JPH02233019A - 周波数シンセサイザ - Google Patents

周波数シンセサイザ

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JPH02233019A
JPH02233019A JP1053386A JP5338689A JPH02233019A JP H02233019 A JPH02233019 A JP H02233019A JP 1053386 A JP1053386 A JP 1053386A JP 5338689 A JP5338689 A JP 5338689A JP H02233019 A JPH02233019 A JP H02233019A
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JP
Japan
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frequency
output
value
reference signal
switching circuit
Prior art date
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Pending
Application number
JP1053386A
Other languages
English (en)
Inventor
Kenzo Urabe
健三 占部
Yoichi Okubo
陽一 大久保
Katsumi Ushiyama
牛山 勝實
Sanetoshi Hirokane
広兼 実俊
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kokusai Denki Electric Inc
NTT Inc
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Kokusai Electric Co Ltd
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Publication date
Application filed by Nippon Telegraph and Telephone Corp, Kokusai Electric Co Ltd filed Critical Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Publication of JPH02233019A publication Critical patent/JPH02233019A/ja
Pending legal-status Critical Current

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  • Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (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。

Description

【発明の詳細な説明】 (発明の属する技術分野) 本発明は、出力周波数の任意可変設定機能を有するP 
L L (Phase Locked Loop)構成
を用いた周波数シンセサイザの改良に関する。
(従来技術とその問題点) 出力周波数を可変設定できるPLL構成を用いた周波数
シンセサイザとして、従来は、電圧制御発振器(VCO
)の出力を可変分周器を用いて分周した帰還信号と周波
数一定の基準信号とを位相比較器に入力し、上記位相比
較器の出力をループフィルタを介して■COに帰還する
という構成が広く応用されている。しかしながらこの構
成では、前記可変分周器の回路規模が大きくなるという
欠点がある。また、設定できる出力周波数は前記基準信
号の周波数の整数倍に限られるため、設定周波数のピッ
チを小さく設定したい場合、前記ループフィルタの時定
数を大きく設定する必要が生じ、周波数の切替時間が長
くなる等の不具合が生ずる。
(発明の目的) 本発明の目的は、前記従来の構成における可変分周器等
の回路規模増大の要因を取り除くとともに、設定できる
出力周波数の自由度を向上し、設定周波数のピッチと周
波数切替時間の依存関係から生ずる不具合を解決し、小
形化,IC化に適する周波数シンセサイザを提供するこ
とにある。
(発明の構成および作用) 〔構 成〕 第1図は、本発明の一実施例を示す構成のブロック図で
ある。図において、△φは外部から与えられる基準位相
増加ステップ値(ディジタル値)、f CLKはΔφの
積算タイミングを与える周波数でfctw=’lのクロ
ック信号入力、1はΔφのmodulo 2 ’の積算
回路で、この回路はMビットの加算器と(M+1)ビッ
トのレジスタとで容易に構成できる。
Aは積算回路1の積算出力(ディジタル値)、Cは積算
回路1のキャリー(オーバフロー)ビット出力、2はキ
ャリービットCによって制御される補数切替回路で、C
=“1゜゛のとき積算出力Aの1の補数値を、またC=
“0”のとき積算出力Aをそれぞれ切替出力する機能を
有する。同機能は排他的論理和回路を用いて容易に実現
できる。
3は補数切替回路2の出力として得られる積算出力Aの
例えばOから最大値までのディジタル値をアドレスとし
、その各アドレスの値が余弦波形のθ=0゜から180
゜までの半サイクルの波形を示すデータを予め記憶させ
るR O M (Read Only Mel1ory
)、4は補数切替回路2の出力もしくはROM3の出力
を入力し、そのディジタル数値をアナログ値に変換する
D/A変換器、5はD/A変換器4の出力の高調波成分
を除去する低域ろ波器、6は低域ろ波器出力を基準信号
入力とする位相比較器、7は位相比較器出力に接続され
るループフィルタ、8は電圧制御発振器(VCO)、9
はVC08の出力周波数を予め設定したP(固定値)分
周する固定分周器でその出力は帰還信号として位相比較
器6の他方の入力へ接続される。
なお、6,7,8.9はいわゆるPLLを構成しており
、1,2,3,4.5は上記PLL構成部分に供給する
基準信号の生成回路を構成している。
〔作 用〕
第1図の構成例に基づく本発明の作用を第2図と数式を
用いて次に説明する。第2図は第1図の補数切替回路2
の出力値の時間変化例を示した波形図である. 今、時刻0において、積算回路1の積算出力A一〇.キ
ャリービット出力c= ”o”とする.以降、積算回路
1はクロック信号f CLKの1周期毎(1/fcL*
 )に、基準位相増加化ステップ値Δφの積算を続け、
その積算出力値Aが補数切替回路2の出力に現れるので
第2図に示すように、この出力値はΔφのステップで階
段状に上昇する。次に、時刻■に到り、Aの値が2M以
上に到達すると、キャリービットCが゜“1”に変化す
ると共にAの値はModulo 2 ’の積算動作によ
り、第2図の2M値を超えて波線で示した仮の積算値か
ら2′4を差し引いた値に下降し、再びΔφのステップ
で上昇してゆくが、このとき、補数切替回路2はAの補
数値を出力するので、第2図の実線に示すように時刻の
でのAの補数値からΔφのステップで階段状に下降して
ゆく。この.下降動作は時刻■において、Aの値が再び
2H以上に到達(補数切替回路の出力値がO以下に到達
)し、再びキャリービットCが″0″に変化するまで継
続する。時刻■以降は時刻0以降と同様の動作を繰り返
す。
以上の動作から、時刻がOから■までの補数切替回路2
の出力値は、三角形階段波形値を呈することになるが、
その周期長TI  (第2図の時刻O〜■の時間幅)は
平均的に次式で与えられることが明らかである。
(1)式より、補数切替回路2の三角形階段波形の基本
周波数fllは となる。
さて、ここでROM3のある場合とない場合について説
明する。説明を簡単にするためにM=3すなわち積算出
力Aの最大値が2M−1=7の場合を考える。第3図は
、補数切替回路2の出力値とROM3のアドレス対デー
タの関係を示す説明図である. 先ず、ROM3のない場合、すなわち第1図の回路で一
点鎖線で補数切替回路2とD/A変換器4とを直接接続
した場合、第3図(a)において、破線で示した積算器
1の積算出力Aは、補数切替回路2によって実線で示し
たように三角形階段波形となりこれが連続してD/A変
換器4に入力され、同様の波形値のアナログ波形が得ら
れる。このアナログ波形は、低域ろ波器5によって高調
波成分が除かれて位相比較器6に入力される。
一方、ROM3を第1図のように接続し、破線で示した
ようにD/A変換器4に接続した場合、ROM3に、M
=3のときの積算出力AがOがら順次その最大値7まで
のアドレスに余弦波形の振幅に相当するデータ(値)を
予め記憶させておく。
従って、第3図(a)に実線で示した補数切替回路2の
三角形階段波形値がROM3に入力されてアクセスする
とアドレスはO→1→2→・・−→6→7→7→6−・
→0→・−と変化しROM3に予め記憶している余弦波
形を形成するデータを読み出して出力されD/A変換器
4でD/A変換される。D/A変換されたアナログ信号
はほぼ完全な余弦波形に近いため低域ろ波器5のろ波特
性に対する要求が緩和される。
上記いずれの場合も、D/A変換器4から得られる出力
の基本周波数は(2)式で与えられる。
低域ろ波器5は、D/A変換器4の出力から高調波成分
を除去し、基本周波数fiの成分のみを抽出して位相比
較器6の基準信号入力として供給するので、位相比較器
6,ループフィルタ7, VC08,固定分周器9によ
るPLL構成により、vcosの出力周波数即ち、本発
明の周波数ジンセサイザの出力周波数f0は次式で与え
られる。
fo  =P−fm    (Hz)        
・−13)よって、(2)式と(3)式より最終的に次
式を得る,上記(4)式は、本発明の周波数シンセサイ
ザの出力周波数r0が、設定周波数ビッチ;P・fct
*/2H″’  (Hz)の整数(Δφ)倍で任意に設
定できることを示しており、かつ基準信号の周波数はf
uであって(2)式で与えられているから、設定周波数
ピッチが小さい場合でも次の不等式 Δφ> P       一一一一一・−・一一−−一
・=一・−一一−一−一−−・・・・・・・(5)を満
足する範囲でΔφを設定するように設計すればfRは充
分大きく設定でき、周波数切替時間が長くなる等の不具
合が発生しない。
次に、以上に述べた本発明による周波数シンセサイザを
、ダブルスーパーヘテログイン受信機の第2局部発振回
路に応用した場合の設計の一興体例をとりあげ、その有
用性を吟味してみる。
ここで、第1中間周波数; 90MIlz ,第2中間
周波数; 455kHz、第2局部発振周波数; 89
.545M}Iz(= f O)とし、f0を50Hz
の整数倍のピッチで±3kHzの範囲で周波数オフセッ
トする場合を考える。
この様な周波数オフセットの機能は、受信中心周波数の
微調整や、隣接チャネル干渉波の回避手段の一部に応用
する場合等に極めて有効である。
今、前述の各パラメータを夫々、M”31, fctK
=800kHz,  P = 2 10=1024とす
ると、Δφの設定値は(4)式により、第1表のように
与えられる.第  1  表 上記のΔφの設定値は、29ビットの2進整数値で表現
でき、かつ、P=1024よりも充分に大きい。
このため、(2)式による基準信号の周波数f.はf 
* ’i87.443〜87.449   (kHz 
)の範囲となり、設定周波数ピッチ50H2に比べて十
分大きく設定できるので、周波数切替時間を短くできる
.上記の表によれば目標オフセット値(nX50Hz,
 −60≦n≦+60)に対する設定オフセット値の誤
差は±0.111z以内であり、水晶発振器の発振周波
数誤差以下となっていることも確認できる。
(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
ザの構成では、PLL構成におけるvCOの出力の分周
は、固定分周比を採用しているので分周器が簡易となり
、回路規模を小さくすることができる.また、出力周波
数を微調整する等の目的のため、設定周波数ピッチを極
めて小さくする必要がある場合においても、基準信号の
周波数を太き《設定することができ、周波数切替時間が
長くなる等の不具合を生じない.さらに、基準信号を生
成する部分のほとんどは論理動作に基づいているため、
回路の小形化,IC化に適するという生産上の利点があ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示す回路のブロック図、第
2図は第1図の補数切替回路2の出力値のタイムチャー
ト、第3図は補数切替回路の出力値とROMのアドレス
対データの説明図である。 ■・・・積算器、 2・・・補数切替回路、 3・・・
ROM,  4・・・D/A変換器、 5・・・LPF
,6・・・位相比較器、 7・・・ループフィルタ、8
・・・VCO、 9・・・固定分周器。 ′I$1 図

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)外部から入力されるディジタル値で表現された基
    準位相増加ステップ値を外部から入力される繰り返し周
    波数一定のクロックのタイミングに従ってmodulo
    2^M(Mは自然数)で積算した積算出力(ディジタル
    値)とキャリービットとを出力する積算回路と、 前記キャリービットの入力毎に極性を変化する2安定回
    路の状態に従って前記積算出力もしくはその補数値を切
    替出力する補数切替回路と、該補数切替回路の出力値を
    アナログ値に変換するD/A変換器と、 該D/A変換器の出力の高調波成分を除去して基準信号
    を出力する低域ろ波器と、 電圧制御発振器の出力を予め設定された分周比で分周し
    た分周信号と前記基準信号との位相差を検出して該検出
    された位相差に対応して前記電圧制御発振器の出力周波
    数を制御するように構成された位相同期ループ(PLL
    )とを備えて、 前記基準位相増加ステップ値を変えることによって前記
    基準信号の周波数を変化させ、前記電圧制御発信器の出
    力周波数を制御するように構成された周波数シンセサイ
    ザ。
  2. (2)前記補数切替回路と前記D/A変換器との間に、
    該補数切替回路の出力によって、予め記憶させてある該
    補数切替回路の出力値をアドレスとして余弦波形の0°
    から180°までの半サイクルの振幅データを順次読み
    出すことのできるROMを設けたことを特徴とする特許
    請求の範囲第1項記載の周波数シンセサイザ。
JP1053386A 1989-03-06 1989-03-06 周波数シンセサイザ Pending JPH02233019A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0629744A (ja) * 1991-12-28 1994-02-04 Intaanix Kk 位相ロック・ループ用デジタル信号処理型基準周波数発生回路

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5811121A (ja) * 1981-07-10 1983-01-21 Sekisui Plastics Co Ltd 雨戸等の積層板の製造方法

Patent Citations (1)

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