本波成分を減衰するｎ次高調波周波数帯増幅器とを備え
   ることを特徴とする位相同期発振器。
2. 【請求項２】 発振器の出力信号を基準信号に位相同期
   させる位相同期発振器において、基準信号発振器と、入
   力される電圧により発振周波数を制御できる電圧制御発
   振器と、上記電圧制御発振器の所望のｎ次高調波信号を
   通過しかつ上記電圧制御発振器の基本波信号を反射する
   基本波周波数帯バンドリジェクションフィルタと、上記
   電圧制御発振器の基本波信号を分周する分周器と、上記
   電圧制御発振器の出力信号を上記基本波周波数帯バンド
   リジェクションフィルタに出力しかつ上記基本波周波数
   帯バンドリジェクションフィルタで反射した上記電圧制
   御発振器の基本波信号を上記分周器に出力するサーキュ
   レータと、上記分周器からの電圧制御発振器分周信号と
   上記基準信号発振器からの基準信号とを位相比較し、そ
   の位相差に対応した電圧を出力する位相比較器と、上記
   位相比較器から出力される電圧から上記電圧制御器を制
   御する制御電圧を出力するループフィルタとを備えたこ
   とを特徴とする位相同期発振器。
3. 【請求項３】 発振器の出力信号を基準信号に位相同期
   させる位相同期発振器において、基準信号発振器と、入
   力される電圧により発振周波数を制御できる電圧制御発
   振器と、上記電圧制御発振器の所望のｎ次高調波信号を
   通過しかつ上記電圧制御発振器の基本周波数より低い周
   波数の信号を反射するｎ次高調波周波数帯ハイパスフィ
   ルタと、上記電圧制御発振器の基本波信号を分周する分
   周器と、上記電圧制御発振器の出力信号を上記ｎ次高調
   波周波数帯ハイパスフィルタに出力しかつ上記ｎ次高調
   波周波数帯ハイパスフィルタで反射した上記電圧制御発
   振器の基本波信号を上記分周器に出力するサーキュレー
   タと、上記分周器からの電圧制御発振器分周信号と上記
   基準信号発振器からの基準信号とを位相比較し、その位
   相差に対応した電圧を出力する位相比較器と、上記位相
   比較器から出力される電圧から上記電圧制御器を制御す
   る制御電圧を出力するループフィルタとを備えたことを
   特徴とする位相同期発振器。
4. 【請求項４】 発振器の出力信号を基準信号に位相同期
   させる位相同期発振器において、基準信号発振器と、入
   力される電圧により発振周波数を制御できる電圧制御発
   振器と、上記電圧制御発振器の所望のｎ次高調波信号を
   通過しかつ上記電圧制御発振器の基本周波数以外の周波
   数の信号を反射するｎ次高調波周波数帯バンドパスフィ
   ルタと、上記電圧制御発振器の基本波信号を分周する分
   周器と、上記電圧制御発振器の出力信号を上記ｎ次高調
   波周波数帯バンドパスフィルタに出力しかつ上記ｎ次高
   調波周波数帯バンドパスフィルタで反射した上記電圧制
   御発振器の基本波信号を上記分周器に出力するサーキュ
   レータと、上記分周器からの電圧制御発振器分周信号と
   上記基準信号発振器からの基準信号とを位相比較し、そ
   の位相差に対応した電圧を出力する位相比較器と、上記
   位相比較器から出力される電圧から上記電圧制御器を制
   御する制御電圧を出力するループフィルタとを備えたこ
   とを特徴とする位相同期発振器。
5. 【請求項５】 発振器の出力信号を基準信号に位相同期
   させる位相同期発振器において、基準信号発振器と、入
   力される電圧により発振周波数を制御できる電圧制御発
   振器と、上記電圧制御発振器の出力端子に接続され上記
   電圧制御発振器の所望のｎ次高調波信号を通過しかつ上
   記電圧制御発振器の基本波信号に対してはハイインピー
   ダンスとなり回路上オープンとなる基本波周波数帯バン
   ドリジェクションフィルタと、上記電圧制御発振器の出
   力端子に上記基本波周波数帯バンドリジェクションフィ
   ルタと並列に接続され上記電圧制御発振器の基本波信号
   を通過しかつ上記電圧制御発振器のｎ次高調波信号に対
   してはハイインピーダンスとなり回路上オープンとなる
   ｎ次高調波周波数帯バンドリジェクションフィルタと、
   上記基本波周波数帯バンドリジェクションフィルタから
   出力される上記電圧制御発振器の基本波信号を分周する
   分周器と、上記分周器からの電圧制御発振器分周信号と
   上記基準信号発振器からの基準信号とを位相比較し、そ
   の位相差に対応した電圧を出力する位相比較器と、上記
   位相比較器から出力される電圧から上記電圧制御器を制
   御する制御電圧を出力するループフィルタとを備えたこ
   とを特徴とする位相同期発振器。
6. 【請求項６】 発振器の出力信号を基準信号に位相同期
   させる位相同期発振器において、基準信号発振器と、入
   力される電圧により発振周波数を制御できる電圧制御発
   振器と、上記電圧制御発振器の所望のｎ次高調波信号を
   通過しかつ上記電圧制御発振器の基本波周波数以下の信
   号に対してはハイインピーダンスとなり回路上オープン
   となるｎ次高調波周波数帯ハイパスフィルタと、上記電
   圧制御発振器の出力端子に上記ｎ次高調波周波数帯ハイ
   パスフィルタと並列に接続され上記電圧制御発振器の基
   本波信号を通過しかつ上記電圧制御発振器のｎ次高調波
   信号に対してはハイインピーダンスとなり回路上オーブ
   ンとなるｎ次高調波周波数帯バンドリジェクションフィ
   ルタと、上記ｎ次高調波周波数帯バンドリジェクション
   フィルタから出力される上記電圧制御発振器の基本波信
   号を分周する分周器と、上記分周器からの電圧制御発振
   器分周信号と上記基準信号発振器からの基準信号とを位
   相比較し、その位相差に対応した電圧を出力する位相比
   較器と、上記位相比較器から出力される電圧から上記電
   圧制御器を制御する制御電圧を出力するループフィルタ
   とを備えたことを特徴とする位相同期発振器。
7. 【請求項７】 発振器の出力信号を基準信号に位相同期
   させる位相同期発振器において、基準信号発振器と、入
   力される電圧により発振周波数を制御できる電圧制御発
   振器と、上記電圧制御発振器の所望のｎ次高周波信号を
   通過しかつ上記電圧制御発振器の基本波周波数以外の信
   号に対してはハイインピーダンスとなり回路上オープン
   となるｎ次高調波周波数帯バンドパスフィルタと、上記
   電圧制御発振器の出力端子に上記ｎ次高調波周波数帯バ
   ンドパスフィルタと並列に接続され上記電圧制御発振器
   の基本波信号を通過しかつ上記電圧制御発振器のｎ次高
   調波信号に対してはハイインピーダンスとなり回路上オ
   ープンとなるｎ次高調波周波数帯バンドリジェクション
   フィルタと、上記ｎ次高調波周波数帯バンドリジェクシ
   ョンフィルタから出力される上記電圧制御発振器の基本
   波信号を分周する分周器と、上記分周器からの電圧制御
   発振器分周信号と上記基準信号発振器からの基準信号と
   を位相比較し、その位相差に対応した電圧を出力する位
   相比較器と、上記位相比較器から出力される電圧から上
   記電圧制御器を制御する制御電圧を出力するループフィ
   ルタとを備えたことを特徴とする位相同期発振器。