JPH05347558A - 高速ロックアップ・シンセサイザ - Google Patents

高速ロックアップ・シンセサイザ

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JPH05347558A
JPH05347558A JP4154562A JP15456292A JPH05347558A JP H05347558 A JPH05347558 A JP H05347558A JP 4154562 A JP4154562 A JP 4154562A JP 15456292 A JP15456292 A JP 15456292A JP H05347558 A JPH05347558 A JP H05347558A
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JP
Japan
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voltage
frequency
controlled oscillator
control
output frequency
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Pending
Application number
JP4154562A
Other languages
English (en)
Inventor
Yasuhiro Senba
泰裕 仙波
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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  • Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 位相ロックループを用いた高速ロックアップ
・シンセサイザに関し、電圧制御発振器を高速でロック
アップする回路方式を提供する事を目的とする。 【構成】 定電圧より任意の出力周波数を発生する電圧
制御発振器1Aと、該任意の周波数を可変分周する可変分
周器4と、該可変分周結果と所定の固定周波数の位相比
較を行う位相比較器5と、該位相比較結果を平滑して前
記定電圧をつくるループフイルタ2よりループ10を形成
し、前記位相比較器5に外部から分周設定値を加えて前
記任意の出力周波数を送出させるものにおいて、前記電
圧制御発振器1Aに、上記出力周波数を微調整するための
第1制御電圧V1 が印加される第1制御端子(C1)と上
記出力周波数を粗設定するための第2制御電圧V2 が印
加される第2制御端子(C2)とを設けるように構成す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、位相ロックループをも
ちいた高速ロックアップ・シンセサイザに関するもので
ある。
【0002】外部からの信号により任意の周波数を発生
させる素子、つまり位相ロックループ(PLL)を用い
た発振回路の高速化は、いまディジタル通信の分野で重
要な課題になりつつある。
【0003】しかし、例えばディジタル用のコードレス
電話において、使用されるPLLシンセサイザが高速に
ロックアップせず立ち上がりに時間がかかるような場
合、時分割多重通信に使うことが困難になってくる。
【0004】今後の移動通信のディジタル化の普及に従
って時分割多重方式が主流になると思われ、PLLシン
セサイザの高速ロックアップが大きな命題になると予想
される。
【0005】
【従来の技術】以下において、図2により従来例の位相
ロックループ(PLL)を使用したロックアップ・シン
セサイザを説明する。
【0006】図2は従来の一実施例回路の構成を示す図
である。図2中、1は電圧制御発振器、2はループフイ
ルタ、3は緩衝増幅器である。また、4は可変分周器、
5は位相比較器、6は基準発振器、7は固定分周器であ
る。
【0007】なお、10は、電圧制御発振器1→緩衝増幅
器3→可変分周器4→位相比較器5→ループフイルタ2
→電圧制御発振器1より形成されるループであり、該ル
ープ10が外部からの分周設定値の信号を受けた時、該ル
ープ10の系が一定の定常状態に落ちつくまでの時間をロ
ックアップタイムと称している。
【0008】図2において、基準発振器6は例えば基本
周波数10.24 MHZ を発生して固定分周器7に出力し、
固定分周器7で周波数10.24 MHZ を固定分周比たとえ
ば1/1024に固定分周することにより固定周波数f3 =
10kHzをつくり、該固定周波数f3 =10kHzを位相
比較器5に加える。
【0009】いま、ループ10の系が定常状態にあり、例
えば緩衝増幅器3の出力周波数f1=20.48 MHZ の一
定値であるとする。可変分周器4では、外部からの信号
である分周設定値を制御して分周比を1/2048に特定
し、緩衝増幅器3から帰還した出力周波数f1 =20.48
MHZ を2048分の1して可変周波数f2 =10kHzをつ
くり、該可変周波数f2 =10kHzを位相比較器5に加
える。
【0010】位相比較器5では、固定分周器7からの固
定周波数f3 =10kHzと可変分周器4からの可変周波
数f2 =10kHzの大小を比較確認し、この差周波数0
に対応した差異電圧Vc をループフイルタ2 に加える。
【0011】ループフイルタ2は差異電圧Vc を平滑し
て、直流電圧である定電圧V1 をつくる。該定電圧V1
は電圧制御発振器1に加わると出力周波数f1 =20.48
MHZ を発生し、この出力周波数f1 =20.48 MHZ は
緩衝増幅器3の出力として送出される。
【0012】以上の動作において、出力周波数f1 を変
化したい場合は、可変分周器4の分周設定値を可変制御
する。例えば分周設定値を2050分の1に設定すると、可
変分周器4の可変周波数f2 は過度的に9.99kHzにな
る。
【0013】位相比較器5は、固定周波数f3 =10kH
zと過度的な可変周波数f2 =9.99kHzとを比較する
ことにより差周波数が0.01kHzであることを確認し、
この差周波数0.01kHzに対応した差異電圧Vc'をルー
プフイルタ2に加える。
【0014】ループフイルタ2は該差異電圧Vc'を平滑
して定電圧V1'をつくり、該定電圧V1'を電圧制御発振
器1に加えて過度的な出力周波数f1'を発生し、該出力
周波数f1'を緩衝増幅器3から出力する。なお、過度の
出力周波数f1'≒20.50 MHZ である。
【0015】該出力周波数f1'≒20.50 MHZ はループ
10の系を数回帰還・循環して補正が行われ、電圧制御発
振器1の出力は最後に定電圧V1 の定常値に落着くよう
に制御される。そして、緩衝増幅器3からの出力周波数
はf1 =20.50 MHZ の一定値になり、外部に送出され
る。
【0016】更に、該出力周波数f1 は分岐して可変分
周器4に加わり、可変分周器4で分周されて可変周波数
f2 =10kHzになり、この時点で位相比較器5の差周
波数は0に一致し、以後この定常状態を維持する。
【0017】上記したように、或るロックアップタイム
を経てのち出力周波数f1 =20.50MHZ の一定値に落
ちつくようになる。従来のPLLシンセサイザにおいて
は、前記ロックアップタイムを短くするため、 (1) 電圧制御発振器1の感度(Δf1 /ΔVd )を高く
する。 (2) ループフィルタ2を構成する低域フィルタ側のコン
デンサCを小さくし、ループフイルタ2 のカットオフ周
波数を高くする。
【0018】等の手段により高速化を実現したが、これ
により、 (a) 上記(1) を実現すると電圧制御発振器1は雑音
(N)の影響を受けやすくなる、つまり、信号/雑音特
性(C/N特性)が悪化する。 (b) 上記(1) を実現すると電圧制御発振器1の出力周波
数f1 の間隔が大きくなる。つまり、ループフイルタ2
の減衰特性は低域フィルタのコンデンサCにより決ま
り、カットオフ周波数を高くするためには該コンデンサ
Cの値を小さくする必要がある。
【0019】しかし、該コンデンサCの値を小さくする
と周波数分離が困難になるという矛盾を生じ、従って、
周波数(従来例のf2 )の間隔を大きくせざるを得ず、
結果として周波数分布は粗くなる。
【0020】このため、上記(1),(2) の手段は何れも有
効に作用せず、従来例の回路ではループ10がロックアッ
プするまで待ち合わせざるを得ない状況にある。
【0021】
【発明が解決しようとする課題】従って、従来例の位相
ロックループにおいては、PLLシンセサイザがロック
するまで待ち合わせざるを得ないという課題がある。
【0022】本発明は、電圧制御発振器を高速でロック
アップする回路方式を提供することを目的とする。
【0023】
【課題を解決するための手段】上記目的の達成のため図
1に示すように、第1本発明では、定電圧が加わると任
意の出力周波数を発生する電圧制御発振器1Aと、該任意
の周波数を可変分周を行う可変分周器4と、該可変分周
結果と所定の固定周波数の位相比較を行う位相比較器5
と、該位相比較結果を平滑して前記定電圧をつくるルー
プフイルタ2よりループ10を形成し、前記位相比較器5
に外部から分周設定値を加えて前記任意の出力周波数を
送出させるものにおいて、前記電圧制御発振器1Aに、上
記出力周波数を微調整するための第1制御電圧V1 が印
加される第1制御端子(C1)と上記出力周波数を粗設定
するための第2制御電圧V2 が印加される第2制御端子
(C2)とを設け、予め、前記第2制御電圧V2 をCPU
13に記憶させるようにし、当該CPU13から前記出力周
波数に対応する第2制御電圧V2 を読み出して前記第2
制御端子(C2)に加えるように構成する。
【0024】また、第2発明では、上記CPU13が記憶
する前記電圧制御発振器1Aの第2制御電圧V2 を、温度
検出素子11により検出された前記ループ10系の温度によ
り補正するよう構成する。
【0025】
【作用】本発明は図1に示すごとく、第1発明において
は、電圧制御発振器1Aに出力周波数を微調整する第1制
御電圧V1 が印加される第1制御端子(C1)と上記出力
周波数を粗設定する第2制御電圧V2 が印加される第2
制御端子(C2)を設け、該第2制御端子(C2)に加わる
電圧制御発振器1の第2制御電圧V2 を制御CPU13に
記憶させ、該制御CPU13からの制御で出力することに
より前記ループ10のロックアップ時間を減少させるよう
にしている。
【0026】また、第2発明においては、温度検出素子
11により検出された前記ループ10系の温度で上記制御C
PU13が記憶する前記電圧制御発振器1Aの第2制御電圧
V2を補正するようにしている。
【0027】従って、第1発明と第2発明の両発明か
ら、温度補正されかつ指定された第2制御電圧V2 を電
圧制御発振器1に加えることでより高速に所定の出力周
波数を出力するようにし、当該電圧制御発振器1のロッ
クアップタイムの短縮を可能にしている。
【0028】
【実施例】以下、図1により本発明の位相ロックループ
を使用したロックアップ・シンセサイザを説明する。図
1は本発明の一実施例回路の構成を示す図である。
【0029】図1において、1Aおよび11,12,13,14 は本
発明の回路であり、1Aは電圧制御発振器であり、また、
11は温度検出素子、12はアナログ/ディジタル(A/
D)変換器、13はリードオンリメモリ(ROM)13a が
内蔵されている制御中央処理装置(制御CPU)、14は
D/A(ディジタル/アナログ)変換器である。
【0030】なお、2〜7は従来例と同一構成・同一動
作の回路であり、以下においては説明を省略する。図1
に示す回路において、 電圧制御発振器1Aは、出力周波数の微調整を行う第
1制御端子(C1)と出力周波数の粗設定を行う第2制御
端子(C2)を有する構造であり、各制御端子C1,C2 に
加えられる直流電圧により電圧制御発振器1Aの発振周波
数を制御できるようにしたものである。
【0031】 また、制御CPU13のROM13a 内に
は、電圧制御発振器1Aの第1制御端子(C1)の第1制御
電圧V1 が電圧制御発振器1Aの電源電圧Vccの1/2程
度になるような電圧制御発振器1Aの第2制御端子(C2)
の第2制御電圧V2 の電圧をディジタル化する。
【0032】そして、該ディジタル値を予めVr として
準備しておき、必要な値を瞬時に選択できるようにして
電圧制御発振器1Aの周波数設定を行うものである。 同様に、制御CPU13内のROM13a 内に、温度に
よる第2制御端子(C2)の第2制御電圧V2 の補正値Δ
Vをディジタル化して用意する。
【0033】以下、回路図の順に説明を加える。 (1) 温度検出素子11により検出された例えば電圧制御発
振器1Aの温度補正値を示すアナログ値は、A/D変換器
12においてアナログ信号からディジタル信号への変換さ
れ、制御CPU13に取り込まれる。
【0034】(2) 制御CPU13により、(1) の値から補
正値ΔVを算出してV2 を補正し、 V2 =Vr +ΔV なる粗設定の直流電圧をD/A変換器14で発生し、電圧
制御発振器1Aの第2制御端子(C2)に加える。
【0035】(3) 図2の従来例と同様に、基準発振器6
の出力を固定分周器7に加えて固定周波数f3 をつく
り、位相比較器5において、該固定周波数f3 と緩衝増
幅器3からの出力を可変分周器4で可変分周した可変周
波数f2 の位相比較を行う。
【0036】そして、該位相比較結果をループフィルタ
2で平滑することで電圧制御発振器1Aの微調整を行う第
1制御端子(C1)の第1制御電圧V1 をつくる。以上に
記載した〜および(1) 〜(3) の操作により、予め設
定された第2制御電圧V2 で電圧制御発振器1Aの制御状
態を瞬時に希望する出力周波数に粗設定し、以後におい
て第1制御電圧V1 によりループ10系を微調整し、定常
状態に到るロックアップ・タイムの短縮を実現してい
る。
【0037】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように本発明に
よれば、PLLのロックアップ・タイムが20ミリ秒から
数ミリ秒と大幅に改善され、従来高速化のため2つ以上
のPLLシンセサイザを使用していたものが、1つのシ
ンセサイザで、回路が実現できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施例回路の構成を示す図であ
る。
【図2】 従来の一実施例回路の構成を示す図である。
【符号の説明】
1、1Aは電圧制御発振器 2はループフイルタ 3は緩衝増幅器 4は可変分周器 5は位相比較器 6は基準発振器 7は固定分周器 10はループ 11は温度検出素子 12はアナログ/ディジタル変換器( A/D変換器) 13は制御中央処理装置(制御CPU) 13a はリードオンリメモリ(ROM) 14はディジタル/アナログ変換器(D/A変換器)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 定電圧が加わると任意の出力周波数を発
    生する電圧制御発振器(1A)と、該任意の周波数を可変分
    周を行う可変分周器(4) と、該可変分周結果と所定の固
    定周波数の位相比較を行う位相比較器(5) と、該位相比
    較結果を平滑して前記定電圧をつくるループフイルタ
    (2) よりループ(10)を形成し、前記位相比較器(5) に外
    部から分周設定値を加えて前記任意の出力周波数を送出
    させるものにおいて、 前記電圧制御発振器(1A)に、上記出力周波数を微調整す
    るための第1制御電圧V1 が印加される第1制御端子
    (C1)と上記出力周波数を粗設定するための第2制御電
    圧V2 が印加される第2制御端子(C2)とを設け、 予め、前記第2制御電圧V2 をCPU(13)に記憶させる
    ようにし、当該CPU(13)から前記出力周波数に対応す
    る第2制御電圧V2 を読み出して前記第2制御端子(C
    2)に加えるようにしたことを特徴とする高速ロックアッ
    プ・シンセサイザ。
  2. 【請求項2】 上記CPU(13)が記憶する前記電圧制御
    発振器(1A)の第2制御電圧V2 を、温度検出素子(11)に
    より検出された前記ループ(10)系の温度により補正する
    ようにしたことを特徴とした請求項1記載の高速ロック
    アップ・シンセサイザ。
JP4154562A 1992-06-15 1992-06-15 高速ロックアップ・シンセサイザ Pending JPH05347558A (ja)

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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6342798B1 (en) 1999-01-06 2002-01-29 Nec Corporation PLL circuit used temperature compensated VCO
WO2007062577A1 (fr) * 2005-12-01 2007-06-07 Huawei Technologies Co., Ltd. Boucle a phase asservie et methode d'amelioration de precision d'horloge
JP2011055035A (ja) * 2009-08-31 2011-03-17 Kyocera Kinseki Corp 発振回路
JP2013217854A (ja) * 2012-04-11 2013-10-24 Mitsubishi Electric Corp 周波数変調発振源およびレーダ装置
JP2015180885A (ja) * 2004-08-26 2015-10-15 ハネウェル・インターナショナル・インコーポレーテッド レーダ高度計
WO2017056287A1 (ja) * 2015-10-01 2017-04-06 三菱電機株式会社 線形チャープ信号発生器

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Legal Events

Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 19990525