JPH05327493A - Pllシンセサイザ - Google Patents
PllシンセサイザInfo
- Publication number
- JPH05327493A JPH05327493A JP4148054A JP14805492A JPH05327493A JP H05327493 A JPH05327493 A JP H05327493A JP 4148054 A JP4148054 A JP 4148054A JP 14805492 A JP14805492 A JP 14805492A JP H05327493 A JPH05327493 A JP H05327493A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- frequency
- output
- controlled oscillator
- voltage
- voltage controlled
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03L—AUTOMATIC CONTROL, STARTING, SYNCHRONISATION OR STABILISATION OF GENERATORS OF ELECTRONIC OSCILLATIONS OR PULSES
- H03L2207/00—Indexing scheme relating to automatic control of frequency or phase and to synchronisation
- H03L2207/10—Indirect frequency synthesis using a frequency multiplier in the phase-locked loop or in the reference signal path
Landscapes
- Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】ループ帯域におけるC/Nを改善し、ループ帯
域を拡げて周波数切換を高速にする。 【構成】基準発振器(21)と、電圧制御型発振器(2
6)と、電圧制御型発振器(26)の出力周波数(f
VCO )を分周するための分周回路(30)と、基準発振
器(21)の出力と分周回路(30)の出力との位相を
比較してて位相比較出力(V1)を電圧制御型発振器
(26)に供給するための位相比較器(24)とを備
え、分周回路(30)の分周比を変更することで電圧制
御型発振器(26)から対応の出力周波数を得るPLL
シンセサイザにおいて、電圧制御型発振器(26)から
は基本波および高調波成分が生成出力されるとともに、
電圧制御型発振器(26)の出力から1より大きい値で
逓倍(N倍)した高調波成分を抽出するバンドパスフィ
ルタ(40)を備え、分周回路(30)に供給する構成
としたPLLシンセサイザ。
域を拡げて周波数切換を高速にする。 【構成】基準発振器(21)と、電圧制御型発振器(2
6)と、電圧制御型発振器(26)の出力周波数(f
VCO )を分周するための分周回路(30)と、基準発振
器(21)の出力と分周回路(30)の出力との位相を
比較してて位相比較出力(V1)を電圧制御型発振器
(26)に供給するための位相比較器(24)とを備
え、分周回路(30)の分周比を変更することで電圧制
御型発振器(26)から対応の出力周波数を得るPLL
シンセサイザにおいて、電圧制御型発振器(26)から
は基本波および高調波成分が生成出力されるとともに、
電圧制御型発振器(26)の出力から1より大きい値で
逓倍(N倍)した高調波成分を抽出するバンドパスフィ
ルタ(40)を備え、分周回路(30)に供給する構成
としたPLLシンセサイザ。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、位相同期回路(PL
L)周波数シンセサイザであるPLLシンセサイザに関
する。
L)周波数シンセサイザであるPLLシンセサイザに関
する。
【0002】
【従来の技術】従来、PLLシンセサイザは、図2に示
すように構成されている。基準発振器1は、分周器(1
/R2 )2を介して位相比較器(P,C)4に接続され
ている。一方、電圧制御型発振器(VCO)6は、RF
アンプ8と分周器(1/M2 )10を介して位相比較器
4に接続されている。位相比較器4と電圧制御型発振器
6の間にはローパスフィルタ(L,P,F)12が設け
られている。電圧制御型発振器6にはRFアンプ14が
接続されている。
すように構成されている。基準発振器1は、分周器(1
/R2 )2を介して位相比較器(P,C)4に接続され
ている。一方、電圧制御型発振器(VCO)6は、RF
アンプ8と分周器(1/M2 )10を介して位相比較器
4に接続されている。位相比較器4と電圧制御型発振器
6の間にはローパスフィルタ(L,P,F)12が設け
られている。電圧制御型発振器6にはRFアンプ14が
接続されている。
【0003】このようなPLLシンセサイザは、次のよ
うな動作をする。基準発振器1は出力周波数fTCXOを出
力する。出力周波数fTCXOは分周器2により1/R2 分
周され、出力信号fTCXO/R2 を得る。電圧制御型発振
器6の出力周波数fVCO はRFアンプ8で増幅し分周器
10で1/M2 分周され、出力信号fVCO /M2 を得
る。出力信号fTCXO/R2 と出力信号fVCO /M2 とは
位相比較器4により周波数の位相差が比較され、位相比
較器4はその位相差に応じた差信号電圧Vを出力する。
この差信号電圧Vは、ローパスフィルタ12で高調波成
分が取除かれたあと、電圧制御型発振器6の発振出力周
波数である出力信号fVCO をコントロールする。
うな動作をする。基準発振器1は出力周波数fTCXOを出
力する。出力周波数fTCXOは分周器2により1/R2 分
周され、出力信号fTCXO/R2 を得る。電圧制御型発振
器6の出力周波数fVCO はRFアンプ8で増幅し分周器
10で1/M2 分周され、出力信号fVCO /M2 を得
る。出力信号fTCXO/R2 と出力信号fVCO /M2 とは
位相比較器4により周波数の位相差が比較され、位相比
較器4はその位相差に応じた差信号電圧Vを出力する。
この差信号電圧Vは、ローパスフィルタ12で高調波成
分が取除かれたあと、電圧制御型発振器6の発振出力周
波数である出力信号fVCO をコントロールする。
【0004】このようにしてPLLシンセサイザは、位
相比較器4に入力された2つの出力信号fTCXO/R2 と
fVCO /M2 の各周波数を一致させるように動作する。
つまり数式1となる。
相比較器4に入力された2つの出力信号fTCXO/R2 と
fVCO /M2 の各周波数を一致させるように動作する。
つまり数式1となる。
【0005】
【数1】
【0006】この数式1のfTCXO/R2 はチャンネルス
テップもしくはチャンネルスペースといい、Δfで表
す。つまり数式2で表せる。
テップもしくはチャンネルスペースといい、Δfで表
す。つまり数式2で表せる。
【0007】
【数2】
【0008】たとえば、fVCO を150MHz,fTCXO
を15MHzとし、チャンネルステップΔfを25KH
zとして、これらの値を数式1と数式2に代入して分周
比M2 、R2 を求める場合、数式3と数式4で表すこと
ができる。
を15MHzとし、チャンネルステップΔfを25KH
zとして、これらの値を数式1と数式2に代入して分周
比M2 、R2 を求める場合、数式3と数式4で表すこと
ができる。
【0009】
【数3】
【0010】
【数4】
【0011】数式4より分周比R2 は600となり、数
式3より分周比M2 は6000となる。つまりいずれも
かなり大きい値の分周比である。
式3より分周比M2 は6000となる。つまりいずれも
かなり大きい値の分周比である。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
PLLシンセサイザにおいては、たとえば上記チャンネ
ルステップΔf(間隔)が25KHzだとすれば、位相
比較周波数fREF をこのチャンネルステップΔf以下に
設定する必要がある。しかもPLLループ帯域は位相比
較周波数のもれを低減するため、位相比較周波数に対し
ては充分狭い必要があり、通常位相比較周波数の1/1
0程度とする。この場合にはループ帯域25KHzの1
0分の1,すなわち2.5KHzとなる。
PLLシンセサイザにおいては、たとえば上記チャンネ
ルステップΔf(間隔)が25KHzだとすれば、位相
比較周波数fREF をこのチャンネルステップΔf以下に
設定する必要がある。しかもPLLループ帯域は位相比
較周波数のもれを低減するため、位相比較周波数に対し
ては充分狭い必要があり、通常位相比較周波数の1/1
0程度とする。この場合にはループ帯域25KHzの1
0分の1,すなわち2.5KHzとなる。
【0013】ループ帯域内のC/N(CN比:搬送波レ
ベルとランダム雑音の実効値との比率)に関しては、上
述したように分周比M2 の値が6000と大きいために
不利である。しかもループ帯域が2.5KHzと狭いの
で、周波数切換を高速化する面でもループの応答が遅く
不利である。
ベルとランダム雑音の実効値との比率)に関しては、上
述したように分周比M2 の値が6000と大きいために
不利である。しかもループ帯域が2.5KHzと狭いの
で、周波数切換を高速化する面でもループの応答が遅く
不利である。
【0014】本発明は、上記課題を解決するためになさ
れたもので、ループ帯域内のC/Nを改善することがで
き、しかも周波数切換を高速化できるPLLシンセサイ
ザを提供することを目的とする。
れたもので、ループ帯域内のC/Nを改善することがで
き、しかも周波数切換を高速化できるPLLシンセサイ
ザを提供することを目的とする。
【0015】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明にあっては、PLLシンセサイザを基準発振
器と、電圧制御型発振器と、電圧制御型発振器の出力周
波数を分周するための分周回路と、基準発振器の出力と
分周回路の出力との位相を比較して位相比較出力を電圧
制御型発振器に供給するための位相比較器とを備え、分
周回路の分周比を変更することで電圧制御型発振器から
対応の出力周波数を得るPLLシンセサイザにおいて、
電圧制御型発振器からは基本波および高調波成分が生成
出力されるとともに、電圧制御型発振器の出力から1よ
り大きい値で逓倍した高調波成分を抽出するバンドパス
フィルタを備え、分周回路に供給する構成とした。
め、本発明にあっては、PLLシンセサイザを基準発振
器と、電圧制御型発振器と、電圧制御型発振器の出力周
波数を分周するための分周回路と、基準発振器の出力と
分周回路の出力との位相を比較して位相比較出力を電圧
制御型発振器に供給するための位相比較器とを備え、分
周回路の分周比を変更することで電圧制御型発振器から
対応の出力周波数を得るPLLシンセサイザにおいて、
電圧制御型発振器からは基本波および高調波成分が生成
出力されるとともに、電圧制御型発振器の出力から1よ
り大きい値で逓倍した高調波成分を抽出するバンドパス
フィルタを備え、分周回路に供給する構成とした。
【0016】
【作用】電圧制御型発振器26の高調波成分をバンドパ
スフィルタ40でN倍して位相比較器24に入れるの
で、同じチャンネル間隔のシンセサイザを作る場合、分
周回路としての分周器30の分周数をN分の1とするこ
とができる。
スフィルタ40でN倍して位相比較器24に入れるの
で、同じチャンネル間隔のシンセサイザを作る場合、分
周回路としての分周器30の分周数をN分の1とするこ
とができる。
【0017】
【実施例】以下、本発明の好適な実施例を添付図面等に
基づいて詳細に説明する。尚、以下に述べる実施例は、
本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種
々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説
明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、
これらの態様に限られるものではない。
基づいて詳細に説明する。尚、以下に述べる実施例は、
本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種
々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説
明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、
これらの態様に限られるものではない。
【0018】図1は、この発明のPLLシンセサイザの
好適な実施例を示している。基準発振器21は、分周器
(1/R1 )22を介して位相比較器(P,C)24に
接続されている。一方、電圧制御型発振器(VCO)2
6は、バンドパスフィルタ40とRFアンプ28および
分周器(1/M1 )30を介して位相比較器24に接続
されている。
好適な実施例を示している。基準発振器21は、分周器
(1/R1 )22を介して位相比較器(P,C)24に
接続されている。一方、電圧制御型発振器(VCO)2
6は、バンドパスフィルタ40とRFアンプ28および
分周器(1/M1 )30を介して位相比較器24に接続
されている。
【0019】位相比較器24と電圧制御型発振器26の
間にはローパスフィルタ(L,P,F)32が設けられ
ている。電圧制御型発振器26にはRFアンプ34が接
続されている。上記バンドパスフィルタ(B,P,F)
40とRFアンプ28は、分周器30の前段回路50を
構成している。
間にはローパスフィルタ(L,P,F)32が設けられ
ている。電圧制御型発振器26にはRFアンプ34が接
続されている。上記バンドパスフィルタ(B,P,F)
40とRFアンプ28は、分周器30の前段回路50を
構成している。
【0020】上記PLLシンセサイザは次のような動作
をする。基準発振器21は出力周波数fTCXOを出力す
る。出力周波数fTCXOは分周器22により1/R1 周波
数に分周され、出力信号fTCXO/R1 を得る。電圧制御
型発振器26の出力周波数fVCO はバンドパスフィルタ
40においてそのN倍の高調波成分を取出してRFアン
プ28により増幅する。この後このN倍した高調波成分
は分周器30で1/M1 分周され、出力信号fVCO /M
1 ×Nを得る。出力信号fTCXO/R1 と出力信号fVCO
/M1 ×Nは、位相比較器24により位相差を比較し、
位相比較器24はその位相差に応じた差信号電圧V1を
出力する。
をする。基準発振器21は出力周波数fTCXOを出力す
る。出力周波数fTCXOは分周器22により1/R1 周波
数に分周され、出力信号fTCXO/R1 を得る。電圧制御
型発振器26の出力周波数fVCO はバンドパスフィルタ
40においてそのN倍の高調波成分を取出してRFアン
プ28により増幅する。この後このN倍した高調波成分
は分周器30で1/M1 分周され、出力信号fVCO /M
1 ×Nを得る。出力信号fTCXO/R1 と出力信号fVCO
/M1 ×Nは、位相比較器24により位相差を比較し、
位相比較器24はその位相差に応じた差信号電圧V1を
出力する。
【0021】この差信号電圧V1は、ローパスフィルタ
32で直流成分を取出し、すなわち高周波成分が取除か
れたあと、フィードバックをかけて電圧制御型発振器2
6の発振周波数をコントロールする。電圧制御型発振器
26の出力信号は、RFアンプ34で増幅して外部へ出
力する。
32で直流成分を取出し、すなわち高周波成分が取除か
れたあと、フィードバックをかけて電圧制御型発振器2
6の発振周波数をコントロールする。電圧制御型発振器
26の出力信号は、RFアンプ34で増幅して外部へ出
力する。
【0022】ここで、バンドパスフィルタ40における
Nの値をたとえば2に設定する場合を考える。PLLシ
ンセサイザでは、位相比較器24に入力された2つの出
力信号fTCXO/R1 、fVCO /M1 ×Nの各周波数を一
致させるように動作する。つまり、数式5となる。
Nの値をたとえば2に設定する場合を考える。PLLシ
ンセサイザでは、位相比較器24に入力された2つの出
力信号fTCXO/R1 、fVCO /M1 ×Nの各周波数を一
致させるように動作する。つまり、数式5となる。
【0023】
【数5】
【0024】電圧制御型発振器26の出力比較周波数f
VCO をN倍逓倍、たとえば2倍にした場合、上述したの
と同じチャンネルステップ25KHzのPLLシンセサ
イザを作る場合には、比較周波数fREF は25KHz×
2で50KHzにすることができる。このようにNが2
のときの分周比M1 と分周比R1 の値は、数式6と数式
7で求められる。つまり分周比M1 は3000となり、
R1 は300である。
VCO をN倍逓倍、たとえば2倍にした場合、上述したの
と同じチャンネルステップ25KHzのPLLシンセサ
イザを作る場合には、比較周波数fREF は25KHz×
2で50KHzにすることができる。このようにNが2
のときの分周比M1 と分周比R1 の値は、数式6と数式
7で求められる。つまり分周比M1 は3000となり、
R1 は300である。
【0025】
【数6】
【0026】
【数7】
【0027】基準発振器21の分周器22の分周数(分
周比)R1 は数式8に示すように前述の従来例に比べて
1/4になる。同様に電圧制御型発振器26の分周器3
0の分周数M1 も数式9に示すように従来例に比べて1
/4になる。
周比)R1 は数式8に示すように前述の従来例に比べて
1/4になる。同様に電圧制御型発振器26の分周器3
0の分周数M1 も数式9に示すように従来例に比べて1
/4になる。
【0028】
【数8】
【0029】
【数9】
【0030】電圧制御型発振器26の出力のループ帯域
内の任意のオフセットポイント、例えば1KHz離れに
おいてはC/Nは分周器30および位相比較器24から
の雑音が全くない場合には、電圧制御型発振器26のル
ープ帯域内のC/Nは数式10で表される。
内の任意のオフセットポイント、例えば1KHz離れに
おいてはC/Nは分周器30および位相比較器24から
の雑音が全くない場合には、電圧制御型発振器26のル
ープ帯域内のC/Nは数式10で表される。
【0031】
【数10】
【0032】この値に分周器と位相比較器から発生する
雑音が加わる。その割合は、分周数に比例することか
ら、同じ大きさの雑音を発生する分周器と位相比較器を
用いた場所には、電圧制御型発振器の出力のループ帯域
内における分周器および位相比較器からの雑音レベルに
ついては、本発明の図1の実施例は、図2の従来例に比
べて6dB低い。分周器又は位相比較器から発生する雑
音は、電圧制御型発振器において位相雑音として現れる
が、この変換率が分周数Nに比例するため、Nが1/2
となれば、変換率も1/2となり、雑音レベルとして6
dB下がる。
雑音が加わる。その割合は、分周数に比例することか
ら、同じ大きさの雑音を発生する分周器と位相比較器を
用いた場所には、電圧制御型発振器の出力のループ帯域
内における分周器および位相比較器からの雑音レベルに
ついては、本発明の図1の実施例は、図2の従来例に比
べて6dB低い。分周器又は位相比較器から発生する雑
音は、電圧制御型発振器において位相雑音として現れる
が、この変換率が分周数Nに比例するため、Nが1/2
となれば、変換率も1/2となり、雑音レベルとして6
dB下がる。
【0033】電圧制御型発振器の出力信号に対する比較
周波数信号のもれを低減するために、ループ帯域を比較
周波数の1/10となるようにする。これにより図1の
本発明の実施例では50KHz/10、すなわち5KH
zであり、図2の従来の例では25KHz/10、すな
わち2.5KHzである。この結果図1のこの発明のP
LLシンセサイザの周波数の切換時間は、図2の従来の
ものに比べて約半分となる。ところでバンドパスフィル
タ40における逓倍(N倍)の数は、1より大きい値で
あり、好ましくは2〜3である。
周波数信号のもれを低減するために、ループ帯域を比較
周波数の1/10となるようにする。これにより図1の
本発明の実施例では50KHz/10、すなわち5KH
zであり、図2の従来の例では25KHz/10、すな
わち2.5KHzである。この結果図1のこの発明のP
LLシンセサイザの周波数の切換時間は、図2の従来の
ものに比べて約半分となる。ところでバンドパスフィル
タ40における逓倍(N倍)の数は、1より大きい値で
あり、好ましくは2〜3である。
【0034】
【発明の効果】以上説明したことから明らかなように、
電圧制御型発振器の出力から1より大きい値で逓倍(N
倍)した高調波成分を抽出して分周回路に供給するの
で、従来相反して同時に改善することができないと考え
られていた高C/Nと周波数切換の高速化を同時に達成
することができる。
電圧制御型発振器の出力から1より大きい値で逓倍(N
倍)した高調波成分を抽出して分周回路に供給するの
で、従来相反して同時に改善することができないと考え
られていた高C/Nと周波数切換の高速化を同時に達成
することができる。
【図1】本発明のPLLシンセサイザの実施例を示す
図。
図。
【図2】従来のPLLシンセサイザを示す図。
21 基準発振器 22 分周器 24 位相比較器 26 電圧制御型発振器 28 RFアンプ 30 分周器 32 ローパスフィルタ 34 RFアンプ 40 バンドパスフィルタ
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成4年11月11日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0031
【補正方法】変更
【補正内容】
【0031】
【数10】C/N=−20log(fvco/f
rxco)+基準発振器のC/N
rxco)+基準発振器のC/N
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 9182−5J H03L 7/18 Z
Claims (1)
- 【請求項1】 基準発振器と、電圧制御型発振器と、電
圧制御型発振器の出力周波数を分周するための分周回路
と、基準発振器の出力と分周回路の出力との位相を比較
して位相比較出力を電圧制御型発振器に供給するための
位相比較器とを備え、分周回路の分周比を変更すること
で電圧制御型発振器から対応の出力周波数を得るPLL
シンセサイザにおいて、 電圧制御型発振器からは基本波および高調波成分が生成
出力されるとともに、電圧制御型発振器の出力から1よ
り大きい値で逓倍した高調波成分を抽出するバンドパス
フィルタを備え、分周回路に供給する構成としたPLL
シンセサイザ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4148054A JPH05327493A (ja) | 1992-05-15 | 1992-05-15 | Pllシンセサイザ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4148054A JPH05327493A (ja) | 1992-05-15 | 1992-05-15 | Pllシンセサイザ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05327493A true JPH05327493A (ja) | 1993-12-10 |
Family
ID=15444134
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4148054A Pending JPH05327493A (ja) | 1992-05-15 | 1992-05-15 | Pllシンセサイザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05327493A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0771076A1 (en) * | 1995-10-23 | 1997-05-02 | Nec Corporation | Frequency synthesizer |
| EP0903860A1 (en) * | 1997-09-17 | 1999-03-24 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | PLL frequency synthesizer |
| JPWO2016175249A1 (ja) * | 2015-04-30 | 2018-02-22 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 | 高周波位相同期発振回路 |
-
1992
- 1992-05-15 JP JP4148054A patent/JPH05327493A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0771076A1 (en) * | 1995-10-23 | 1997-05-02 | Nec Corporation | Frequency synthesizer |
| EP0903860A1 (en) * | 1997-09-17 | 1999-03-24 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | PLL frequency synthesizer |
| US6441692B1 (en) | 1997-09-17 | 2002-08-27 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | PLL frequency synthesizer |
| JPWO2016175249A1 (ja) * | 2015-04-30 | 2018-02-22 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 | 高周波位相同期発振回路 |
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