JPS6175622A - 周波数シンセサイザ装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は周波数シンセサイザ装置に関し、特に電圧制御
発振器の出力をミキサで低い周波数に変換して基準周波
数信号に位相同期する方式の周波数シンセサイザ装置に
関する。

〔従来の技術〕

電圧制御発振器の出力をミキサで低い周波数に変換して
基準周波数信号に位相同期する方式の周波数シンセサイ
ザ装置で、ミキサとしてディジタルミキサを用いたもの
が知られている（例えば、昭和５３年度電子通信学会通
信部門全国大会講演論文集、一般講演（昭５３−１０　
）　Ｉ）、３９６）。

その−例を図面を参照して説明する。

この例は、第２図に示すように制御電圧信号１０６を入
力しそれに対応する周波数Ｆの発振信号１００を外部に
出力する電圧制御発振器１と、周波数Ｆを設定するディ
ジタル信号１１９を出力する周波数設定信号発生器１２
と、周波数ｆの基準周波数信号１０１を発生する基準信
号発生器１３と、発振信号１００と基準周波数信号１０
１とをそれぞれ分岐して入力し周波数ｆのに次の逓倍周
波数Ｋｆと周波数Ｆとの差の周波数ＩＰ−Ｋｆｌの差周
波数信号１０２を出力するディジタルミキサ４と、基準
周波数信号１０１を入力し固定の逓降次数Ｍで周波数ｆ
を逓降し逓降周波数信号１０３を出力する分周器１５と
、差周波数信号１０２とディジタル信号１１９とを入力
しディジタル信号１１９に対応する可変逓降次数Ｎで周
波数ＩＦ−Ｋｆｌを逓降し逓降周波数信号１０４を出力
する分周器６と、逓降周波数信号１０３と逓降周波数信
号１０４とを入力しこれ等の位相差を検出して位相差信
号１０５を出力する位相比較器７と、位相差信号１０５
を入力しその低周波成分のみを通過させ制御電圧信号１
０６として出力する低域Ｆ波器８とを備えている。

ディジタルミキサ４にはＤ７リツプ７０ツブ回路を用い
る。このＤ７１Ｊツブ７０．プのＤ端子に周波数Ｆの発
振信号１００を、Ｃｐ端子に周波数ｆの基準周波数信号
１０１を入力するとＱ端子には周波数ＩＰ−Ｋｆｌが出
力される。

逓降周波数信号１０３と逓降周波数信号１０４とを位相
比較器７で位相比較し、その出力である位相差信号１０
５の低周波成分である制御電圧信号１０６を電圧制御発
振器１に負帰還して位相同期ループを形成するので、逓
降周波数信号１０４の周波数は逓降周波数信号１０３の
周波数と一致する。その結果周波数Ｆは次の式で表され
る値に固定される。

Ｆ＝（Ｋ＋Ｎ／Ｍ）ｆ ここでｆ、＝ｆ／Ｍとおくと、 Ｆ　＝　（、Ｋ　Ｍ　十Ｎ　）　ｆ　ａ　　となシ、Ｎ
ｔ−”ｌ’ずつ変化すると、周波数Ｆはステップ周波数
ｆ８ごとに変化する。Ｋの値は、差周波数信号１０２の
周波数が分周器６の動作に適した低い周波数になるよう
に選択する。

第３図は上記の位相同期ループの特性を示すグラフであ
シ、三角波状の折線ｄはディジタルミキサ４の入力信号
の周波数と出力信号の周波数との関係を示す。位相同期
範囲は捕捉範囲からきまり、折線ｄ上の太線で示した部
分（発振信号周波数・ＦｔとＦｈＯ間）であり、位相同
期範囲に含まれる周波数Ｆの範囲すなわち第２図に示す
周波数シンセサイザ装置の発振信号１００の周波数可変
範囲はｆ／２以下である。

以上説明したように、電圧制御発振器の出力をディジタ
ルミキサで低い周波数に変換して基準周波数信号に位相
同期する方式の従来の周波数シンセサイザ装置は、この
周波数変換によシ逓降次数が可変である分周器の動作周
波数を低くすることができ、またディジタルミキサを用
いるためアナログミキサを用いるときに必要な逓倍回路
や戸波器が不要であることからＩＣ化に適しておシ、小
形にできるという利点があるが発振信号の周波数可変範
囲が基準周波数信号の周波数の１／２以下に制限されて
狭いために、それ以上に広い周波数可変範囲の要求を満
たすことができないという欠点がある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明が解決しようとする問題点、いいかえれは本発明
の目的は上記の欠点を除去して基準周波数信号の周波数
の１／２を越える周波数可変範囲をもち、従って広い周
波数可変範囲の要求を満たすことかで＠、ＩＣ化に適し
た周波数シンセティザ装置を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕 本発明の周波数シンセサイザ装置は、制御電圧信号を入
力しそれに対応する周波数の発振信号を出力する電圧制
御発振器と、前記発振信号の周波数を設定するための第
１、第２および第３のディジタル信号を出力する周波数
設定信号発生器と、前記第１のディジタル信号を入力し
それに対応する周波数の基準周波数信号を出力する周波
数シンセサイザと、前記発振信号と前記基準周波数信号
とを入力しこの基準周波数信号の周波数の逓倍周波数と
前記発掘信号の周波数との差の周波数の差周波数信号を
出力するディジタルミキサと、前記基準周波数信号の一
部と前記第２のディジタル信号とを入力しこの第２のデ
ィジタル信号に対応する逓降床敷で前記基準周波数信号
の周波数を逓降し第２の逓降周波数信号を出力する第２
の分周器と、前記差周波数信号と前記第３のディジタル
信号とを入力しこの第３のディジタル信号に対応する逓
降次数で前記差周波信号の周波数を逓降し第２０逓降周
波数信号を出力する第２の分周器と、前記第２および第
２の逓降周波数信号を入力しこれ等の位相差を検出して
位相差信号を出力する位相比較器と、前記位相差信号を
入力しその低周波成分のみを通過させて前記制御電圧信
号として出力する低域Ｆ波器とを備えて構成される。

〔実施例〕

以下実施例を示す図面を参照して本発明について詳細に
説明する。

第１図は本発明の周波数シンセサイザ装置の一実施例を
示すブロック図を示す。

本実施例においては、制御電圧信号１０６を入力しそれ
に対応する周波数Ｆの発振信号１００を出力端子９９を
介して外部に出力する電圧制御発振器１と、周波数Ｆを
設定するためのディジタル信号１０７、ディジタル信号
１０８およびディジタル信号１０９を出力する周波数設
定信号発生器２と、ディジタル信号１０７を入力しそれ
に対応する周波数ｆ、の基準周波数信号１０１を出力す
る周波数シンセサイザ３と、発振信号１００と基準周波
数信号１０１とをそれぞれ分岐して入力し周波数ｆｎの
に次の逓倍周波数Ｋｆｎと周波数Ｆとの差の周波数＋Ｆ
−Ｋｆ、Ｉの差周波数信号１０２を出力するディジタル
ミキサ４と、基準周波数信号１０１とディジタル信号１
０８とを入力しディジタル信号１０８に対応する可変逓
降次数Ｍｎで周波数ｆｎを逓降し逓降周波数信号１０３
を出力する分周器５と、差周波数信号１０２とディジタ
ル信号１０９とを入力しディジタル信号１０９に対応す
る可変逓降次数Ｎｎで周波数Ｉ　Ｐ−Ｋ　ｆｎ　ｌを逓
降し逓降周波数信号１０４を出力する分周器６と、逓降
周波数信号１０３と逓降周波数信号１０４とを入力しこ
れ等の位相差を検出して位相差信号１０５を出力する位
相差比較器７と、位相差信号１０５を入力しその低周波
成分のみを通過させ制御電圧信号信号１０６として出方
する低域Ｆ波器８とを備えている。ただし上記において
ｎは０または正の整数（ｎ＝ｏ、１．２・・・川）であ
る。

周波数ｆｎが一定値を保ち、周波数Ｆが位相同期ループ
の位相同期範囲内にあるとき周波数ＦはＦ＝（Ｋ＋Ｎｎ
／Ｍｎ）　ｆイで与えられる値に同期されることは既に
説明した。

周波数設定信号発生器２は、周波数Ｆの設定値に対応し
て周波数シンセサイザ３がｆｎ＝（Ｍ０＋ｎｍ）ｆ、の
関係式を満足する周波数イ。ｒｆｌ、ｆ２・・・・・・
を発生するようにディジタル信号１０７を発生する。た
だしｆｏは周波数Ｆの所要の可変範囲の最低値を位相ロ
ックする基準周波数信号１０１の周波数、ｆ８は周波数
Ｆの変化のステップ周波数の所望値、Ｍｏ＝＝ｆｏ／ｆ
ａ　　である。ｍは正の整数であ）、各ｆｎ　Ｋ対応す
る周波′Ｐ、Ｆ’の位相ロック範囲が互に連続するよう
に１または一部分が重なるように選択する。

周波数設定信号発生器２が出力するディジタル信号１０
８は分周器５の逓降次数ＭｎをＭｎ＝Ｍ０＋ｎｍとなる
ように設定する。また周波数設定信号発生器２が出力す
るディジタル信号１０９は、分周器６の逓降次数Ｎ、を
、所望の周波数Ｆが得られるように設定する。

次に本実施例の動作について説明する。第４図は本実施
例における位相同期ループの特性を示すグラフである。

折線ａは、基準周波数信号１０１０周波数がｆｏのとき
のディジタルミキサ４の入力信号の周波数と出力信号の
周波数との関係を示す。

折線ａ上の太線で示した部分（周波数Ｆｏｔ−Ｆｏｈで
示す範囲）が位相同期範囲である。折線すは周波数ｆ、
のときの、また折線Ｃは周波数ｆ２のときの同様の関係
を示す。

周波数Ｆの設定値が第４図の領域Ａに含まれるとき、周
波数ｆｎおよび逓降次数ＭｎはｆｏおよびＭ。

に設定される。周波数Ｆの設定値の変化にともない逓降
次数Ｎｏも変化し、Ｎｏ″ｌ’だけ増減すると周波数Ｆ
はステップ周波数ｆ１だけ増減する。

周波数Ｆの設定値が領域Ａ内の上限の値からステ、プ周
波数ｆ＠たけ高く設定されると、周波数ｆｎおよび逓降
次数ＭｎはｆｌおよびＭｌに変更される。逓降次数Ｎｎ
はＮｏからＮ１＝Ｋｍ＋１の関係にあるＮ１に変更され
る。ただしこの場合のＮｏは領域Ａ内の上限の周波数Ｆ
に対応するＮｏ　の値である。周波数Ｆの設定値が領域
Ｂに含まれるとき周波数ｆｎおよび逓降次数Ｍｎはｆ、
およびＭ。

に設定され、周波数Ｆの設定値が領域Ｃに含まれるとき
周波数ｆ、および逓降次数Ｍｎはｆ２およびＭ！に設定
される。周波数Ｆの設定値が領域Ｂ内の上限の値からス
テ、プ周波数ｆ、だけ高く設定されるとき、逓降次数Ｎ
ｎはＮ、　＝　Ｎ、　−Ｋｍ　＋　１の関係にあるＮｔ
ｌｌＣ変更される。

以上説明したように周波数ｆｎ、逓降次数Ｍｎおよび逓
降次数Ｎｎを設定すれば、周波数Ｆを周波数ｆｎの１／
２　の限界を越えた広い周波数幅にわたって一定のステ
ップ周波数ｆ、で可変できる。

なお周波数ｆｎは、高安定度発振器の出力をディジタル
的に逓降・逓倍または周波数混合して発生できるような
低い周波数帯に選ぶことができる。

したがって周波数シンセサイザ３は公知の技術で容易に
実現できる。

〔発明の効果〕

以上詳細に説明したように、本発明の周波数シンセサイ
ザ装置は、基準周波数信号の発生源として周波数シンセ
サイザを用いるため、基準周波数信号の周波数の１／２
を超える周波数可変範囲をもつことができ、従って広い
周波数可変範囲の要求を満たすことができるという効果
があシ、しかもＩＣ化に適しているため、本発明を利用
する装置を小形にできるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の周波数シンセサイザ装置の一実施例を
示すブロック図、 第２図は従来の周波数シンセサイザ装置の一例を示すブ
ロック図、 第３図は第２図に示す従来の例の位相同期ループの特性
を示すグラフ、 第４図は第１図に示す本発明の実施例の位相同期ループ
の特性を示すグラフである。 １・・・・・・電圧制御発振器、２・・・・・・周波数
設定信号発生器、３・・・・・・周波数シンセサイザ、
４・・・・・・ディジタルミキサ、５，６・・自・・分
周器、７・・・・・・位相比較器、８・・・・・・低域
戸波器。 第　ｌ　凹 第　２　圀

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 制御電圧信号を入力しそれに対応する周波数の発振信号
   を出力する電圧制御発振器と、前記発振信号の周波数を
   設定するための第１、第２および第３のディジタル信号
   を出力する周波数設定信号発生器と、前記第１のディジ
   タル信号を入力しそれに対応する周波数の基準周波数信
   号を出力する周波数シンセサイザと、前記発振信号と前
   記基準周波数信号とを入力しこの基準周波数信号の周波
   数の逓倍周波数と前記発振信号の周波数との差の周波数
   の差周波数信号を出力するディジタルミキサと、前記基
   準周波数信号の一部と前記第２のディジタル信号とを入
   力しこの第２のディジタル信号に対応する逓降次数で前
   記基準周波数信号の周波数を逓降し第１の逓降周波数信
   号を出力する第１の分周器と、前記差周波数信号と前記
   第３のディジタル信号とを入力しこの第３のディジタル
   信号に対応する逓降次数で前記差周波数信号の周波数を
   逓降し第２の逓降周波数信号を出力する第２の分周器と
   、前記第１および第２の逓降周波数信号を入力しこれ等
   の位相差を検出して位相差信号を出力する位相比較器と
   、前記位相差信号を入力しその低周波成分のみを通過さ
   せて前記制御電圧信号として出力する低域ろ波器とを備
   えることを特徴とする周波数シンセサイザ装置。