JPS61216529A - 誘導無線周波数シンセサイザ装置 - Google Patents
誘導無線周波数シンセサイザ装置Info
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- JPS61216529A JPS61216529A JP60056159A JP5615985A JPS61216529A JP S61216529 A JPS61216529 A JP S61216529A JP 60056159 A JP60056159 A JP 60056159A JP 5615985 A JP5615985 A JP 5615985A JP S61216529 A JPS61216529 A JP S61216529A
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- Japan
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- frequency
- output
- difference
- component
- oscillation
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-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
- H04B1/06—Receivers
- H04B1/16—Circuits
- H04B1/26—Circuits for superheterodyne receivers
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)
- Superheterodyne Receivers (AREA)
- Cable Transmission Systems, Equalization Of Radio And Reduction Of Echo (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
(発明の属する技術分野)
本発明は電波法にて規定される「高周波利用設備」に該
当する誘導無線装置に使用される誘導無線周波数シンセ
サイザ装置に関するものである。
当する誘導無線装置に使用される誘導無線周波数シンセ
サイザ装置に関するものである。
(従来の技術)
誘導無線システムは一般鉄道、地下鉄1モル−ル、新交
通ンステムその他一定軌道を走行する移動体やバスロケ
ーションシステム等の通信に広く利用されている。使用
される周波数帯は10kHzから250kHzの範囲で
あるが、使用周波数帯域幅とその中心周波数との比率が
極めて大きいことが特徴である。この周波数帯の中の任
意の周波数を有する発振波出力を得る周波数シンセサイ
ザの従来の回路構成例を第2図に示した。
通ンステムその他一定軌道を走行する移動体やバスロケ
ーションシステム等の通信に広く利用されている。使用
される周波数帯は10kHzから250kHzの範囲で
あるが、使用周波数帯域幅とその中心周波数との比率が
極めて大きいことが特徴である。この周波数帯の中の任
意の周波数を有する発振波出力を得る周波数シンセサイ
ザの従来の回路構成例を第2図に示した。
第2図において1は基準発振器で基準周波数f、。
を出力する。2は位相比較器で、基準周波f、とシンセ
サイザの分周出力波f、を入力し、これら2入力の位相
差信号Δθを出力する。3は低域ろ波器(L P F)
でループフィルタと呼ばれるが、Δθを入力しその低周
波直流成分を抽出する。VはLPF3の出力電圧である
。4は電圧制御発振器(VCO)で、入力■の電圧レベ
ルに比例する周波数F3の発振波を発生し、これがシン
セサイザ出力となる。5は可変分周器で外部より与えら
れる(図示せず)数値N (Nは正の整数)に対応して
Flを1/Nに分周した周波数f、の信号波を位相比較
器(PD)2に出力する。第2図中2〜5は、VCO4
の発振周波を一定値に制御する負帰還回路である位相同
期回路PLLを構成することはよく知られているが、第
2図のシンセサイ。
サイザの分周出力波f、を入力し、これら2入力の位相
差信号Δθを出力する。3は低域ろ波器(L P F)
でループフィルタと呼ばれるが、Δθを入力しその低周
波直流成分を抽出する。VはLPF3の出力電圧である
。4は電圧制御発振器(VCO)で、入力■の電圧レベ
ルに比例する周波数F3の発振波を発生し、これがシン
セサイザ出力となる。5は可変分周器で外部より与えら
れる(図示せず)数値N (Nは正の整数)に対応して
Flを1/Nに分周した周波数f、の信号波を位相比較
器(PD)2に出力する。第2図中2〜5は、VCO4
の発振周波を一定値に制御する負帰還回路である位相同
期回路PLLを構成することはよく知られているが、第
2図のシンセサイ。
ザ装置の位相同期引込み後の周波数f、、 f、、 F
。
。
間の関係は次式のようになる。
fs−Fs / N’−’(1)、 rl =fr
・−・(2)(1)、 (2)両式よ□り出力周波数は
F、 =Nf、・−(3)によって与えられ、Flは
基準周波数f、の整数N倍に設定される。
・−・(2)(1)、 (2)両式よ□り出力周波数は
F、 =Nf、・−(3)によって与えられ、Flは
基準周波数f、の整数N倍に設定される。
さて第2図のように構成した従来の周波数シンセサイザ
装置を誘導無線周波数の発生に使用する場合には次のよ
うな問題がある。
装置を誘導無線周波数の発生に使用する場合には次のよ
うな問題がある。
(a)VCO4のフリーラン周波数(これは一般に装置
がカバーすべき発振周波数帯の中心周波数に設定される
。)に対する発振の可変範囲(発振周波数帯幅)の比率
は、VCOの発振の安定性の確保と、高い信号対雑音比
(S/N)の維持のため一般に数パーセント以下に制限
することが必要である。
がカバーすべき発振周波数帯の中心周波数に設定される
。)に対する発振の可変範囲(発振周波数帯幅)の比率
は、VCOの発振の安定性の確保と、高い信号対雑音比
(S/N)の維持のため一般に数パーセント以下に制限
することが必要である。
このため誘導無線用周波数帯(10〜250kHm)を
VCO4の直接発振出力またはその分周出力でカバーす
ることは不可能である。
VCO4の直接発振出力またはその分周出力でカバーす
ることは不可能である。
(b) 周波数シンセサイザを音声帯域信号(0,3
〜3kHz)の変復調に使用する場合には、たとえば変
調信号をLPF3の出力に重畳してVCO4に入力すれ
ばFM変調のF1波が出力されるが、LPF3で除去し
きれない基準周波数f、の成分によるFM動作によって
生ずる変復調部の信号対雑音比(S/N)の劣化を防ぐ
ために、flは音声帯域外の低い周波数(たとえば0.
2kHz)もしくは高い周波数(たとえば4 kHz)
に設定することが必要である。
〜3kHz)の変復調に使用する場合には、たとえば変
調信号をLPF3の出力に重畳してVCO4に入力すれ
ばFM変調のF1波が出力されるが、LPF3で除去し
きれない基準周波数f、の成分によるFM動作によって
生ずる変復調部の信号対雑音比(S/N)の劣化を防ぐ
ために、flは音声帯域外の低い周波数(たとえば0.
2kHz)もしくは高い周波数(たとえば4 kHz)
に設定することが必要である。
しかし前者の場合には位相同期の引込時間が大きくなり
、後者の場合には設定できる周波数チャネルの間隔は(
3)式から4 kHz以上となるが、一般に誘導無線に
おいて要求されるチャネル間隔0.5;Hzよ゛り邊か
に大きく、設定、できる周波数の数が少なくなるという
欠点がある。 。
、後者の場合には設定できる周波数チャネルの間隔は(
3)式から4 kHz以上となるが、一般に誘導無線に
おいて要求されるチャネル間隔0.5;Hzよ゛り邊か
に大きく、設定、できる周波数の数が少なくなるという
欠点がある。 。
(C)誘導無線の全周波数帯をカバーする手段・とじて
は、第2の固定発振器(局部発振器、図示せず)と上記
周波数シンセサイザ装置との周波数混合により差周波数
成分を抽出する方法があるが、この場合には画周波数の
周波数設定偏差の絶対値がそのまま差周波数の周波数設
定偏差に現れてくるので、得られる周波数の相対精度(
ppmで表される)は、差周波数に対する局部発振周波
数の比率倍だけ粗くなり実用不能となるばかりでなく、
周波数チャネル間隔設定上の山)項のような問題は解決
できないから対策として有効な方法ではない(発明の具
体的な目的) 本発明は前記従来の装置の欠点を除くために行ったもの
で、所要の誘導無線周波数チャネルお°よびチャネル間
隔が任意に設定できること、公知のVHF/UHF帯の
周波数シンセサイザ装置の技術を利用できる、こと、得
られる周波数の相対精度は基準発振器の出力と同等であ
ること、信号対雑音比の劣化が極めて少なく不要高調波
(スプリアス)のレベルが小さいことを実現することに
ある。
は、第2の固定発振器(局部発振器、図示せず)と上記
周波数シンセサイザ装置との周波数混合により差周波数
成分を抽出する方法があるが、この場合には画周波数の
周波数設定偏差の絶対値がそのまま差周波数の周波数設
定偏差に現れてくるので、得られる周波数の相対精度(
ppmで表される)は、差周波数に対する局部発振周波
数の比率倍だけ粗くなり実用不能となるばかりでなく、
周波数チャネル間隔設定上の山)項のような問題は解決
できないから対策として有効な方法ではない(発明の具
体的な目的) 本発明は前記従来の装置の欠点を除くために行ったもの
で、所要の誘導無線周波数チャネルお°よびチャネル間
隔が任意に設定できること、公知のVHF/UHF帯の
周波数シンセサイザ装置の技術を利用できる、こと、得
られる周波数の相対精度は基準発振器の出力と同等であ
ること、信号対雑音比の劣化が極めて少なく不要高調波
(スプリアス)のレベルが小さいことを実現することに
ある。
(発明の構成と作用)
第1図は本発明を実施した誘導無線周波数シンセサイザ
装置の回路構成例ブロック図である。この構成は第2図
の回路の一部を2系統用い、共通の基準発振器1と周波
数混合器7および低域が波器(LPF)8を付加し、さ
らに基準発振器1の出力の分周器6−1.6−2を付加
したものである。
装置の回路構成例ブロック図である。この構成は第2図
の回路の一部を2系統用い、共通の基準発振器1と周波
数混合器7および低域が波器(LPF)8を付加し、さ
らに基準発振器1の出力の分周器6−1.6−2を付加
したものである。
使用した記号は、第2図と共通であるが、2系統用いた
部分はたとえば2を2−1.2−2のように区別して示
しである。
部分はたとえば2を2−1.2−2のように区別して示
しである。
次に第1図において基準発振器1よりの基準周波数f1
は分周器6−1.6−2においてそれぞれx/n1、
1/nz (r+++ n2は正の整数)に分周され、
2つの異なる新しい基準周波数frl+fr□の各出力
が発生する。f□とf、はそれぞれ2〜5による位相同
期(P L L)回路に同期して周波数FII+F、の
出力を発生させるが、この2つの出力は混合器7に入力
してその出力MにはF□とFlの和の成分や差の成分を
含む混合出力が得られる。LPF8はM中の差周波成分
のみを抽出し、他の不用高周波成分は除去する役目をも
っているが、その出力ΔF、は所要の誘導無線周波数と
なる合成波である。
は分周器6−1.6−2においてそれぞれx/n1、
1/nz (r+++ n2は正の整数)に分周され、
2つの異なる新しい基準周波数frl+fr□の各出力
が発生する。f□とf、はそれぞれ2〜5による位相同
期(P L L)回路に同期して周波数FII+F、の
出力を発生させるが、この2つの出力は混合器7に入力
してその出力MにはF□とFlの和の成分や差の成分を
含む混合出力が得られる。LPF8はM中の差周波成分
のみを抽出し、他の不用高周波成分は除去する役目をも
っているが、その出力ΔF、は所要の誘導無線周波数と
なる合成波である。
次に上記の動作を数式を用いてさらに具体的に説明する
。ただし第1図の2つのPL九回路の動作は第2図の場
合と同様である。従って前記(1)〜(3)式と同様に
次式が成立する。ここでNl、 Ntは分周器5−1.
5−2それぞれの分周比とする。
。ただし第1図の2つのPL九回路の動作は第2図の場
合と同様である。従って前記(1)〜(3)式と同様に
次式が成立する。ここでNl、 Ntは分周器5−1.
5−2それぞれの分周比とする。
f□=F□/N、−・−(1−1)f□−F□/ Nr
−(1−2)rs、=F、I・−−−−−−−−(2−
1) f、z=F、r−−−−−−−−−−C2−2
>、、F□=N+f、、+ −−−−−−−(31)
f−t=NtfFt・−−−−−−(3−2)他方分
周器6−1.6−2については次の式が成立する。
−(1−2)rs、=F、I・−−−−−−−−(2−
1) f、z=F、r−−−−−−−−−−C2−2
>、、F□=N+f、、+ −−−−−−−(31)
f−t=NtfFt・−−−−−−(3−2)他方分
周器6−1.6−2については次の式が成立する。
fr+= fr/n+ −・−(4−1) frz=
fr/nr−(42)またLPF8によって得られる
合成出力の周波数ΔF、はFs+とF3□の差周波数で
あるから、ΔFs = FS+−Fsz −・−
・・・−(5)いま frl−frt=Δf (2つ
の基準周波数の差)−・・−−−−−一・−・(6)と
置くと(3−1)、 (3−2)、 +5)、 (6)
の各式から次の関係が得られる。
fr/nr−(42)またLPF8によって得られる
合成出力の周波数ΔF、はFs+とF3□の差周波数で
あるから、ΔFs = FS+−Fsz −・−
・・・−(5)いま frl−frt=Δf (2つ
の基準周波数の差)−・・−−−−−一・−・(6)と
置くと(3−1)、 (3−2)、 +5)、 (6)
の各式から次の関係が得られる。
ΔFs−N+f、Ntfr*=N+fr+ Nt(f
rl−Δf)=NtΔf−(To−Nl)f−+ −−
−−−−−・−・(7)(7)式から第1図のPLL回
路中の各可変分周器5−1.5−2それぞれの分周値N
、、 Ntを設定するに当たり、Nl−Nzの値を一定
に保ちなからN2を変化させるように構成すれば、合成
出力の周波数ΔF。
rl−Δf)=NtΔf−(To−Nl)f−+ −−
−−−−−・−・(7)(7)式から第1図のPLL回
路中の各可変分周器5−1.5−2それぞれの分周値N
、、 Ntを設定するに当たり、Nl−Nzの値を一定
に保ちなからN2を変化させるように構成すれば、合成
出力の周波数ΔF。
はΔfの周波数チャネル間隔をもってN、、 N、の設
定可能な範囲内で任意の周波数チャネルに選ぶことがで
きる。ここでΔfは(6)式と(4−1)、(4−2)
両式とから Δf=(土−−!−)r、 ・・−・・−一−−−−
−・(8)n+ n+ となるから、必要とする周波数チャネル間隔Δfに対し
て分周器6−1および6−2それぞれの分周比nl+
ngおよびf、を(8)式の関係で選ぶことにより、か
なりの自由度を持って目標値に設定することが可能であ
る。従って、従来の第2図の回路のように基準発振周波
数f7の選定上の困難は完全に解消される。
定可能な範囲内で任意の周波数チャネルに選ぶことがで
きる。ここでΔfは(6)式と(4−1)、(4−2)
両式とから Δf=(土−−!−)r、 ・・−・・−一−−−−
−・(8)n+ n+ となるから、必要とする周波数チャネル間隔Δfに対し
て分周器6−1および6−2それぞれの分周比nl+
ngおよびf、を(8)式の関係で選ぶことにより、か
なりの自由度を持って目標値に設定することが可能であ
る。従って、従来の第2図の回路のように基準発振周波
数f7の選定上の困難は完全に解消される。
次に本発明回路によって得られる合一周波数 ′ΔF1
の相対精度は(7)式よりf、□+fF*の相対精度と
同一であり、これはまた基準発振周波数f7の相対精度
と一致する。また合成周波数すなわち誘導無線周波数Δ
F、に対してF□およびF、t を十分太き((ΔF
i/Fs+ > 1 、 ΔFi/Fsz> 1 )と
すれば、2ツ(7)VCO4−1,4−2(7)それぞ
れが必要とする発振周波数帯とその中心周波数との比率
を十分小さくすることができるので、それぞれのVCO
の発振安定条件および高いS/N比が維持されると共に
、LPF8を通じて得られる合成波ΔF5は不要高調波
の少ないものとなる。
の相対精度は(7)式よりf、□+fF*の相対精度と
同一であり、これはまた基準発振周波数f7の相対精度
と一致する。また合成周波数すなわち誘導無線周波数Δ
F、に対してF□およびF、t を十分太き((ΔF
i/Fs+ > 1 、 ΔFi/Fsz> 1 )と
すれば、2ツ(7)VCO4−1,4−2(7)それぞ
れが必要とする発振周波数帯とその中心周波数との比率
を十分小さくすることができるので、それぞれのVCO
の発振安定条件および高いS/N比が維持されると共に
、LPF8を通じて得られる合成波ΔF5は不要高調波
の少ないものとなる。
以上の説明のように本発明の周波数シンセサイザ装置は
VHF/UHF帯の無線通信機に用いられている位相同
期(P L L)回路を利用して容易に実現できる。た
とえば400MHz帯のPLL回路を用いた具体例を次
に示す。
VHF/UHF帯の無線通信機に用いられている位相同
期(P L L)回路を利用して容易に実現できる。た
とえば400MHz帯のPLL回路を用いた具体例を次
に示す。
ΔF、 = 10〜250kHzの誘導無線周波数を合
成出力させるのにチャネル間隔Δfを0.5kHzにて
実現する゛場合の固定パラメータrr、 nl+ nz
、frl+ rrz。
成出力させるのにチャネル間隔Δfを0.5kHzにて
実現する゛場合の固定パラメータrr、 nl+ nz
、frl+ rrz。
青変パラメータ(チャネル設定パラメータ)N1N2の
数値例は次のようになる。ただし表ではΔF、 = 1
0.10.5.100.100.5.200kHzの場
合を抽出して示己・た。
数値例は次のようになる。ただし表ではΔF、 = 1
0.10.5.100.100.5.200kHzの場
合を抽出して示己・た。
コノ例ではVCO4−1,VCO4−2の可変周波数幅
はおよそ5 MH,Zであるから、差周波数に対する局
部発振の中心周波数402.5MHzとの比率5/40
2.5x100%″=; 1.2%となり非常に小さい
値に設定できることになる。
はおよそ5 MH,Zであるから、差周波数に対する局
部発振の中心周波数402.5MHzとの比率5/40
2.5x100%″=; 1.2%となり非常に小さい
値に設定できることになる。
(発明の効果)
本発明の誘導無線周波数シンセサイザ装置においては2
つのPLL回路によって発生させた発振波の差周波数Δ
F、を抽出するのであるが、それぞれのPLL回路の発
振安定度およびS/Nは必要とする品質に維持できるこ
と、所要の誘導無線周波数チャネルと周波数間隔(ピッ
チ)を任意に設定できること、合成波出力には周波数の
相対精度の劣化がなく、不要高調波の含有がごく少ない
ことが特長である。またこれらを実現するに当たっては
従来から一般に使用されているVHF/υHF帯のPL
L回路を利用することができ、製品の技術レベル上の統
一化、従って量産化に適しているという利点がある。
つのPLL回路によって発生させた発振波の差周波数Δ
F、を抽出するのであるが、それぞれのPLL回路の発
振安定度およびS/Nは必要とする品質に維持できるこ
と、所要の誘導無線周波数チャネルと周波数間隔(ピッ
チ)を任意に設定できること、合成波出力には周波数の
相対精度の劣化がなく、不要高調波の含有がごく少ない
ことが特長である。またこれらを実現するに当たっては
従来から一般に使用されているVHF/υHF帯のPL
L回路を利用することができ、製品の技術レベル上の統
一化、従って量産化に適しているという利点がある。
第1図は本発明による誘導無線周波数シンセサイザ装置
の回路構成例ブロック図、第2図は従来の一般的な周波
数シンセサイザ装置の回路例ブロック図である。 1・・・基準周波数f、の発振器、 2.2−1.2−
2・・・位相比較器、 3.3−1.3−2・・・ルー
プフィルタ (L P F)、 、4.4−1.4−2
・・・VCO15,5−1,5−2・・・可変分周器、
6−1.6−2・・・分周器、 7・・・周波数混合器
、 8・・−L P F。
の回路構成例ブロック図、第2図は従来の一般的な周波
数シンセサイザ装置の回路例ブロック図である。 1・・・基準周波数f、の発振器、 2.2−1.2−
2・・・位相比較器、 3.3−1.3−2・・・ルー
プフィルタ (L P F)、 、4.4−1.4−2
・・・VCO15,5−1,5−2・・・可変分周器、
6−1.6−2・・・分周器、 7・・・周波数混合器
、 8・・−L P F。
Claims (1)
- 周波数一定の基準発振器と、その安定発振出力をそれぞ
れ1/n_1、1/n_2(n_1、n_2は正の整数
)に分周する第1、第2の2つの分周器と、そのそれぞ
れを1つの入力とし位相比較器、ループフィルタ、電圧
制御発振器およびその出力から前記位相比較器への帰還
回路に挿入され1/N_1または1/N_2(N_1、
N_2は正の整数)に分周した出力を前記位相比較器の
もう1つの入力に供給する可変分周器とによって構成さ
れる第1、第2の2つの位相同期回路と、前記2つの位
相同期回路の各出力の周波数混合を行う周波数混合器お
よびその混合出力から前記2つの電圧制御発振器出力の
差周波数成分を抽出する低域ろ波器とを具備したことを
特徴とする誘導無線周波数シンセサイザ装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60056159A JPS61216529A (ja) | 1985-03-22 | 1985-03-22 | 誘導無線周波数シンセサイザ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60056159A JPS61216529A (ja) | 1985-03-22 | 1985-03-22 | 誘導無線周波数シンセサイザ装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS61216529A true JPS61216529A (ja) | 1986-09-26 |
Family
ID=13019312
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP60056159A Pending JPS61216529A (ja) | 1985-03-22 | 1985-03-22 | 誘導無線周波数シンセサイザ装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS61216529A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6009313A (en) * | 1996-07-02 | 1999-12-28 | Nec Corporation | Radio Communication device capable of setting a frequency channel with a small frequency step |
JP2008141657A (ja) * | 2006-12-05 | 2008-06-19 | Anritsu Corp | 信号発生装置 |
JP4808883B2 (ja) * | 1999-10-12 | 2011-11-02 | テラダイン・インコーポレーテッド | デューティ・サイクル制御による低ジッタ・フェーズロック・ループ |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5398766A (en) * | 1977-02-08 | 1978-08-29 | Marukon Denshi Kk | Pll synthesizer |
JPS58148525A (ja) * | 1982-02-28 | 1983-09-03 | Anritsu Corp | 位相同期ル−プシンセサイザ装置 |
-
1985
- 1985-03-22 JP JP60056159A patent/JPS61216529A/ja active Pending
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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