JPS6096029A - 信号発生器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は連続した位相で周波数を切換えられるようにし
た信号発生器に関する。

周波数合成法の基本技術として広く知られる直接周波数
合成法（Ｄｉｒｅｃｔ　Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ　５ｙｎｔ
ｈｅｓｉｓ）は、上限周波数が高いこと、高信号純度で
あること及び高速周波数切換えが可能であることなどの
多くの長所を持つが、その反面、周波数切換え時の位相
制御が困難という大きな欠点な有している。

第１図はこの直接周波数合成法による従来の信号発生器
の最も簡単な構成例を示している。図中、ＡＩ、Ａ２、
・・・・・・、Ａｋ　は＄１の基準周波数ｆ１を受けて
それぞれ異なる整数倍の第２の周波数ｆｚｚ、ｆ２２、
・・・・・・、ｆｇｋを出力する複数の第２の基準周波
数発生器である。１は選択スイッチで、外部からの周波
数設定データの変更があると、第２の基準周波数ｆ２１
、ｆ２２、・・・・・・、ｆ２にのいずれか１つを選択
して切換える。選択スイッチ１で選択されたいずれか１
つの第２の基準周波数は第３の基準周波数ｆ３　とミキ
サ２で混合され、和（又は差）の周波数がバンドパスフ
ィルタ３から出力される。

しかしながら、かかる構成の従来の信号発生器では、Ｋ
個の第２の基準周波数ｆ２□、ｆ２２、・旧・−ｆ２に
の位相が揃っていない。

寸だ周波数設定データの変更は基準周波数発生器とは全
く無関係に発生し、この周波数設定データ変更を選択ス
イッチ１へ伝えるディジタル回路は、切換速度が最大の
課題であるがために、最小の遅延時間となるように設計
されるのが一般的である。このため、選択スイッチ１が
動作する切換えのタイミングは、基準周波数発生器とは
全く無関係であり、選択されるに個の第２の基準周波数
信号の相互の位相とも無関係である。

従って、周波数切換えにおいて、切４負え前の基準周波
数の最後の位相と切換え後の基準周波数の最初の位相は
不連続となる。この切換えによる位相の乱れは、バンド
パスフィルタ３や後続のローパスフィルタ（図示せず）
などの帯域制限デバイスを通過することによって一層、
乱れている時間が増大する。この結果、選択スイッチ１
の切換動作のスタートから、切換えによって選択された
新たな周波数の出力信号が最終位相に落ち着くまで長時
間を要することになる。

このように出力信号の位相が長時間にわたって乱れるこ
とは、その間、信号が深い位相変ＰＡｔかけられている
のと等価であり、この位相が落ち着くまでの間、キャリ
ヤのサイドバンドには大きな無数のスプリアスが生じる
。

このように直接周波数合成法による従来の信号発生器で
は、周波数切換え時に位相が不連続となり大きなスプリ
アスが長時間生じる。このため、従来のこのような信号
発生器な頻繁に周波数を切換える用途に用いる場合、こ
のスプリアスが大きな障害となる。

従って、例えばスペクトルアナライザやネットワークア
ナライザなどの周波数選択性なもったシステムの信号源
又はローカル発生器として用いた場合、スプリアスは大
きな測定誤差の原因となるため＋１ｌｌｌ定不能の時間
帯が生じて、高速１１１１１定か不可能であった。また
衛星通信装置にする場合、スプリアスがあると通信不能
となる。また、素粒子加速装置の励振用原発薇器として
用いる場合、周波数を微調整する際に、位相の不連続は
、装置の損傷や加速停止の原因となる。

このような直接周波数合成法の欠点を解決して位相が周
波数切換え（−おいて連続するようにしたものとして、
直接ディジクルシンセサイザが存在ＲＯＭに記憶させて
おき、所定のクロック信号によす読出してＤ　／　Ａコ
ンバータによって電圧に変換することによって所定の周
波数の正弦波を得るものである。そして、クロックによ
る１け出しの周期を変えることによって出力用波数を可
変にすることができる。

しかし、直接ディジタルシンセサイザでは、ディジタル
処理の速度及びピット数がＩＣ技術に依存するため、前
記の直接周波数合成法による信号発生器に比べて著しく
低い上限周波数しか得られず１．また高信号純度も得ら
れない。

以上のような事情から、高速切換え、高信号純度、高上
限周波数などの長所を備えた直接周波数合成法による信
号発生器（＝おいて、周波数切換え時に位相連続を実現
することが、α、来から強く要望されていた。

本発明の上記の事情に鑑みてなされたものであって、周
波数切換えにおいて位相連続の信号が得られるようにし
た直接周波数合成法による信号発生器を提供することを
目的としている。さらにまた、本発明は位相連続性だけ
でなく、後述する位相再現性などをも満足するようにし
た直接周波数合成法による信号発生器な提供することな
目的としている。

この目的のために本発明では、複数のｙｐＪ２の基準周
波数をある周期で位相が揃うようにすると共に、周波数
設定データが変化すると、切換えタイミングを制御して
、複数の第２の基準周波数の位相が揃った時点で周波数
な切換えることによって選択スイッチからの出力信号の
位相が連続するようにしたことを特徴としている。

さらにまた、上記の切換えタイミングを適当に選ぶこと
によって、位相書現性などをも実現できるようにしたこ
とを特徴としている。

以下、図面に基づいて本発明の詳細な説明する。

第２図は切換えによっていずれか１つの周波数な選択し
て出力する信号発生器として用いる本発明の実施例な示
すブロック図である。

同図において、４は第１の基準周波数発生手段であって
、高安定の水晶発振器などによる基準発振器５と、この
発振信号な受けて第２の基準周波数発生手段７．〜７に
へ第１の基準周波数ｆ□を出力する基準周波数発生回路
６とによって構成されている。この第１の基準周波数信
号は矩形波信号で、Ｋ個の第２の基準周波数発生手段°
右、７２、・・・・・・、′７にの各出力信号の位相を
揃えるための基準時刻信号の役割なも果す。

”７．　、’１２、・・・・・・、７には、前記第１の
基準周波数ｆ１に基づいた所定の周期Ｔで位相が揃うそ
れぞれ異なる周波数ｆ２□、’ｆ２□、・・・・・・、
ｆ２にの信号を発生する第２の基準周波数発生手段であ
る。即ち、第２の基準周波数発生手段７□、７２、・・
・・・・、ｔｌｋの各出力信号は、時刻ｔ（ｔ：ｏ、Ｔ
、２ＴｊＴ、・・・・・・）において位相が同一位相ψ
となる信号Ａ　ｅｉｎ　（ω１を十ψＬ、Ａｓ１ｎ（ω
２を十ψ）、・・・・・・・・・、Ａ　８ｉｎ　（ａ１
ｋｔ十ψ）　で表わすことができる。

（ただしＡ：振幅、ω、〜、ｃ：角周波数　、ω□＝２
πｆ２□、ｔｏｘ　＝＝　２πｆ２２、・・・・・・、
”ｋ＝２πｆ２ｋ　−−（１）　テロ　ル０　）第２の
基準周波数発生手段７１〜７には上記の信号を得るため
、伊ｊえば第２図に示すサンプリングＰＬＬによって構
成することができる。

第２図において、８１〜８には第１の基準周波数ｆ１の
矩形波の立下りのエツジでサンプリングパルスを出力す
る微分回路、９．〜９には電圧制御発振器１１、〜１１
ｋからの被サンプリング信号をサンプリングするサンプ
ルホールド回路、１０１〜１０にはサンプルホールド回
路９□〜への出力信号から不要部分を除去しループの特
性を決めるループフィルタ、１１１〜１１１ｒはｗ′Ｊ
１の基準周波数ｆ□のそれぞれＮ１〜Ｎｋ倍の固定の周
波数ｆ２□〜２に＝Ｎ１〜に−ｆ１を出力する電圧制御
発振器である。

（Ｎ、、Ｎ２、・・・・・・、Ｎｋは整数）このように
構成したので、第１の基準周波数ｆ□の矩形波信号の立
下りのエツジで、全部の微分回路８□〜８ｋから同時に
サンプリングパルスが出力され、各サンプルホールド回
路９１〜９にではそれぞれ異なる周波数の電圧制御発振
器１１１〜１１ｋからの被サンプリング信号を同時にサ
ンプリングする。サンプルホールド回路９□〜顯の直流
′電圧（８号はループフィルタ１０□〜１０ｋを介して
電圧制御発振器１１１〜１１ｋに制御信号として供給さ
れる。この直流室圧信号は被サンプリング信号のサンプ
ルホールド時の電圧に対応するから、ループフィルタ１
０１〜１０にの出力によって、被サンプリング信号の位
相が同一位相ψとなるように制御する。このため、電圧
制御発振器１１１〜１１にの出力信号の周波数ｆ２１　
’−ｆ２２、・・・・・・、ｆ２ｋがそれぞれＮ１ｆ、
、Ｎ２ｆ□、・旧・・、ＩＪｋｆ、より低い場合Ｃ：は
高くなるように、高い場合には低くなるように制御する
。この結果、各電圧制御発振器１１□〜１１にの出力周
波数ｆ２□〜ｆ２にはＮ、　ｆ、〜Ｎｋｆ！となり、サ
ンプリング時点でｆ２□〜ｆ２にの位相は全て揃うこと
になる。このようにサンプルホールド回路９１〜９には
整数倍（Ｎ□、Ｎ２、・旧・・、Ｎｋ）の比率の２人力
周波数の位相検波器の役割を果して、第２の基準周波数
発生手段７．〜７ｋからは第１の基準周波数ｆ□に基づ
いた所定の周期で同一位相ψとなる異なる周波数ｆ２１
〜ｆ２にの第２の基準周波数が出力される。

１２は、第１の基準周波数ｆ□を受けて、複数の第２の
基準周波数信号の位相が一致する時刻に、切換手段１３
にタイミングパルスな、第１の基準周波数ｆ□に基づい
て出力するタイミングパルス発生手段である。

複数の第２の基準周波数信号の位相が一致する周期は、
各周波数ｆ２１、ｆ２□、・・・・・・、ｆ２ｋについ
ての（Ｋ−１）組の隣り合う二周波舷の差周波数（オフ
セット周波数を用いることができるため）の最大公約数
となる周波数の逆数である。

従ってタイミングパルスは、この逆数（又はその整数倍
）の周期で発生すればよい。

これを 周波数ｆｚｔ、ｆ２２、・川■、ｆ２ｋについての（Ｋ
＝１）組の隣り合う三周波数の差周波数の最大公約数、
ｉ：１．２、°・・・・・、Ｋ−１、ｌ：１．２、・・
・・・・）と表わすと、 ｆ２１、ｆ２２、・・・・・・、ｆ２には前記したよう
にそれぞれＮＩ’ｌ　、Ｎ２ｆｌ、・・・・・・、Ｎｋ
ｆ□であるからとなる。（ただしＩＮ、＋、−Ｎｉｌ□
。□はＮ１、Ｎ２、°°。

・・・、Ｎｋについての（Ｋ−１）組の隣り合う二つの
数値の差の最大公約数） 従って、ＩＮ＜＋ｔ　”、Ｌｃｄが１の場合ニハ！ Ｔ＝− １ となる。

最小の周期は！−＝−１のときであるから、ｆ。

の周期、即ち、第１の基準周波数の矩形波の周期に一致
する。従って、この場合は、第１の基準周波数ｆ１の矩
形波信号の立下りのエツジごとにタイミングパルスを出
力する。

１３は外部からの周波数設定データに応じてに個の第２
の基準周波数発生手段７□〜７にの出力信号のいずれか
１つな選択して切換えて出力する切換手段である。切換
手段１３は、外部からの周波数設定データが変化すると
、前記タイミングパルス発生手段１２からのタイミング
パルスを受けた時点で周波数設定データを書換えるレジ
スター４と；このレジスター４からの周波数データに基
づいてに個の第２の基準周波数発生手段７□〜７にの出
力信号のうちの周波数設定データに対応した１つを選択
切換えして出力する選択スイッチ１５とによって構成さ
れている。

次に第２図に示した″Ａ施例の動作を、第３−Ａ図のタ
イムチャー）＆用いて説明する。

第１の基準周波数発生手段牛は矩形波の第１の基準周波
数ｆ１を出力する（第３−Ａ図の（ａ）（二示す）。第
２の基準周波数発生手段７１〜７にの全ての微分回路８
□〜８には、矩形波の立下りのエツジで同時にサンプリ
ングツ（ルスを出力する（第３−Ａ図の（ｂｌに示す）
。第２の基準周波数発生手段７□〜“７ｋからはそれぞ
れ周波数が異なる正弦波の第２の基準周波数４ｍ号が出
力される。１ｓ３−Ａ図の（ｃｌ、（ａ）、（ｅ）は、
それぞれ第２の基準周波数発生手段７□、“７□、“ｌ
ｋの第２の基準１ｆｉｌ波数ｆ２□、第２□、第２にの
出力信号な示している。第２の基環ｉ周波数ｆ２□〜ｆ
２□は前記したよう（−、サンプリング時（二おい等位
相が揃っている。

タイミングパルス発生手段１２は、前記した如スを出力
する（第３−Ａ図の（ｇ）に示す）。

タイミングパルスがレジスタ１４．に入力すると、この
タイミングパルス入力ｍｌに第３−Ａ図の（ｆ）に示す
ようにＰの時点で周波数設定データが変イヒしている場
合には、レジスタ１４は周波数データを書換える。即ち
、周波数データがＰの時点で変化しても、レジスタ１４
はその後にタイミングパルスが入力するＱの時点まで待
機して書換えを行なう。

選択スイッチ１５は、書換えられた後のレジスタ１４の
周波数データに応じて、Ｋ個の第２の基準周波数発生手
段７．〜７にの出力のうちの１つに切換えて出力する。

このように周波数切換えは、設定データの変化があって
も、次にに個の第２の基準周波数の位相がすべて揃う時
点まで待って行なわれるから、切換７跣信号と切換え後
の信号とは、位相が連続している。第３−Ａ図の（１）
は−例として第２１から第２にへ切換えられた場合の切
換手段１３の出力信号を示している。

このように本実施例の信号発生器では、出力信号は周波
数切換え（＝おいて位相連続性を有しているが、この他
に、次のことも言える。

即ち、第３−Ｂ図の（ａｌに示すように、例えば時刻ｔ
１においてｆ−＋ｆ１１時刻ｔ２においてｆ’→ｆ′に
周波数な切換え、次に時刻ｔ３においてｆ′→ｆ’と再
びｆｌに切換えた場合、周波数ｆ／の信号は第３−Ｂ図
の（ｂ）に示すようにｆｌが継続して出力された場合と
同じ位相であるのは勿論であるが、周波数切換えにおけ
る位相連続点Ｐの位相（切換え時の初期位相）が、他の
位相連結点ｐＨｙと同一どなっている（これを位相再現
性と記す。）。

従って本実施例の切換手段１３からの出力信号は、周波
数切換えにおいて、位相連続性の他に位相再現性も具有
している。

以上の動作説明では各出力の遅延時間を無視したが、極
めて高い周波数帯域では、各信号の遅延時間が考慮され
なければならない。次にこのことについて？Ｊ！Ｊ４図
？用いて説明する。

１４１ｊち、第１の基準周波数ｆ□の矩形波４８号（第
４図の（ａ）に示す）の立下りからサンプリングパルス
（ｉ：ＪＳ４図の（ｂ）に示す）のサンプルホールド回
路への入力的までの遅延時間を第１、電圧制御発振器１
１□〜１１にの出力時からサンプルホールド回路９□〜
四へ入力するまでの時間を第２、サンプリングパルスの
幅を第８とすると、サンプリングパルスの終了時に被サ
ンプリング信号（第４図の（ｃ）にその１つである１１
１からの被サンプリング信号を示す）の位相が全て同一
の位相ψとなる。この位相ψは、各電圧制御発振器１１
１〜１１ｋに適当なプリセット電圧を与えるか、あるい
はループフィルタ１０１〜１０にとしてアクティブフィ
ルタを用いることにより、零ラジアン又はπラジアンと
することができる。

即ち、市、圧制御発振器１１□〜１１にの出力ｆ２、〜
ｆ２にの位相は、サンプリング終了時より時間τ２だけ
進んでいる。第４図（ｄ）はその１つである第２１の出
力信号を示している。

電圧制御発振器１１□〜１１ｋからの出力時からｊ４択
スイッチ１５に入力するまでの時間を第３　とすると、
選択スイッチ１５への入力イΔ号（例として第２□と第
２に？示す）は第４図の（θ）、（ｆｌの如く位相が遅
れる。（ｅ）は第２１、（ｆ）は第２ｋＣ二ついて示し
ている。

寸だ、第１の基準周波数で１の立下りからタイミングパ
ルス発生手段１２のタイミングノくルスがレジスタ１４
．に入力する賛での遅延時間をτ４　とする（第４図の
（ｇ）に示す）。タイミングノくシス入力時から選択ス
イッチ１５へレジスタ１４からの出力するまでの遅延時
間なτ、とする。

以上の如き各遅延時間を考慮して、（ｈ）（二示すレジ
スタ出力の時点ｋ、（ｅ）、（ｆ）に示す選択スイッチ
１５への第２の基準周波数入力の位相の揃う時点にほぼ
一致させた場合に最も理想的な位相連続が得られる。

即ち、 τ１＋ｔ８−τ２＋τ３＝τ４＋τ、・・・・・・（２
）の条件に近づくように各回路素子の遅延時間を調整す
ることが望ましい。

次（＝、この（２）式が成立しない場合（−生ずる位相
誤差について説明する。

例として第２の基準周波数ｆ２□からｆ２にへ切換える
場合な説明する。前記したように ｆ２□＝Ｎ□×ｆ□°゛°°・・（３）　、ｆ２□＝■
ｘｆ、・・曲・（４）であるから、ｆ２１、ｆ２にの位
相θ２□、０２には、（１）式より ９□１＝２πｆ２Ｉｔ＋ψ・旧・・（５）０２に＝２π
ｆ２ｋｔ十ψ・・・・・・（６）となる。ｆ２１とｆ２
にの位相差を八〇とすると、乙θ＝θ　−θ２１＝２π
（ｆ２に−’ｆ２１１　ｔ・・・・・・（７）ｋ （３）、（４）、（７）式から Δθ＝２πｆ、　（Ｎｋ−Ｎ、　）　ｔ・・・・・・（
８）となる。

従って、ｔ＝０の次のサンプリング点、即ち、時間Ｔ（
Ｔ＝−）後には ｌ Δθ＝２π（Ｎｋ−Ｎ、）・・・・・・（９）となり、
ｆ２□、ｆ２ｋ（７）第１の周波数ｆ１に対するてい倍
数（Ｎ１、トｒｋｌの差の同期だけ、位相差乙θは一位
相ψとなる。ここで（２）式の左辺と右辺とが一致せず
、時間のずれ△ｔがあると、両信号ｆ２１とｆ２にの位
相差４θは（８）、（９）式からＡθ＝　２　ｆｆ　ｆ
、（Ｎｋ−Ｎ、）融となる。第５図は第４図（ｈ）に示
すレジスタ出方時と第４図（ｅｌ、（ｆ）に示す同一位
相時との時間誤差ムｔに対するｆ２□とｆ２にの位相誤
差へ〇の特性、即ち（１ｏ）式を表わしている。ここで
ｆ□＝ｊＭＨｚ、Ｎｋ−Ｎ、〜１０とすると 乙θ＝２π×１０７Δｔ　″ となる。従って例えばムｔ　＝　ｉ　ｎＢの場合は八〇
＝２πＸ１Ｏ−２（ラジアン） となる。従って、この程度の位相のずれは無視できる程
度であり、位相の連続性は保証されていると言えるが、
更に厳密な位相の連続性な必要とする場合には、△ｔｌ
零に近づけるよう（−例えばτ４を設定すればよい。

なお、第２図に示した第２の基準周波数発生手段１７．
〜７にではサンプルホールド回路を用いた場合な説明し
たが、第６図に示すように１　／Ｎ分周器１６、位相検
波器１　’７を用いた１２４句相同期ループを構成して
もよい。

このように構成すると、微分回路８と１　／Ｎ分周器１
６からの両人力の位相が一致するように位相検波器１７
から制御電圧が出力され、第１の基準周波数をＮ倍した
第２の基準周波数信号が得られる。このよう（二構成し
たに個の第２の基準周波数発生手段から出力される異な
る周波数の出力信号は、第１の基準周波数ｆ□に基づい
て微分回路８□〜８にの出力で位相比較されているから
、第２図の場合と同様にに個の第２の基準周波数は第１
の基準周波数ｆ１に対応する周期で位相が揃っている。

なお、位相検波器１７には、位相誤差な少なくするため
チャージポンプの機能な持ったものを用いるのがよい。

なお、微分回路８を省略することもできる。

また、第２図に示した第２の基準周波数発生手段７１〜
７ｋにおいて、第７図又は第８図に示すように、ＰＬＬ
ループ内又は電圧制御発振器の出力側にミキサ１８を含
んだ構成にした場合にも、所定の周期で位相が揃った第
２の基準周波数？得ることができる。

即ち、ミキサ１８に外部から供給される周波数なｆＩ、
とすると、第７図の場合、（第７図の第２の基準周波数
がｆ２□であるとすると）ｆ２＋　−ｆ４．　＝　Ｎｌ
　ｆｔ 即ち　ｆ２□＝Ｎ１ｆ□十ｆ□１ である。

従って二つの第２の基準周波数、例えばｆ２１、ｆ２に
の位相θ２Ｉ、０２には ０□１＝２π（Ｎｔｆ１＋　ｆＬ）　ｔ＋ψ０２に＝２
π（Ｎｋｆ１＋　ｆＬ）　を十ψである。従って両者の
位相差４θは ６θ＝２πｆ□（ｈＪｋ−１１１□）ｔ・・・・・・（
１１）となる。（１１）式は外部からの周波数ｆＬとは
無関係で前記した（８）式と同一であり、従って第２図
の場合と同様、Ｋ個の第２の基準周波数ｆ２１〜ｆ２に
は所定周期で位相が揃った信号となる。

第８図の場合には、 ｆ２．　＝　Ｎ、ｆ、　十ｆＬ となり、同じ＜（１１）式となるから同様である。

第９図は第２の基準周波数発生手段７□〜７□に、第２
図に示したのと同一構成のサンプリングｐｒ、Ｌｌ　９
□〜１９にの他に１　／Ｍ分周器２０１〜２０ｋを含む
場合を示している。

前記したのと同一のサンプリングＰＩＪＬＩ　９□〜１
９にの出力信号が１／Ｍ分周されるから、１４分周器２
０１．２０□、・・・・・・、２０には後述するタイミ
ングパルス発生回路２２の出力信号により、その出力信
号がそれぞれ で表わすことができるようにリセットされているので時
刻ｔ（ｔ：０、ＭＴ、２ＭＴ、３ＭＴ、・・・・・・）
で同一位相９）／Ｍとなる。

このように構成した場合には、第２の基準周波数ｆ３１
〜ｆ３ｋ（分周器２０１〜２０にの出力周波数）は、サ
ンプリングＰＬＬ１９１〜１９にの出力周波数ｆ２□〜
ｆ２にの１　／Ｍとなるので、タイミングパルス発生手
段１２にも前記１　／Ｍ分周器２０□〜２０にと同一の
分周比の１／Ｍ分周器２１を設けて、タイミングパルス
発生回路２２からのタイミングパルスの周期を第２図の
場合のＭ倍にする。

第２の基準周波数発生手段７□〜７に内の１／Ｍ分周器
２０□〜２０には一般的な高速ディジタルＩＣで構成さ
れ、サンプリングＰＬＬＩ　９□〜１９にの位相が揃う
時点（第４図の（ｅ）、（ｆ）の・点）からカウント動
作を行なうためのものである。

タイミングパルス発生回路２２は、すべての１／Ｍ分周
器２０！１２０にの出力信号が所定の周期で同一位相と
なるように、リセットパルス（又はロードパルス）を全
ての１／Ｍ分周器２０、〜２０にへ同時に出力して、１
ＡＡ分周器２０、〜２０ｋを所定の出力データ（例えば
零）にする。

即ち、１／Ｍ分周器２０１〜２０にのうちのある任意の
ものを２０ｕとし、その出力周波数をｆ３ｕとすると、
ｆ３ｕの信号の位相θ３ｕはθ３ｕ＝２πｆ３ｕｔ＋２
πｉ ＝２πきｔ＋２π−・・・・・・（１２）Ｍ　Ｍ となる。

（ｖ：０．１．２、・・・・・・、Ｍ−１、ｆ２ｕはサ
ンプリングＰＬＬ１９□〜１９にの出力周波数ｆ２１〜
ｆ２にのうちのｆ３ｕに対応したもの） 従って、１＝０なる時刻に１　／Ｍ分周器２０□〜２０
にの出力データが同一となるようにタイミングパルス発
生回路２２からリセットパルス又ハロードパルスを加え
ると、（１２）式において全てのＵに対してＶは一定値
であるため、ｆ３１〜ｆ３にの位相θ３□〜θ３には全
て２π−と同一となり、１＝０で位相差は全て０ラジア
ンとなる。このリセットパルスは１／Ｍ分周器２０□〜
２０ｋをイニシャライズするためであるから、電源投入
時に１回発生すればよい。

ｔ＝ｏの次にｆ３□〜ｆ３にのに個の１／Ｍ分周器２０
１〜２０にの出力信号が再び同一位相となる時間ｔ／を
めると以下のようになる。

（１２）式において、全てのＵに対してＶは同一である
から、１／Ｍ分周器２０□〜２０にの周波数ｆ３１〜ｆ
３にのうち任意の周波数ｆ３ｕとｆ３Ｗの位相差Δθｕ
ｗ八〇ｕｗ＝２πＭ　（ｆ２ｗｆ２ｕ）　ｔとなる。

ｆ２ｕ＝Ｎｕｆ１、ｆ２ｗ＝Ｎｗｆ１ であるから、 ｆ！ Ａθｕｗ−２π−（ＮＷ−ｔｉｕ）　ｔ　＝・・・・（
１３）（１３）式においてＡθｕｗ＝２πとおくと、と
なる。全てのＵとＷについて（１４）式において最大の
ものがめるｔｌとなる。

一般にＮｕとＮｗの差の最大公約数（Ｎ□〜Ｎｋのすべ
ての組合せにおける差の最大公約数）は１である。従っ
て ｔｌ−一・・・・・・（１５） ｆ！ となり、第２図の場合のＭ倍の周期で１　／Ｍ分周器２
０１〜２０にの出力信号の位相は一致すること（＝なる
。

上記最大公約数が１以外に存在し、それをＮＭとすると
、 となる。

（１５）及び（１６）式に示す周期のタイミングは、第
１の基準周波数発生手段４からの周波数ｆ□によって、
タイミングパルス発生手段１２で容易Ｃ二つくることが
できる。即ち、Ｍ／ｆ１の場合は１／Ｍ分周器２１の出
力から得られ、ｆ、Ｎヮの場合は、１／Ｍ分周の代りに
ＮＭ／Ｍ分周をすれば得られる。

このようにして得たタイミングパルス発生回路２２から
のタイミングパルスを切換手段１３へ入力すれば、第２
図の場合と同様（二、周波数が位相連続性及び位相再現
性の双方を満足して切換えられる。

なお、第４図を用いて各部の信号の遅延について説明し
たが、第９図の回路においては、さらに１／Ｍ分周器２
０１〜２０にの出力の遅延時間、１／Ｍ分周器２０１〜
２０にへのタイミングパルス発生回路２２からのリセッ
トパルスあるいはロードパルスのパルス幅などを考慮し
て、第４図の場合と同様に切換タイミングが第２の基準
周波数信号の同一位相に揃う時点に一致するように、遅
延時間の調整を行なえばよい。

なお、第９図の実施例では１／Ｍ分周器２０＋〜２０に
の出力周波数ｆ３１〜ｆ３にのみを切換手段１３に入力
する場合を説明したが、この切換手段１３の他にサンプ
リングＰＬＬ１９１〜１９にの出力周波数ｆ２□〜ｆ２
ｋｆｘ切換える切換手段（図示せず）を設け、タイミン
グパルス発生手段２２からのタイミングパルスで切換え
出力させることもできる。

そして、この図示しない切換手段から出力される周波数
も、位相連続性及び位相再現性の双方な満足している。

第２図の実施例では周波数切換えの必要の有無とは無関
係（ニタイミングパルス発生手段１２からはタイミング
パルスが発生しているが、第１０図はタイミングパルス
を、ノイズ発生の防止のため、必要時にのみ発生させる
ように構成した場合を示している。

即ち、第１０図に示すように、切換手段１３には、レジ
スタ１４へ入力される周波数設定データとレジスタ１４
の出力側の周波数データとな比較し、両者が不一致にな
ったときに不一致信号を出力するコンパレータ２３が付
加されている。

そして、タイミングパルス発生手段１２は、選択信号に
よって前記コンパレータ２３からの不一致信号又は外部
からの周波数切換要求のいずれかを選択して周波数切換
指令信号を生じる選択回路２４と；この周波数切換指令
信号な受けた後、第１の基準周波数ｆ１（＝同期したパ
ルスを１つ出力する同期回路２５と；このパルスを受け
るとレジスタ１４へタイミングパルスを出力してレジス
タ１４のデータを書換えさせると共に、外部へ周波数切
換タイミングを知らせる信号を出力するタイミングパル
ス発生回路２６とを備えている。同期回路２５は例えば
パルスシンクロナイザ及びこれを制御するＤフリップフ
ロップなどで構成されている。

なお、第１０図に示すように第１の基準周波数を外部へ
同期用に出力している。

第１０図の構成では、周波数設定データが変わると、コ
ンパレータ２３からの不一致信号又は周波数切換要求の
いずれかによって、選択回路２４から同期回路２５へ出
力を生じる０同期回路２５は通常は第１の基準周波数ｆ
□の矩形波信号の通過を阻止しており、選択回路２４か
らの出力を受けるとこの矩形波信号の１パルス分だけを
通過させる。

タイミングパルス発生回路２６は、同期回路２５な通過
した１パルスの立下りのエツジでタイミングパルスをレ
ジスタ１牛へ出力して、データ書換えな実行させると共
に、外部へ切換タイミングな知らせる周波数切換信号を
出力する。このデータ書換えによって選択スイッチ１５
は第２の基準周波数の切換えを行なう。

従って第１０図の構成では、第３−Ａ図の（ｇ）に示し
たタイミングパルスで言うならば、左から２番目のパル
スのみがタイミングパルス発生回路２６から出力される
のであって、必要時以外は出力されないのである。

第１１図は、位相連続の直接周波数シンセサイザを実現
した澁発明の実施例を示している。同図において、すで
に説明した第２図と同一部分には同一符号を付している
。

第１１図において、３１は第１の基準周波数発生手段牛
の基準発振器５の出力信号を受けて第３の基準周波数な
周波数合成回路３２へ出力する第６の基準周波数発生手
段である。

周波数合成回路３２は、第３の基準周波数発生手段３１
から出力された第３の基準周波数と選択スイッチ１５か
ら出力された第２の基準周波数発生手段７１〜７ｋから
の第２の基準周波数ｆ２□〜ｆ２にのいずれか１つの周
波数とを混合するミキサ３３と；ミキサ３３の出力から
和（又は差）の周波数を選択するバンドパスフィルタ３
４と；バンドパスフィルタ３４の出力を１　／Ｋに分周
する１／に分周器３５と；１／に分周器３５の出力から
高調波成分な除去するローパスフィルタ３０とを備えて
いる。この周波数合成回路３２と切換手段１３とによっ
て、周波数合成手段３７が構成されている。

第１１図の直接周波数シンセサイザは次に述べる周知の
動作を行なう。

即ち、第６の基準周波数発生手段３１からの第３の基準
周波数をｆｃｈ％ 第２の基準周波数発生手段７８．７２．７３、・・・・
・・、７ｋ　からの第２の基準周波数ｆ２□、ｆ２□、
ｆ２３、・・・、ｆ２にな に−１ ｆ・（「）・ −１ ｆｏ（璽、）＋ｆ３、 ｆ　（−１＋（Ｋ−１）ｆ□ 　Ｋ Ｃ二設定すると、バンドパスフィルタ３４からの出力周
波数ｆは に−１ ｆ＝−ζ−十ｆ。（］【）＋（ｕ−１１ｆｌ＝ｆ０＋（
ｕ−１）ｆ、・・・・・・（１７）となる。（ただしｕ
：１．２、・・・・・・、Ｋ）この周波数は１／に分周
器３５で１／Ｋに分周されて、ローパスフィルタ３６の
出力周波数ｆ０はとなる。

従って、例えばｆ０＝　４５　ＭＨｚ　Ｓｆｌ　＝　０
．１’　ＭＨｚ。

Ｋ＝１０とすると（１８）式は ＝　４．５＋（ｕ−１）Ｘｏ、０１　（ＭＨｚ）となり
、選択スイッチ１５の切換え（＝よって０．０１ＭＨｚ
きざみでローパスフィルタ３６の出力周波数は切換えら
れる。

この直接周波数シンセサイザにおいて、第２の基準周波
数発生手段７１〜７に、タイミングノ（ルス発生手段１
２及び切換手段１３は、第２図の場合と同一の構成であ
るから、切換手段１３による周波数切換えにおいて位相
の連続性及び再現性を満足している。

ここで、基準周波数発生回路３１の出力信号を選択スイ
ッチ１３の出力信号を （ただしＡ、Ｂ：振幅、ψ□、ψ２：位相　、ｕ：１．
２、・−・・・・、Ｋ） とすると、バンドパスフィルタ３４の出方信号の位相θ
、は和成分であるから、 θ、＝２π（ｆｏ＋ｆｌ　（ｕ−１）　）ｔ＋ψ１＋ψ
２・・−（２１）となる。

（２０）式に示す信号は切換えにおいて位相連続で間隔
（切換えの最小間隔）ずつ隔った時刻においてのみ変更
され、ψ、は一定である。

（２１）式においてｔ；−（ただしｊ＝０．１．２、ｆ
ｌ ・・・・・・）なる周波数切換え時のバンドパスフィル
タ３４の出力信号の位相　分、は、 θ￥ｆｘ　＝　２π（ｆｏ十ｆ、（ｕ−１１）−ｕ十ｑ
ｙｌ＋ψ２ｆ。

Ｃ ；２π（）Ｊ！＋２ｇ（ｕ−１）ｌ＋ψ１＋ψ２・（２
２）ｆｌ となる。

ここで、２π（ｕ−１）７は２πの整数倍であるから切
換え時の位相リイ、は、 Ｃ θ的ｌ＝２π（−）ノ＋ψ□＋ψ２・・・・−・（２３
）１ と等価になり、Ｕの値の変化と無関係になり、また−（
、は一定であるから、バンドパスフィルタ１ ３４の出力信号は、周波数切換えにおける位相連続性を
保存している。

さらに、（２３）式において、ｆｃがｆｌの整数倍であ
る場合には、Ｊは整数となるから、（２３）式におい−
Ｃ２ｆｆ　（＋）ｊ霜２　ｆｆ　（７）ＪＩｅＭ　＆　
ｅ　６゜ケラ。

この場合には、切換え時の位相θへは θ、４．＝ψ、十ψ２制・・（２４） と等価になる。即ち、周波数切換え時の前後の二つの周
波数の波形の連続点の位相が常に同一になるため、バン
ドパスフィルタ３４の出力信号は、位相連続性の他に位
相再現性をも保存している。

これに対しｆ。がｆｌの整数倍でない場合には、（２３
）ｉｌｍおい−Ｃ２ｙｔ（Ｌ）７が２Ｋ（１０整数倍、
ヶらだけずれることになる。このため、バンドパスフィ
ルタ３牛の出力信号は、位相連続性のみを有し、位相再
現性は有していない。

第１２図の（ａ）は（ｃ）のタイミングで周波数切換え
された波形で位相連続性と位相再現性の両方を満足して
いる場合のバンドパスフィルタ３４の出力信号の波形な
示している。即ち、切換え時の波形の連続する時点Ｓ０
、Ｓ２が同一位相となっている。

第１２図（ｂ）は同じく（Ｃ）のタイミングで周波数切
換えされた波形で位相連続性のみ有し、位相再現性を有
しない場合を示している。即ち切換え時の波形の連続す
る時点Ｓ８、Ｓ２の位相が異なっている。

バンドパスフィルタ３４の出力は１／に分周器３５で１
／に分周されるから、ローパスフィルタ３６の出力周波
数の位相θ；′　は、（２１）式からθ：’＝　餐（ｆ
ｏ＋ｔ、（ｕ−１））ｔ＋９＋；”　・・・・・・（２
５）となる。従って、 に免 」　（ただしｌ＝ｏ、ｉ、２、・・・・・・）なる時刻
で周波数切換えを行なった場合のみと等価になる。

この二つの式はそれぞれ前記した（２３）、（２４）と
同じ意味となる。

即ち、バンドパスフィルタ３４の出力信号が位相連続性
の他に位相再現性も有しているとき、切換えタイミング
がｔ＝マの場合には１　／に分周器３５の出力信号（二
おいて位相連続性及び位相再現性の両方が保存される。

この場合タイミングパルス発生手段１２は１　／にの分
周器を備えればよい。

これに対し、ｔ＝１なるタイミングで切］奥える（１ と、（２５）式から、 桟、＝桑伜＋（ｕ−１））／・・・・・・（２６）で表
わされる位相ｂθら、たけずれる。このため位相連続性
は保任されても、位相再現性は保存されない。

第１５図は、第１１図に示す周波数合成手段を複数個、
縦続接続して、周波数の複数の桁をそれぞれ切換えでき
るようにした直接周波数シンセサイザとして実現した本
発明の実施例を示している０第１３図において、第１１
図と同一部分には同一符号を付し、＋す数の部分にはサ
フィックス１．２、・・・・・・をその符号に付する。

ＪＪＩＩち、第１１図と同一構成のｎ個の周波数合成手
段３°１１〜３７ｎが縦続接続されている。ただし最終
段の周波数合成手段３７ｎは、１／に分周器とローパス
フィルタが省略されていて、その出力は周波数変換回路
３９へ出力される。

周波数変換回路３９（＝は、前記第１の基準周波数発生
手段４の基準発振器５の出力信号を受けて、第４の基準
周波数発生手段３８が、第４の基準周波数ｆ。を出力す
る。

周波数変換回路３９は、最終段の周波数合成手段３７ｎ
の出力周波数ｆ。ｎと基準周波数発生手段３８の出力周
波数ｆ。とな混合するミキサ４０と、このミキサ４０の
出力から差の周波数を取り出すローパスフィルタ４１と
な備えている。

このように周波数合成手段３７１〜３７ｎを縦続接続し
た第１３図のシンセサイザは、第１．２、・・・・・・
ｎ−１段目の各出力周波数ｆ０１、ｆｏ２、・・・・・
・ｆＯ（ｎ−１１とすると、それぞれ１／に分周器３５
□、３５２、・・・・・・３５ｎ−、を備えているため
、ｎ　＝　６、Ｋ＝１０、ｆ□＝　０．１　ＭＨ２，ｆ
ｏ＝４５ＭＨ２に設定した場合を具体的数字で示すと、 ｆｏｌは４．５０〜４．５９　（ＭＨ２）ｆｏ２は４．
５００〜４，５９９　（ＭＨ２）ｆＯ（ｎ−８）は４．
５０００００〜４．５９９９９９　（ＭＨ２）となる。

最終段の周波数合成手段３′７ｎの出方周波数、。。

は１／に分周されないので ｆｏｎは４５．００００００〜４５．９９９９９９　（
ＭＨ２）となる。

周波数変換回路３９の出力周波数ｆ０は、第４の基準周
波数発生手段３８からの基準周波数ｆ。

（即ち４　ｓ　ＭＨ２）と前記ｆ。ｎとの差であるから
ｆｏは０．００００００〜０．９９９９９９　（ＭＨｚ
）　、即ち、０〜９９９９９９　（Ｈ２）となる。

従って、周波数合成手段３７□、３７□、・・・・・・
、３７ｎの切換スイッチ１５８．１５□、・・−・・・
、１５ｎは、それぞれ下からＩ　Ｈ２，１０Ｈ２，−−
ｊ　０ＯＫＨ２桁の０〜９の切換えを果すことができる
。

そして、各切換手段１３□〜１３ｎ１タイミングパルス
発生手段１２、第２の基準周波数発生手段７□〜７にの
動作は第２図の場合と同一であるから、各切換手段１３
１〜１３ｎの周波数切換えにおいて位相連続となる。従
って、第１１図の回路について説明したのと同じ理由で
ｆ。Ｉの出力信号は、切換手段１３□による周波数切換
え時にも位相連続となる。

同様に、ｆｏ２、ｆｏｇ、・・・・・・、ｆｏｎも切換
えても位相連続は保たれる。同様にミキサ４０を介した
最終出力ｆ０も位相連続性が保存されることになる。

第１段目の周波数合成手段３７１の出力周波数ｆ０１の
位相再現性は、第１１図で説明したように、ｆｏがｆｌ
の整数倍で且つ切換手段１３１の切換え−に交 の周期がＴ　＋、である場合にのみ保存される。従って
、ｆｏがｆｌの整数倍であっても、最終段の選択スイッ
チ１５ｎ以外のすべての桁でＯｔＸ択した（即ち７□〜
７にのうち、７□を選択）場合以外は、最終出力ｆ。の
位相再現性は保存されない。

第１４図は、第１３図の直接周波数シンセサイザに、さ
らにいくつかの構成な付加した本発明の実施例な示して
いる。

第１４図において、４２は、制御回路４４からの信号に
基づいた分周比Ｓで１／ｓ分周するプログラマブル分周
器である。

４３は、制御回路４４−からのモード指定に応じて最終
出力である周波数変換回路３９の出力電圧が特定の値、
例えば０ボルトになったきき、あるいは出力周波数ｆ。

と外部からの基準周波数ｆｓとの位相差が特定の値、例
えばπ／２ラジアンになったときのいずれかを選択して
制御回路４４へパルスを出力する位相比較器である。

４４は、周波数切換えにおいて最終出力ｆ。の位相再現
性が得られるようにプログラマブル分周器４２の分周比
Ｓを後述する内容に従って指定する信号をプログラマブ
ル分周器４２へ出力すると共（二、位相比較器４３の動
作モードを選択し、位相比較器４３からのパルス及びタ
イミングパルス発生回路２０からのタイミングパルスを
受けて周波数設定データを変更させる制御回路である。

ここで、第１の基準周波数ｆ□を１００　ＫＨ２，第２
の基準周波数ｆ２□、ｆ２２、・・・・・・、ｆ２ｋを
それぞれ４０．５　ＭＨ２，４０，６ＭＨｚ　、−・＝
、　４１．４　ＭＨｚ、Ｋを１０とし、選択スイッチ１
５１．１５□、・・・・・・、１５ｎによる切換えの桁
をそれぞれＩ　Ｈ２，１０Ｈｚ。

・・・・・・、１００　ＫＨｚとする。

周波数変換回路３９の出力周波＃！１ｆｏｖ例えばｉ　
ＫＨｚの整数倍に設定する場合、１００Ｈｚ、１０Ｈｚ
、ＫＨ２桁の周波数設定を全て零にする。

（イ）従ってｆｏはｉ　ＫＨｚの整数倍になる。このた
めこの出力周波数ｆ。はＩ　ＫＨｚの周期の１ｍＳ毎に
必ず同じ位相となっている。（ロ）また、第２の基準周
波数ｆ２１、ｆ２２、・・・・・・、ｆ２にの位相が揃
う周期Ｔは Ｔ＝と＝　−Ａ−−＝　１ｏμ５ ｆＬｌｏｏｘ　１ｏ” であるから、 従ってＩ　ＫＨ２の周期１ｍＳはＴの整数倍となってい
る。

この（イ）、・（ロ）の二つのことから、出力周波数ｆ
ｏｋ最小の単位周波数Ｉ　ＫＨ２で切換える場合には、
Ｉ　ＫＨ２の周期１　ｍＳのタイミングで切換えれば出
力周波数ｆ０の信号は位相再現性も保有していること（
二なる。即ち、この切換周期１ｍＳは１０ｐＢの１００
倍であるから、プログラマブル分周器４−２の分周比Ｓ
を１００にして１　／’＋　００分周して、タイミング
パルス発生回路２６から１の１００倍の周期でタイミン
グパルスな発生すれば、出力信号ｆ。は位相連続性の他
に位相再現性も保存できるのである。従って、制御回路
４４は、レジスタ１４１〜１４ｋに与える周波数設定デ
ータによって周波数切換えの最小の単位周波数を判断し
、この最小の単位周波数に対応した分局比Ｂを演算し−
Ｃプログラマブル分周器４２へ出力する。

一般に、切換える最小の単位周波数をｆｐとすると、位
相再現性を満足させる切換えの周期Ｔｍである。ここで
、プログラマブル分周器４２の分周比をＳとすると、 で表わすこともできるから、（２７）、（２８）式から
となる。

従って制御回路４４は、切換える最小の単位周波数ｆｐ
に応じて（２９）式な演算してプログラマブル分周器４
２の分周比Ｓを制御すれば、最終出力ｆ０は周波数切換
えにおいて位相連続性の他に位相再現性も満たしている
。

即ち、位相連続性のみが要求される場合（二は、第１５
図に短線で示すＫの間隔でタイミングパルスを発生すれ
ばよいが、位相再現性も要求される場合は長線で示す８
倍の間隔で行なうのである。

このように制御回路４４とプログラマブル分周器４２と
の付加によって周波数変換回路３９の出力信号の位相再
現性をも実現でき、例えば第３−Ｂ図の（ａ）に示すよ
うに周波数切換えにおける連続点はすべて同一位相にな
っているが、この位相ψは、周波数変換回路３９のミキ
サ４０への二つの入力信号（第４の基準周波数発生手段
３８の出力信号と周波数合成手段３７ｎの出力信号）の
位相差によって定まる。このため、例えば第１６図（ａ
ｌｌ＝示すように位相連続点Ｐは零ラジアンからずれる
。

このような零ラジアンからずれた位相連続点Ｐを例えば
零ラジアンにして第１６図（ｂ）の如く調整するＣ二は
、次の手順で行なう。

まず、この調整を誤差を少なく行なうために周波数切換
えの周期を最小にする。即ち、制御回路４牛によってプ
ログラマブル分周器４．２の分周比ｓｋｉにし・Ｔ＝Ｔ
の周期で周波数切換えのためのタイミングパルスを発生
させる。また制御回路４牛から選択信号を送って位相比
較器４３を周波数変換回路３９の出力電圧の零ボルトを
検出するモードにする。

次に、制御回路４４によって周波数設定データな、例え
ばＩＥ（Ｚにすると、次のタイミングパルスで周波数切
換えが行なわれて、周波数変換回路３９の出力周波数ｆ
。はＩ　Ｈｚになる。

この周波数変換回路３９の出力電圧を位相比較器４３で
監視し、第１７図の（ｂｌに示すように負７Ｆ圧から正
電圧へ変化するときの０ボルトとなるときにパルス（第
１７図の（ｃ）に示す）を出力する。ｊｌｉ制御回路４
４はこの位相比較器牛３のパルスによって周波数設定デ
ータをＯＨｚに変更する。

この周波数設定データＯＨｚは次のタイミングパルス（
第１７図の（ａ）に示す）によってレジスター牛は書換
えられ、出力周波数ｆ。はＯＨｚとなる。

このようにして調整な行なうが、第１７図から明らかな
ように、周波数変換器出力が０ボルトとなった後、次の
タイミングパルスが生ずるまで最大重の遅延があり、ま
たタイミングパルス出力後（１ ０−パスフイルタ牛１の出力が変化するまでの遅延時間
ｔｄが１０ｐＳ程度であるから、この遅延による最大位
相誤差θθは θθ＝２πｆｂ（面子ｔＩｉ）・・・・・・（６０）と
る。（ただしｆｂ：切換え前のローパスフィルタ４１の
出力周波数） 従って、θ。＝２πＸＩＸ（１゜。７　＋１０　Ｘ　１
０−’　）＝４Ｘ１０−’π（ラジアン） となり、極めて誤差は小さい。

次にこの位相な零ラジアンから任意の位相に変更する場
合を説明する。

ｔ＝ｔなる時間だけ周波数ｆ１）な発生させると、その
位相の変化量θトは、 θ、＝２“ｆｂ’　＋　”“−（３１）と表わすことが
できるので、必要な位相の変化量θｂに要する周波数ｆ
ｂは（６１）式から、ｆ１θし ｆｂ＝□　・−・・・・（６２） ２π となる。ここでｆ１＝　１００　ＫＨ２の場合は、とな
る。周波数切換えの最小単位をＩ　Ｈｚとすると、４θ
ｂ＝２πｘ１ｏ−’（ラジアン） の間隔で位相の調整ができる。

次に外部基準周波数ｆＢ＋二対する位相制御について説
明する。ここでｆ８は第１の基準周波数発生手段牛の基
準発振器５と位相同期の関係にあるとする０ この外部基準周波ｔｌｉｆ８を位相比較器４３に加えて
ｆ８と周波数変換回路３９の出力周波数ｆ０の位相を比
較する。

例えばｆ、　−ｆ８Ｃ設定した場合には、ｆｏ　の絶対
位相を合わせる場合のＯＨｚ　と同様の操作となるＯ ｆｂの周波数を発生させるには、ｆ８＋ｆｂ　の周波数
設定と読み替えればよい。

なお第１４図の実施例での周波数切換えにおいて、切換
える最小の単位周波数をｆｐとし、位相を任意の量、例
えばθ４ラジアン単位で変化させたい場合には、 θ　＝２πｆｐＴｍ・・・・・・（６４）を満足する周
期Ｔ。をタイミングパルスの周期とすればよい。

この周期Ｔｎ１が、前記した位相連続性な満足する最小
の周期Ｔ＝−の整数倍であれば、周波数切換（１ えにおいて位相が連続し且つθ、ラジアン変化する０ とのθ。をπに設定して周波数を切換えるよう（−第１
４図の実施例を適用すれば最小シフトキーイング（ＭＥ
ＥＫ）変調が実現される。

第１８図はｆ、　（７ＫＨｚ　）とｆ２（８ＫＨｚ　）
とをＭＳＫ変調した例が示すもので、切換え時をｔ。、
ｔｌ、ｔ２、・・・・・・とすると、ｔｌでπラジアン
位相が変化し、ｔ３でもπラジアン変化した場合を示し
ている。この場合、周期Ｔｍは（３４）式より５００μ
ｓである。また（２８）式より、プログラマブル分周器
４２の分周比Ｓをめると Ｓ＝ＴｍＸ　ｆ１＝５００Ｘ１０−’Ｘ　１００Ｘ１０
３＝５０ となる。

以上本発明の信号発生器の実施例を説明したが、本発明
は上記実施例のみの構成に限定されるものではなく、各
部の構成において種々の変更が可能なことは勿論である
。　□ 以上説明したように本発明の信号発生器では、複数の第
２の基準周波数発生手段から出力する複数の第２の基準
周波数信号を所定の周期で位相が揃うようにすると共に
、周波数設定データの変化があると前記複数の第２の基
準周波数信号の位相が次に揃う時点まで遅延して位相が
揃った時点で第２の基準周波数信号の切換えを行なうよ
うにしたから、周波数切換えにおいて切換え前の信号と
切換え後の信号とな位相連続にすることができる。

このため、従来の直接周波数合成法による信号発生器の
周波数切換えにおけるスプリアスの発生を防ぐことがで
き、スプリアスによる様々な障害を一挙に解決できる。

従って、例えばこの信号発生器による出力を測定などに
用いた場合、高速切換えな行なってもスプリアスによる
測定不能時間がなくなり高速測定が可能になり、通信な
ど（′−用いた場合も通信不能などの種々の障害をなく
すことができる。また例えば素粒子加速装置の励振用原
発振器として用いた場合に装置の損傷などを防ぐことが
できる。またＦＳＫ変調（Ｆｒθｑｕｅｎｃｙθｈｉｆ
ｔ　Ｋｅｙｉｎｇ）などの２周波数の位相連続の変調波
を簡単につくることができ、さらにＭＳＫ（Ｍｉｎｉｍ
ｕｍ　５ｈｉｆｔ　Ｋｅｙｉｎｇ　）変調もできる。ま
た医療用核磁気共鳴装置に用いた場合に、位相の再現性
に優れるため大幅な性能向上を図ることができる。

このように高速切換え、高信号純度、高上限周波数とい
う特性を持つ直接周波数合成法による信号発生器におい
て、周波数切換え時の位相連続性を実現でき、さらには
位相再現性をも実現できるため本発明は極めて有益であ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の直接周波数合成法による信号発生器を示
す原理図、 第２図は本発明の一実施例を示すブロック図、第３−Ａ
図は第２図の回路動作を示すタイムチャート、 ＠６−Ｂ図は位相再現性を説明するためのタイムチャー
ト、 第４図は遅延時間？考慮した第２図の回路動作を示すタ
イムチャート、 第５図は時間誤差に対する位相誤差を示す図、第６．７
．８図は第２の基準周波数発生手段の他の構成例なそれ
ぞれ示すブロック図、第９．１０．１１図は本発明のそ
れぞれ、他の実施例を示すブロック図、 第１２図は第１１図の回路動作における位相連続性と位
相再現性を説明するタイムチャート、第１３．１４図は
それぞれ本発明のさらに他の実施例な示すブロック図、 第１５図は位相連続性及び位相再現性を満足するための
タイミングパルス発生周期を示す図、第１６図は周波数
切換え時の初期位相の二つの例な示す出力波形図、 第１７図は前記初期位相の制御方法な示すタイムチャー
ト、 第１８図はＭＳＮ変調波を示す出力波形図である。 牛・・・第１の基準周波数発生手段、　５・・・基準発
振器、　６・・・基準周波数発生回路、　７１〜７ｋ・
・・第２の基準周波数発生手段、１２・・・タイミング
パルス発生手段、１３・・・切換手段、　１４−・・・
レジスタ、１５・・・選択スイッチ、１９１〜１９ｋ・
・・サンプリングＰＬＬ、２０．〜２０ｋ・・・１　／
Ｍ分周器、２１・・・１／Ｍ分周器、２２・・・タイミ
ングパルス発生回路、　２３・・・コンパレータ、２４
・・・選択回路、２５・・・同期回路、　２０・・・タ
イミングパルス発生回路、　３１・・・第６の基準周波
数発生手段、　３２・・・周波数合成回路、　３２□〜
３２ｎ・・・周波数合成回路、　３３・・・ミキサ、　
３３□〜３３ｎ・・・ミキサ、３４．・・・バンドパス
フィルタ、３４□〜３４ｒ１・・・バンドパスフィルタ
、　３５・・・１／に分周器、３５□〜３５ｎ−１・・
・１　／に分周器、　３６・・・ｏ−パｓｘフィルｐ、
３６１〜３６ｎ−１・・・ローパスフィルタ、　３７・
・・周波数合成手段、３７□〜３７ｎ・・・周波数合成
手段、　３８・・・第４の基準周波数発生手段、　３９
・・・周波数変換回路、　４−０・・・ミキサ、４−１
・・・ローパスフィルタ、　４２・・・プログラマブル
分周器、　牛３・・・位相比較器、４．４・・・制御回
路。 特許　出願人　安立電気株式会社 代理人　弁理士　早　川　誠　志 第　１　図 第３−Ａ図 ＝ （ｈ）　レン゛Ｘ９８！１カ 第３−８図 ＴＩ　１２　ｒ３ 第　４「・４ 第５因 第６図 ７ 第７図 、７ 第８図 ７ 第　９　図 言史定テ２夕 第１５図 １ 第１６図 第１７図 第出図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）基準周波数を発生する第１の基準周波数発生手段
   と； 該第１の基準周波数発生手段の出力信号を受けて、ある
   時刻（１＝０）において位相が一致しており、それぞれ
   異なる周波数をもつに個の信号Ａ　ｓｉｎ　（ω、ｔ＋
   ψ）、Ａ　ｓｉｎ　（ω２を十ψ）、・・・・・・、Ａ
   　ｓｉｎ　（ωｋｔ＋ψ）を発生する複数の’ｔ’ｒ　
   ２の基準周波数発生手段と： 該複数の第２の基準周波数発生手段の出力を選択的に切
   換えて出力する切換手段と； ｓ＝１．２、・・・・・・、Ｋ−１において１ωｉ＋、
   Ｔ−ω＜Ｔｌ＝２１π（ｌ：整数）なる時刻Ｔで前記切
   換手段を作動させるタイミングパルスを発生するタイミ
   ングパルス発生手段とな備えた信号発生器。 （２）前記複数の第２の基準周波数発生手段が位相同期
   ループ回路を備えた特許請求の範囲第１項記載の信号発
   生器。 （３）前記複数の第２の基準周波数発生手段が、それぞ
   れ周波数分周器を介して第２の基準周波数を発生するよ
   うにされ、且つ、前記複数の第２の基準周波数発生手段
   が、ある時刻においてそれぞれの位相を等しくするよう
   なリセット手段を備えている特許請求の範囲第１項記載
   の信号発生器。 （４）　前記タイミングパルス発生手段が、周波数切換
   え指令信号を受けたときにのみタイミングパルスを発生
   するようＣ二された特許請求の範囲第１項記載の信号発
   生器。 （５）基準周波数を発生する第１の基準周波数発生手段
   と； 該第１の基準周波数発生手段の出力信号を受けて、ある
   時刻（ｔ＝ＯＨ＝おいて位相が一致しており、それぞれ
   異なる周波数？もつに個の信号Ａ　ｅｌｎ　（ωｉｔ十
   ψ）、Ａｓ１ｎ（ω２ｔ＋ψ）、・・・・・・、Ａ　ｓ
   ｉｎ　（ｔｔｌｌ　ｔ＋ψ）を発生する複数の第２の基
   準周波数発生手段と； 該複数の第２の基準周波数発生手段の出力を選択的に切
   換えて出力する切換手段と： ｉ＝１．２、・・・・・・、Ｋ−１において１ω６＋Ｉ
   Ｔ−ω＜Ｔｌ＝２／π（ｌ：整数）なる時刻Ｔで前記切
   換手段を作動させるタイミングパルスを発生するタイミ
   ングパルス発生手段と； 第５の基準周波数発生手段とニー 前記切換手段の出力信号と前記第５の基準周波数発生手
   段の出力信号とを混合して出力するミキサとを備えた信
   号発生器。 （６）前記複数の第２の基準周波数発生手段が位相同期
   ループ回路を備えた特許請求の範囲第５項記載の信号発
   生器。 （７）前記複数の第２の基準周波数発生手段が、それぞ
   れ周波数分周器を介して第２の基準周波数な発生するよ
   うにされ、且つ、前記複数の第２の基準周波数発生手段
   が、ある時刻においてそれぞれの位相を等しくするよう
   なリセット手段を備えている特許請求の範囲第５項記載
   の信号発生器。 （８）前記タイミングパルス発生手段が、周波数切換え
   指令信号な受けたときにのみタイミングパルスを発生す
   るようにされた特許請求の範囲第５項記載δ信号発生器
   。 （９）基準周波数を発生する第１の基準周波数発生手段
   と： ＃第１の基準周波数発生手段の出力信号な受けて、所定
   の周期で位相が一致するそれぞれ異なる周波数の正弦波
   信号である第２の基準周波数信号を出力する複数の第２
   の基準周波数発生手段と；前記第１の基準周波数発生手
   段の出力信号を受けて、最終出力信号で変化する最小の
   単位周波数に対応した分周比で分周し、該分周出力に基
   づいて、前記複数の第２の基準周波数発生手段の出力信
   号の位相が一致するときにタイミングパルスを出力する
   タイミングパルス発生手段と；周波数設定データが変化
   した後の１回目の前記タイミングパルスを受けた時、前
   記、ｌＪ！数の第２の基準周波数発生手段の出力を切換
   えて出力する切換手段と： ＄６の基準周波数を発生する第３の基準周波数発生手段
   と； 該第３の基準周波数発生手段の出力信号と前記切換手段
   の出力信号とを混合して出力するミキサと； 該ミキサの出力信号を分周して出力する分周器とを備え
   た（ｉｊ号発生器。 （１０）前記複数の第２の基準周波数発生手段が位相同
   期ルーズ回路を備えた特許請求の範囲第９項記載の信号
   発生器。 （１１）前記複数の第２の基準周波数発生手段が、それ
   ぞれ周波数分周器な介して第２のジと準周波数を発生す
   るようにされ、且つ、前記複数の第２の基準周波数発生
   手段が、ある時刻においてそれぞれの位相な等しくする
   ようなリセット手段を備えている特許請求の範囲第９項
   記載の信号発生器。 （１２）　前記タイミングパルス発生手段が、周波数切
   換え指令信号を受けたときに、のみタイミングパルスを
   発生するようにされた特許請求の範囲第９項記載のイを
   号発生器。 （１５）基準周波数を発生する第１の基準周波数発生手
   段と； 該第１の基準周波数発生手段の出力信号を受けて、所定
   の周期で位相が一致するそれぞれ異なる周波数の正弦波
   信号である第２の基準周波数信号を出力する複数の第２
   の基準周波数発生手段と；前記第１の基準周波数発生手
   段の出力信号を受けて、最終出力信号で変化する最小の
   単位周波数に対応した分局比で分周し、該分局出力に基
   づいて、前記複数の第２の基準周波数発生手段の出力信
   号の位相が一致する時にタイミングパルスを出力するタ
   イミングパルス発生手段と； 周波数設定データが変化した後の１回目の前記タイミン
   グパルスを受けた時、前記複数の第２の基準周波数発生
   手段の出力を切換えて出力する切換手段と： 第３の基準周波数を発生する第３の基準周波数発生手段
   と； 該第３の基準周波数発生手段の出力信号と前記切換手段
   の出力信号とを混合して出力するミキサと； 該ミキサの出力信号を分周して出力する分局器と；　３ 該分周器から得られる出力信号の位相と前記第１の基準
   周波数発生手段の出力信号の位相との差を検出して出力
   を生じる位相比較器と；該位相比較器の出力を受けて周
   波数設定データを変更する制御回路と； を備えた信号発生器。 （１４）　前記複数の第２の基準周波数発生手段が位相
   同期ループ回路を備えた特許請求の範囲第１３項記載の
   信号発生器。 （１５）　前記複数の第２の基準周波数発生手段が、そ
   れぞれ周波数分周器を介して第２の基準周波数を発生す
   るようにされ、且つ、前記複数の第２の基準周波数発生
   手段が、ある時刻においてそれぞれの位相を等しくする
   ようなリセット手段を備えている特許請求の範囲第１３
   項記載の信号発生器。 （１６）　前記タイミングパルス発生手段が、周波数切
   換え指令信号を受けたときにのみタイミングパルスを発
   生するようにされた特許請求の範囲第１３項記載の信号
   発生器。