JPH05129950A - Pll周波数シンセサイザ - Google Patents

Pll周波数シンセサイザ

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JPH05129950A
JPH05129950A JP3319982A JP31998291A JPH05129950A JP H05129950 A JPH05129950 A JP H05129950A JP 3319982 A JP3319982 A JP 3319982A JP 31998291 A JP31998291 A JP 31998291A JP H05129950 A JPH05129950 A JP H05129950A
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  • Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】高周波回路への影響が小さい回路構成の、IC
化されたPLL周波数シンセサイザを実現する。 【構成】比較的高電圧の高周波回路用電源電圧HFVcc
を受けVCO5に供給する端子70a、デジタル回路用
電源電圧SVccを受け位相比較回路3c等に供給する端
子70bの他に端子70cを設け、これを介して低い電
圧の電源電圧OSCVccを受け基本発振回路2等に供給
することで、従来通りの動作を可能とし、かつ、高周波
回路1に与える不所望な影響を抑えることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、PLL周波数シンセ
サイザに関し、詳しくは、ミニコンポ,ラジカセ等の音
響機器、テレビ,CATT・TV等の映像機器、有線放
送,無線等の受信装置などに用いられる電子同調用チュ
ーナのためのIC化されたPLL周波数シンセサイザに
関する。
【0002】
【従来の技術】正確な周波数の発振信号を発生する発振
回路には、通常、水晶発振器が用いられる。しかし、水
晶発振器は高価なうえにサイズが大きい。したがって、
必要とする発振信号の種類が少ない場合はよいが、多数
要る場合には、その発振信号の数だけ発振回路を並べる
のはコストやサイズの面から制約を受ける。そのような
場合であっても、全ての発振信号を同時に用いる場合は
少なく、大抵の場合には選択された小数の発振信号が用
いられるものである。例えば、電子同調用チューナの周
波数混合回路用の局所発振周波数信号の生成等において
は、周波数の異なる数十以上の多数の正確な発振信号が
必要とされるが、一時期に用いられるのはその中の1つ
である。
【0003】ここで、PLL周波数シンセサイザは、1
つの基本周波数信号から原理的には任意の有理数倍の周
波数を持つ発振信号を生成することができるものなの
で、このような局所発振周波数信号の生成等にはよく用
いられて、上述の如き制約を伴う水晶発振器を要する多
数の発振回路を代替する。このことを、以下、図を参照
しながら具体例をもって説明する。図4は、従来の構成
のPLL周波数シンセサイザを用いた電子同調回路のブ
ロック図を示したものである。1は高周波回路、2は基
本発振回路、3はシンセサイザ回路、4はローパスフィ
ルタ(以下、LPFと略記)、5は電圧制御発振回路
(以下、VCOと略記)、6はマイクロコンピュータ回
路(以下、MPUと略記)である。
【0004】高周波回路1は、高周波増幅回路1a、周
波数混合回路1bを具備して、アンテナが受信したAM
波やFM波等の高周波に局所発振周波数信号FSを混合
することで選択された特定の周波数の中間周波信号を出
力する。ただし、後半部は図示せず。基本発振回路2
は、水晶発振器を用いて構成されて、正確な周期を有す
る基本周波数信号FBを発生する。シンセサイザ回路3
は、可変分周回路3a,可変分周回路3bと、これらに
より分周された信号の位相及び周期を比較する位相比較
回路3cとを具備する。さらに、シンセサイザ制御回路
を具備して、外部のMPU6からの制御パラメータ等を
受け、それに従って前記の分周回路における分周比等を
定める。
【0005】LPF4,VCO5は、可変分周回路3
b,位相比較回路3cとともにフィードバックループを
構成する。そして、位相比較回路3cからの比較結果の
信号を受け、基本周波数信号FBの分周された信号と局
所発振周波数信号FSの分周された信号との比較結果が
等しくなるように、自身の出力信号である局所発振周波
数信号FSの周波数を増減する。MPU6は、図では詳
細構成が省略されているが、通常マイクロコンピュータ
及びインターフェイス等を具備し、必要な制御パラメー
タをシンセサイザ回路3へ設定したり、その状態を監視
したりする。
【0006】このような構成の下で、この電子同調回路
は、MPU6において同調周波数が1つ選択されて決め
られると、これに応じるパラメータを受けた上述のフィ
ードバックループすなわちPLL(フェイズロックルー
プ)の働きにより、1つの正確な周波数の基本周波数信
号FBから、その選択に対応する正確な周波数の局所発
振周波数信号FSを発生する。このようにしてVCO5
から出力された局所発振周波数信号FSは、周波数混合
回路1bに送られ、そこで中間周波数信号を選択するた
めに用いられる。
【0007】基本周波数信号FBから局所発振周波数信
号FSを生成するPLL周波数シンセサイザは、前述の
如く電子同調チューナ等に多用され需要も大きいので、
IC化されて一般に供給されている。このIC化の対象
部分は、基本発振回路2,シンセサイザ回路3,LPF
4,VCO5等からなるPLL周波数シンセサイザの回
路である。ただし、水晶発振器,容量の大きいコンデン
サ,高速大駆動能力のドライブ用トランジスタ等はIC
化できないので外付けされることとなる。なお、図4の
例では、さらに、高周波回路1の一部である周波数混合
回路1bをも、同一IC内に集積した場合の電子同調P
LL周波数シンセサイザIC7を、破線をもって示して
いる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
構成の回路では、高周波回路1及びVCO5は、高速性
及び耐雑音性を要求されるため、比較的高めの電源電圧
HFVccを必要とする。この電源電圧HFVccが低い
と、感度やダイナミックレンジが低下し、選択度も落ち
て混信しやすくなるため、例えば9V,12V等が用い
られる。一方、シンセサイザ回路3は、デジタル回路で
あり、外部のMPU6との整合等の関係もあって、通
常、MPU6用の電源電圧MPUVccと同じ5V程度の
電圧の電源電圧SVccが用いられる。
【0009】このため、電子同調PLL周波数シンセサ
イザIC7には2つの電源端子7a,7bが設けられて
いる。そして、電子同調PLL周波数シンセサイザIC
7は、端子7aを介して外部から電源電圧HFVccを受
け、それをVCO5及び周波数混合回路1bに供給し、
さらに、端子7bを介して外部から電源電圧SVccを受
け、それを基本発振回路2及びシンセサイザ回路3に供
給することで動作する。しかし、PLL周波数シンセサ
イザと高周波回路は、密接に関連しあって協動するの
で、また、高周波回路内の信号及び局所発振周波数信号
FSを長い配線により伝搬するのは耐雑音性等の観点か
らも困難なので、これらは、必然的に近接して配置さ
れ、場合によっては上述の説明の如く一部混在して構成
されることもある。
【0010】このため、輻射や回り込み等による不所望
な影響を相互に与えやすく、特に、高速で急峻にスイッ
チングする基本発振回路からの高調波成分による妨害波
の高周波回路への影響は大きく、電子同調チューナ開発
設計工数の増大や装置の性能,信頼性の低下等を招くた
め、問題である。この発明の目的は、このような従来技
術の問題点を解決するものであって、高周波回路への影
響が小さいPLL周波数シンセサイザの回路構成を実現
し、高性能な電子同調PLL周波数シンセサイザICを
提供することである。
【0011】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るこの発明の構成のPLL周波数シンセサイザは、PL
Lを構成する基本発振回路,可変分周回路,位相比較回
路,ローパスフィルタ,電圧制御発振回路をIC内に集
積して、第1,第2,第3の端子を備え、基本発振回路
の発生する基本周波数信号を外部から設定された第1の
分周比で分周し、電圧制御発振回路の発生する局所発振
周波数信号を外部から設定された第2の分周比で分周
し、これらの分周された信号を位相比較回路で比較し、
その比較結果が等しくなるように前記電圧制御発振回路
を制御するPLLにより、高周波回路用の前記局所発振
周波数信号を発生し、第1の端子を介する外部からの第
1の電源電圧を前記電圧制御発振回路(又は、前記電圧
制御発振回路及び前記高周波回路)に供給し、第2の端
子を介する外部からの第2の電源電圧を前記位相比較回
路に供給し、第3の端子を介する外部からの第3の電源
電圧を前記基本発振回路に供給するものである。
【0012】また、この発明の他の構成のPLL周波数
シンセサイザは、PLLを構成する基本発振回路,可変
分周回路,位相比較回路,ローパスフィルタおよび電圧
制御発振回路をIC内に集積して、第1,第2,第3の
端子を備え、基本発振回路の発生する基本周波数信号を
外部から設定された第1の分周比で分周し、電圧制御発
振回路の発生する局所発振周波数信号を外部から設定さ
れた第2の分周比で分周し、これらの分周された信号を
位相比較回路で比較し、その比較結果が等しくなるよう
に前記電圧制御発振回路を制御するPLLにより、高周
波回路用の前記局所発振周波数信号を発生し、第1の端
子を介する外部からの第1の電源電圧を前記電圧制御発
振回路(又は、前記電圧制御発振回路及び前記高周波回
路)に供給し、第2の端子を介する外部からの第2の電
源電圧を前記位相比較回路に供給し、第2,第3の端子
間に降圧回路を内蔵し、第3の端子を介して外部に平滑
回路を接続され、第3の端子の電圧を第3の電源電圧と
して前記基本発振回路に供給するものである。
【0013】さらに、この発明の別の構成のPLL周波
数シンセサイザは、PLLを構成する基本発振回路,可
変分周回路,位相比較回路,ローパスフィルタおよび電
圧制御発振回路をIC内に集積して、第1,第2,第3
の端子を備え、基本発振回路の発生する基本周波数信号
を外部から設定された第1の分周比で分周し、電圧制御
発振回路の発生する局所発振周波数信号を外部から設定
された第2の分周比で分周し、これらの分周された信号
を位相比較回路で比較し、その比較結果が等しくなるよ
うに前記電圧制御発振回路を制御するPLLにより、高
周波回路用の前記局所発振周波数信号を発生し、第1の
端子を介する外部からの第1の電源電圧を前記電圧制御
発振回路(又は、前記電圧制御発振回路及び前記高周波
回路)に供給し、第1,第2の端子間に第1の降圧回路
を内蔵し第2の端子を介して外部に第1の平滑回路を接
続され第2の端子の電圧を第2の電源電圧としてを前記
位相比較回路に供給し、第2,第3の端子間に第2の降
圧回路を内蔵し第3の端子を介して外部に第2の平滑回
路を接続され第3の端子の電圧を第3の電源電圧として
前記基本発振回路に供給するものである。ただし、これ
らの何れの構成にあっても、水晶発振器,容量の大きい
コンデンサ,高速大駆動能力のドライブ用トランジスタ
等はIC内には集積できないので外付けされる。
【0014】
【作用】このような構成の、この発明のPLL周波数シ
ンセサイザにあっては、3つの端子に、それぞれ異なる
電源電圧が供給され又は降圧により発生する。そして、
これらの電圧は、1つの端子におけるものが高周波回路
用の比較的高い例えば9〜12Vであって電圧制御発振
回路に供給され、他の端子におけるものがそれより低く
て例えば5V程度であって位相比較回路等に供給され、
別の端子におけるものがさらにそれより低くて例えば3
V程度であって基本発振回路に供給される。
【0015】したがって、高周波回路と同じ電源電圧で
動作する電圧制御発振回路の出力する局所発振周波数信
号は高周波回路との整合性がよく、また、位相比較回路
を含むシンセサイザ回路は通常のデジタル回路用の電源
電圧で動作するので外部の制御等を司るデジタル回路と
の整合性がよく、しかもシンセサイザ回路の電源電圧と
電圧制御発振回路のそれとの電圧差が大きくはないので
ローパスフィルタおよび電圧制御発振回路を駆動するこ
ともできる。さらに、基本発振回路は従来より低い電圧
の電源電圧のもとで発振するので、スイッチング時に放
散する妨害波のエネルギーレベルが小さく、しかも、シ
ンセサイザ回路との電源電圧差が大きくはないので基本
発振回路はシンセサイザ回路と協動することが可能であ
る。つまり、この発明のIC化されたPLL周波数シン
セサイザは、従来通りの作動が可能であって、なおか
つ、高周波回路に対して与える不所望な影響が小さいも
のである。
【0016】
【実施例】以下、この発明の構成のPLL周波数シンセ
サイザの一実施例を説明する。図1は、そのPLL周波
数シンセサイザを応用した実施例としての電子同調回路
のブロック図であり、従来例の図4に対応するものであ
る。ここで、1は高周波回路、2は基本発振回路、3は
シンセサイザ回路、4はローパスフィルタ(LPF)、
5は電圧制御発振回路(VCO)、6はマイクロコンピ
ュータ回路(MPU)である。
【0017】また、破線をもって示される電子同調PL
L周波数シンセサイザIC70は、基本発振回路2,シ
ンセサイザ回路3,LPF4,VCO5等からなるPL
L周波数シンセサイザの回路を1つのIC内に具備する
ものである。ただし、水晶発振器,容量の大きいコンデ
ンサ,高速大駆動能力のドライブ用トランジスタ等はI
C化できないので外付けされている(図では代表例とし
てコンデンサを表示している)。なお、図1の例では、
従来例と同様、さらに、高周波回路1の一部である周波
数混合回路1bをも、同一IC内に集積している。しか
し、ICの電源用端子の数は増えており、外部から供給
される3種類の電源電圧HFVcc,SVcc,OSCVcc
を受けるために、3つの端子70a,70b,70cを
具備している。
【0018】高周波回路1は、アンテナが受信したAM
波やFM波等の高周波を受け選択された周波数の中間周
波信号を出力するものであるが、そのために、その高周
波を増幅する高周波増幅回路1a、中間周波信号を選択
するため高周波増幅回路1aの出力に局所発振周波数信
号FSを混合する周波数混合回路1bを具備する。そし
て、電源電圧としては、通常9V〜12Vの電源電圧H
FVccを受けて動作する。基本発振回路2は、水晶発振
器を用いて構成され、その働きによって温度変化や経時
変化の影響をほとんど受けない正確な周期を有する基本
周波数信号FBを発生する。この基本発振回路2は、電
源電圧として、通常3V程度の電源電圧OSCVccを受
けて動作するので、スイッチング時の雑音エネルギーが
小さくて、高周波回路1に与える妨害が少なくて済む。
【0019】シンセサイザ回路3は、基本周波数信号F
Bを分周する可変分周回路3aと、局所発振周波数信号
FSを分周する可変分周回路3bと、これらの分周され
た信号の位相及び周期を比較する位相比較回路3cとを
具備する。さらに、シンセサイザ制御回路を具備して、
外部のMPU6からの制御パラメータ等を受け、それに
従って前記の分周回路3a,3bにおける分周比等を定
める。電源電圧としては、通常5V程度の電源電圧SV
ccを受けて動作するので、同程度の電源電圧MPUVcc
の供給を受けるMPU6との整合がよい、また、電源電
圧HFVccと電源電圧OSCVccとの中間の電圧なの
で、それらの電圧との差が少なく、基本発振回路2及び
LPF4,VCO5とも協動できる。
【0020】LPF4は、位相比較回路3cからの比較
結果の信号を受け、これから不所望な高周波側の成分を
取り除いて、電圧制御発振回路5への制御信号を発生す
る。VCO5は、LPF4からの制御信号に従って、す
なわち、基本周波数信号FBの分周された信号と局所発
振周波数信号FSの分周された信号との比較結果に応じ
て、自身の出力信号である局所発振周波数信号FSの周
波数を増減して、その比較結果が等しくなるように制御
する。電源電圧としては、高周波回路1と同じ電源電圧
HFVccを受けて動作するので、高周波回路1との整合
性がよく、そのため、高周波回路の性能を低下させるこ
とがない。
【0021】MPU6は、図では詳細構成が省略されて
いるが、通常マイクロコンピュータ等を具備し、装置の
操作による入力や表示のための出力等も行い、それに応
じて必要な制御パラメータ例えば分周比等をシンセサイ
ザ回路3へ設定したり、その状態例えばPLLがロック
したか否か等を監視したりする。電源電圧としては、通
常電源電圧SVccと同じ5V程度の電源電圧MPUVcc
を受けて動作する。
【0022】このような構成の下で、この電子同調回路
は、MPU6において同調周波数が選択されると、1つ
の正確な周波数の基本周波数信号FBから、その選択に
対応する正確な周波数の局所発振周波数信号FSを発生
することができる。詳述すると、MPU6において同調
周波数が選択されて1つの周波数が決定されると、それ
に対応した制御パラメータがシンセサイザ回路3に設定
される。これによって、可変分周回路3a,3bにおけ
る分周比が定まる。この状態で、可変分周回路3b、位
相比較回路3c、LPF4、VCO5が構成するフィー
ドバックループにより局所発振周波数信号FSの周波数
が制御されて、正確な周波数の基本周波数信号FBから
分周比の比に正確に従う周波数の局所発振周波数信号F
Sが生成される。基本周波数信号FBが10.24MH
zとして具体的な数値例をあげると、局所発振周波数信
号FSに16.27MHzが欲しいときは可変分周回路
3a,3bにそれぞれ分周比2048と3254を設定
し、16.725MHzが欲しいときは可変分周回路3
a,3bにそれぞれ分周比2048と3345を設定す
ればよい。
【0023】このようにしてVCO5から出力された局
所発振周波数信号FSは、周波数混合回路1bに送ら
れ、そこで増幅された高周波と混合されて、中間周波信
号を選択するために用いられる。したがって、この発明
の構成の電子同調PLL周波数シンセサイザIC70を
用いた電子同調回路は、従来と同様の信号処理を行うこ
とが可能であり、しかも、基本発振回路2からの高周波
回路1に対する妨害波が減少した分だけ、性能が向上し
ている。なお、シンセサイザ回路3の全ての要素を電源
電圧SVccで動作させる必要はなく、例えば、可変分周
回路3a等は基本発振回路2と同じ電源電圧OSCVcc
で動作させても同様の作用効果である。
【0024】また、この発明の他の構成の実施例を、図
2に示すが、図1の実施例との相違は、端子70cを介
して外部にコンデンサCc等からなる平滑回路が接続さ
れることと、端子70bと端子70cとの間でIC内に
抵抗Rc等からなる降圧回路を有することである。この
ような構成により、図1の実施例における電源電圧OS
CVccと同等の電源電圧が、端子70cを介して基本発
振回路2等に供給されるので、その作用効果は上述の実
施例におけるものと全く同様である。
【0025】また、この発明の別の構成の実施例を、図
3に示すが、図1の実施例との相違は、端子70bを介
して外部にコンデンサCb等からなる平滑回路が接続さ
れることと、端子70cを介して外部にコンデンサCc
等からなる平滑回路が接続されることと、端子70aと
端子70bとの間でIC内に抵抗Rb等からなる降圧回
路を有することと、端子70bと端子70cとの間でI
C内に抵抗Rc等からなる降圧回路を有することであ
る。
【0026】このような構成により、図1の実施例にお
ける電源電圧SVccと同等の電源電圧が端子70bを介
してシンセサイザ回路3等に供給され、さらに電源電圧
OSCVccと同等の電源電圧が端子70cを介して基本
発振回路2等に供給されるので、その作用効果は上述の
実施例におけるものと全く同様である。なお、上述の他
の構成,別の構成の実施例における内蔵の降圧回路又は
外部の平滑回路に並列に、ツェナーダイオード等からな
る基準電圧発生回路が、IC内に内蔵され又は端子70
b,70cを介して外部に接続されていてもよい。
【0027】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、この発
明の構成のPLL周波数シンセサイザにあっては、高速
で急峻にスイッチングする基本発振回路の電源電圧を下
げてその動作レベルを下げ、輻射や回り込み等による不
所望な影響の原因となる高調波成分による妨害波を抑制
することができる。その結果、高周波回路への影響が小
さいPLL周波数シンセサイザを実現し高性能な電子同
調PLL周波数シンセサイザICを提供することがで
き、電子同調チューナ開発設計工数の短縮や装置の性
能,信頼性の向上にも貢献することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の構成のPLL周波数シンセサイザを
用いた一実施例としての電子同調回路のブロック図であ
る。
【図2】この発明の他の構成のPLL周波数シンセサイ
ザを用いた他の実施例としての電子同調回路のブロック
図である。
【図3】この発明の別の構成のPLL周波数シンセサイ
ザを用いた別の実施例としての電子同調回路のブロック
図である。
【図4】従来の構成のPLL周波数シンセサイザを用い
た電子同調回路のブロック図である。
【符号の説明】 1…高周波回路 2…基本発振回路 3…シンセサイザ回路 4…ローパスフィルタ回路 5…電圧制御発振回路 6…マイクロコンピュータ回路 7…電子同調PLL周波数シンセサイザIC 70…電子同調PLL周波数シンセサイザIC FB…基本周波数信号 FS…局所発振周波数信号

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】基本発振回路の発生する基本周波数信号を
    外部から設定された第1の分周比で分周し、電圧制御発
    振回路の発生する局所発振周波数信号を外部から設定さ
    れた第2の分周比で分周し、これらの分周された信号を
    位相比較回路で比較し、その比較結果が等しくなるよう
    に前記電圧制御発振回路を制御するPLLにより、高周
    波回路用の前記局所発振周波数信号を発生する、IC化
    されたPLL周波数シンセサイザにおいて、 第1,第2,第3の端子を備え、第1の端子を介する外
    部からの第1の電源電圧を前記電圧制御発振回路(又
    は、前記電圧制御発振回路及び前記高周波回路)に供給
    し、第1の電源電圧より低い、第2の端子を介する外部
    からの第2の電源電圧を前記位相比較回路に供給し、第
    1の電源電圧より低い、第3の端子を介する外部からの
    第3の電源電圧を前記基本発振回路に供給することを特
    徴とするPLL周波数シンセサイザ。
  2. 【請求項2】基本発振回路の発生する基本周波数信号を
    外部から設定された第1の分周比で分周し、電圧制御発
    振回路の発生する局所発振周波数信号を外部から設定さ
    れた第2の分周比で分周し、これらの分周された信号を
    位相比較回路で比較し、その比較結果が等しくなるよう
    に前記電圧制御発振回路を制御するPLLにより、高周
    波回路用の前記局所発振周波数信号を発生する、IC化
    されたPLL周波数シンセサイザにおいて、 第1,第2,第3の端子を備え、第1の端子を介する外
    部からの第1の電源電圧を前記電圧制御発振回路(又
    は、前記電圧制御発振回路及び前記高周波回路)に供給
    し、第1の電源電圧より低い、第2の端子を介する外部
    からの第2の電源電圧を前記位相比較回路に供給し、第
    2,第3の端子間に降圧回路を内蔵し、第3の端子を介
    して外部に平滑回路を接続され、第3の端子の電圧を第
    3の電源電圧として前記基本発振回路に供給することを
    特徴とするPLL周波数シンセサイザ。
  3. 【請求項3】基本発振回路の発生する基本周波数信号を
    外部から設定された第1の分周比で分周し、電圧制御発
    振回路の発生する局所発振周波数信号を外部から設定さ
    れた第2の分周比で分周し、これらの分周された信号を
    位相比較回路で比較し、その比較結果が等しくなるよう
    に前記電圧制御発振回路を制御するPLLにより、高周
    波回路用の前記局所発振周波数信号を発生する、IC化
    されたPLL周波数シンセサイザにおいて、 第1,第2,第3の端子を備え、第1の端子を介する外
    部からの第1の電源電圧を前記電圧制御発振回路(又
    は、前記電圧制御発振回路及び前記高周波回路)に供給
    し、第1,第2の端子間に第1の降圧回路を内蔵し第2
    の端子を介して外部に第1の平滑回路を接続され第2の
    端子の電圧を第2の電源電圧として前記位相比較回路に
    供給し、第2,第3の端子間に第2の降圧回路を内蔵し
    第3の端子を介して外部に第2の平滑回路を接続され第
    3の端子の電圧を第3の電源電圧として前記基本発振回
    路に供給することを特徴とするPLL周波数シンセサイ
    ザ。
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