JPH0946227A - Pll周波数シンセサイザ - Google Patents
Pll周波数シンセサイザInfo
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- JPH0946227A JPH0946227A JP7191718A JP19171895A JPH0946227A JP H0946227 A JPH0946227 A JP H0946227A JP 7191718 A JP7191718 A JP 7191718A JP 19171895 A JP19171895 A JP 19171895A JP H0946227 A JPH0946227 A JP H0946227A
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- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 16
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
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- Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 逓倍ミックスダウン方式採用によって、総分
周数を小さくしてC/N特性を改善したPLL周波数シ
ンセサイザを提供する。 【解決手段】 基準周波数を出力する水晶発振器を用い
た基準発振器と、第1の位相同期回路を形成するサブル
ープと、前記サブループが出力する可変出力周波数を逓
倍する逓倍器と、第2の位相同期回路を形成するメイン
ループとを有するPLL周波数シンセサイザであって、
混合器22は、VCXO17からの可変出力周波数f2
を逓倍して得られた逓倍出力周波数f3とVCO21か
らの可変出力周波数f1とをミックスダウンすることで
混合周波数f4に変換される。メインループ20のC/
N特性を決定づける主要素として、混合周波数f4と位
相比較器25の位相比較周波数fr1の比で示される総
分周数(f4/fr1)があるが、この総分周数が小さ
いほどC/N特性がよい。本回路構成によって総分周数
を小さくすることができる。
周数を小さくしてC/N特性を改善したPLL周波数シ
ンセサイザを提供する。 【解決手段】 基準周波数を出力する水晶発振器を用い
た基準発振器と、第1の位相同期回路を形成するサブル
ープと、前記サブループが出力する可変出力周波数を逓
倍する逓倍器と、第2の位相同期回路を形成するメイン
ループとを有するPLL周波数シンセサイザであって、
混合器22は、VCXO17からの可変出力周波数f2
を逓倍して得られた逓倍出力周波数f3とVCO21か
らの可変出力周波数f1とをミックスダウンすることで
混合周波数f4に変換される。メインループ20のC/
N特性を決定づける主要素として、混合周波数f4と位
相比較器25の位相比較周波数fr1の比で示される総
分周数(f4/fr1)があるが、この総分周数が小さ
いほどC/N特性がよい。本回路構成によって総分周数
を小さくすることができる。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、PLL周波数シンセサ
イザに関し、特に逓倍ミックスダウン方式の回路構成に
よって、高性能C/N特性を実現したPLL周波数シン
セサイザに関する。
イザに関し、特に逓倍ミックスダウン方式の回路構成に
よって、高性能C/N特性を実現したPLL周波数シン
セサイザに関する。
【0002】
【従来の技術】市場では、小型化の要求が高まり、超小
型地球局(Very Small Aperture Terminal、以降VSA
Tと呼ぶ)においても例外ではなく、室外器(Out Door
Unit)、室内器(In Door Unit、以降IDUと呼
ぶ)ともに小型化へと移行しつつある。このVSAT用
の基準周波数を発生させるPLL周波数シンセサイザに
ついて説明する。
型地球局(Very Small Aperture Terminal、以降VSA
Tと呼ぶ)においても例外ではなく、室外器(Out Door
Unit)、室内器(In Door Unit、以降IDUと呼
ぶ)ともに小型化へと移行しつつある。このVSAT用
の基準周波数を発生させるPLL周波数シンセサイザに
ついて説明する。
【0003】一般に、PLL周波数シンセサイザの基本
回路は、図2に示すような基本ブロック図によって示さ
れる。図のように、基準発振器、位相比較器、ループフ
ィルタ、電圧制御発振器(以下「VCO」と呼ぶ。)、
分周器により構成されている。PLL周波数シンセサイ
ザは、安定した基準発振器から、それと同等の精度をも
つ多数の周波数を作り出すもので、通信機器の局部発振
信号や、さらに高次のシンセサイザの基準信号発生用と
して用いられる。PLL周波数シンセサイザの主な特徴
は、周波数安定度が高く、優れたC/N特性を有し、V
COのC/N特性改善に有効である。なお、C/N特性
とは、発振信号(Carrier)と近傍雑音(Noise)との比で
発振純度を表し、VSATにおいては、通信時のデータ
の誤り率を表すBER(Bit Errer Rate)特性に影響を
与える。
回路は、図2に示すような基本ブロック図によって示さ
れる。図のように、基準発振器、位相比較器、ループフ
ィルタ、電圧制御発振器(以下「VCO」と呼ぶ。)、
分周器により構成されている。PLL周波数シンセサイ
ザは、安定した基準発振器から、それと同等の精度をも
つ多数の周波数を作り出すもので、通信機器の局部発振
信号や、さらに高次のシンセサイザの基準信号発生用と
して用いられる。PLL周波数シンセサイザの主な特徴
は、周波数安定度が高く、優れたC/N特性を有し、V
COのC/N特性改善に有効である。なお、C/N特性
とは、発振信号(Carrier)と近傍雑音(Noise)との比で
発振純度を表し、VSATにおいては、通信時のデータ
の誤り率を表すBER(Bit Errer Rate)特性に影響を
与える。
【0004】PLL周波数シンセサイザのC/Nは、V
COと基準発振器のC/N、位相比較器のC/N、総分
周数、ループの帯域幅によって決定され、次式で示され
る。 C/N=10log(10exp(CN1/10))+10log(10exp(CN2/10))+
10log(10exp(CN3/10)) CN1=VCOのC/N-LOOP1 CN2=位相比較器のC/N+20LOG(総分周数)-LOOP2 CN3=基準発振器のC/N+20LOG(総分周数)-20LOG(基準
発振器の総分周数)-LOOP3 上式中のLOOP1〜3は、ループによる改善量でルー
プの帯域幅によって決まる値である。なお、高性能なC
/Nを得るためには、C/Nの良いVCOと基準発振
器、位相比較器を使用することと総分周数をできる限り
小さくする回路構成にする必要がある。
COと基準発振器のC/N、位相比較器のC/N、総分
周数、ループの帯域幅によって決定され、次式で示され
る。 C/N=10log(10exp(CN1/10))+10log(10exp(CN2/10))+
10log(10exp(CN3/10)) CN1=VCOのC/N-LOOP1 CN2=位相比較器のC/N+20LOG(総分周数)-LOOP2 CN3=基準発振器のC/N+20LOG(総分周数)-20LOG(基準
発振器の総分周数)-LOOP3 上式中のLOOP1〜3は、ループによる改善量でルー
プの帯域幅によって決まる値である。なお、高性能なC
/Nを得るためには、C/Nの良いVCOと基準発振
器、位相比較器を使用することと総分周数をできる限り
小さくする回路構成にする必要がある。
【0005】従来のVSAT用のPLL周波数シンセサ
イザのブロック図を図3に示す。図示するように、PL
L周波数シンセサイザは、基準周波数を出力する水晶発
振器を用いた基準発振器31と、第1の位相同期回路を
形成するサブループ30と第2の位相同期回路を形成す
るメインループ40から回路構成される。サブループ3
0は、電圧制御水晶発振器(以下「VCXO」と呼
ぶ。)32、分周器33、位相比較器34、ループフィ
ルタ35から構成されている。また、メインループ40
は、VCO41、分周器42、混合器43、バンドパス
フィルタ(以下「BPF」と呼ぶ。)44、分周器4
5、位相比較器46、ループフィルタ47から構成され
る。PLL周波数シンセサイザは、サブループ30とメ
インループ40から構成され、混合器43によって、後
述する2つの信号を混合することからミックスダウン方
式PLL周波数シンセサイザと呼んでいる。
イザのブロック図を図3に示す。図示するように、PL
L周波数シンセサイザは、基準周波数を出力する水晶発
振器を用いた基準発振器31と、第1の位相同期回路を
形成するサブループ30と第2の位相同期回路を形成す
るメインループ40から回路構成される。サブループ3
0は、電圧制御水晶発振器(以下「VCXO」と呼
ぶ。)32、分周器33、位相比較器34、ループフィ
ルタ35から構成されている。また、メインループ40
は、VCO41、分周器42、混合器43、バンドパス
フィルタ(以下「BPF」と呼ぶ。)44、分周器4
5、位相比較器46、ループフィルタ47から構成され
る。PLL周波数シンセサイザは、サブループ30とメ
インループ40から構成され、混合器43によって、後
述する2つの信号を混合することからミックスダウン方
式PLL周波数シンセサイザと呼んでいる。
【0006】次に、PLL周波数シンセサイザの動作に
ついて説明する。サブループ30では、水晶発振器から
なる基準発振器31からの基準周波数f15は、位相比
較器34の一方より入力され、位相比較器34の出力は
ループフィルタ35を介してVCXO32に入力され
る。VCXO32の出力周波数f12は固定周波数であ
って、混合器43に入力されるとともに、分周器33に
入力され1/Mに周波数分周される。
ついて説明する。サブループ30では、水晶発振器から
なる基準発振器31からの基準周波数f15は、位相比
較器34の一方より入力され、位相比較器34の出力は
ループフィルタ35を介してVCXO32に入力され
る。VCXO32の出力周波数f12は固定周波数であ
って、混合器43に入力されるとともに、分周器33に
入力され1/Mに周波数分周される。
【0007】この分周された周波数(以下「分周周波
数」と呼ぶ。)f14が位相比較器34へ帰還接続さ
れ、位相同期ループを形成する。位相比較器34は、こ
の分周周波数f14と基準周波数f15とを位相比較周
波数fr4付近まで分周し両者の位相比較を行い、その
誤差に比例した電圧を出力することによりループフィル
タ35を介してVCXO32を制御させる。これにより
VCXO32は安定した固定した出力周波数f12を発
振する。
数」と呼ぶ。)f14が位相比較器34へ帰還接続さ
れ、位相同期ループを形成する。位相比較器34は、こ
の分周周波数f14と基準周波数f15とを位相比較周
波数fr4付近まで分周し両者の位相比較を行い、その
誤差に比例した電圧を出力することによりループフィル
タ35を介してVCXO32を制御させる。これにより
VCXO32は安定した固定した出力周波数f12を発
振する。
【0008】次に、メインループ40では、基準発振器
31からの基準周波数f15は、位相比較器46の一方
より入力され、位相比較器46の出力はループフィルタ
47を介してVCO41に入力される。VCO41の可
変出力周波数f10は、出力端子48へ取り出されると
ともに、分周器42へ入力され1/N1に周波数分周さ
れる。この周波数f11が混合器43へ入力され、前述
したVCXO32からの固定の出力周波数f12とミッ
クスダウンされて混合周波数f13を得る。この混合周
波数f13は、BPF44を介して分周器45に入力さ
れ1/Nまたは1/(N+1)に周波数分周される。
31からの基準周波数f15は、位相比較器46の一方
より入力され、位相比較器46の出力はループフィルタ
47を介してVCO41に入力される。VCO41の可
変出力周波数f10は、出力端子48へ取り出されると
ともに、分周器42へ入力され1/N1に周波数分周さ
れる。この周波数f11が混合器43へ入力され、前述
したVCXO32からの固定の出力周波数f12とミッ
クスダウンされて混合周波数f13を得る。この混合周
波数f13は、BPF44を介して分周器45に入力さ
れ1/Nまたは1/(N+1)に周波数分周される。
【0009】この分周周波数f16が位相比較器46へ
帰還接続され、位相同期ループを形成する。位相比較器
46は、この分周周波数f16と基準周波数f15とを
位相比較周波数fr3付近まで分周し、この両者の位相
比較を行い、その誤差に比例した電圧を出力することに
よりループフィルタ47を介してVCO41を制御す
る。これにより、VCO41から安定した可変出力周波
数f10を出力端子48へ取り出すことができる。この
とき、位相比較周波数は、通常、周波数ステップの1/
N1に選ぶ。なお、詳細説明は省略するが各位相比較器
は、カウンタを内蔵しており、このカウンタ値を制御す
ることによって希望の発振出力周波数で発振させること
ができる。
帰還接続され、位相同期ループを形成する。位相比較器
46は、この分周周波数f16と基準周波数f15とを
位相比較周波数fr3付近まで分周し、この両者の位相
比較を行い、その誤差に比例した電圧を出力することに
よりループフィルタ47を介してVCO41を制御す
る。これにより、VCO41から安定した可変出力周波
数f10を出力端子48へ取り出すことができる。この
とき、位相比較周波数は、通常、周波数ステップの1/
N1に選ぶ。なお、詳細説明は省略するが各位相比較器
は、カウンタを内蔵しており、このカウンタ値を制御す
ることによって希望の発振出力周波数で発振させること
ができる。
【0010】メインループ40のC/N特性を決定づけ
る主要素として、次式で示される総分周数Tf2があ
り、この総分周数Tf2を小さくした方がC/N特性が
向上する。 総分周数Tf2=(混合周波数f13/周波数ステップ
fr3)×分周比N1 従って、この総分周数Tf2を小さくする手段として混
合周波数f13を下げる方が有利であることから、VC
XO32の発振出力周波数f12を高く、かつ分周周波
数f11をVCXO32の発振出力周波数f12にでき
るだけ近づける方が混合周波数f13が下がってC/N
特性は良くなる。このことから、例えば出力周波数f1
2を100MHz、可変幅は100ppm程度に設定
し、分周器42の分周比N1=8として周波数f11を
出力周波数f12にできるだけ近づけて、混合周波数f
13を高くしている。なお、分周周波数f11〉発振出
力周波数f12とする。
る主要素として、次式で示される総分周数Tf2があ
り、この総分周数Tf2を小さくした方がC/N特性が
向上する。 総分周数Tf2=(混合周波数f13/周波数ステップ
fr3)×分周比N1 従って、この総分周数Tf2を小さくする手段として混
合周波数f13を下げる方が有利であることから、VC
XO32の発振出力周波数f12を高く、かつ分周周波
数f11をVCXO32の発振出力周波数f12にでき
るだけ近づける方が混合周波数f13が下がってC/N
特性は良くなる。このことから、例えば出力周波数f1
2を100MHz、可変幅は100ppm程度に設定
し、分周器42の分周比N1=8として周波数f11を
出力周波数f12にできるだけ近づけて、混合周波数f
13を高くしている。なお、分周周波数f11〉発振出
力周波数f12とする。
【0011】ここでは、PLL周波数シンセサイザの具
体的な周波数関係の説明は省略するが、例えば、一例と
してN1=8、fr3=3.125KHz/N1として
総分周数Tf2を計算すると f11−f12=f13 (109.375〜113.28125)-100=9.375〜13.28125 MHz 従って、Tf2=(f13/fr13)×N1 (9.375〜13.28125)MHz/(3.125MHz/8)×8=192,000
〜 272,000
体的な周波数関係の説明は省略するが、例えば、一例と
してN1=8、fr3=3.125KHz/N1として
総分周数Tf2を計算すると f11−f12=f13 (109.375〜113.28125)-100=9.375〜13.28125 MHz 従って、Tf2=(f13/fr13)×N1 (9.375〜13.28125)MHz/(3.125MHz/8)×8=192,000
〜 272,000
【0012】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、メイ
ンループ40のC/N特性を決定づける主要素として、
次式で示される総分周数Tf2があり、この総分周数T
f2を小さくした方がC/N特性が向上する。 総分周数Tf2=(混合周波数f13/周波数ステップ
fr3)×分周比N1 しかしながら、上述したようなPLL周波数シンセサイ
ザでは、サブループ3において、VCXO32は水晶発
振器であるため、この水晶発振器に制約されて発振出力
周波数f12は最大100MHz程度におのずと制限さ
れる。
ンループ40のC/N特性を決定づける主要素として、
次式で示される総分周数Tf2があり、この総分周数T
f2を小さくした方がC/N特性が向上する。 総分周数Tf2=(混合周波数f13/周波数ステップ
fr3)×分周比N1 しかしながら、上述したようなPLL周波数シンセサイ
ザでは、サブループ3において、VCXO32は水晶発
振器であるため、この水晶発振器に制約されて発振出力
周波数f12は最大100MHz程度におのずと制限さ
れる。
【0013】従って、混合周波数f13は、周波数f1
1と出力周波数f12(100MHz固定)との差であ
ることから、周波数ステップfr3(3.125KHz/N1)に対
して比率的に大きくなる。すなわち、総分周数が大きく
なり所望のC/N特性を得ることができない。そこで、
本発明は上記問題点に鑑みて提案されたもので、その目
的とするところは、メインループの総分周数を下げてC
/N特性を改善した逓倍ミックスダウン方式のPLL周
波数シンセサイザを提供することにある。
1と出力周波数f12(100MHz固定)との差であ
ることから、周波数ステップfr3(3.125KHz/N1)に対
して比率的に大きくなる。すなわち、総分周数が大きく
なり所望のC/N特性を得ることができない。そこで、
本発明は上記問題点に鑑みて提案されたもので、その目
的とするところは、メインループの総分周数を下げてC
/N特性を改善した逓倍ミックスダウン方式のPLL周
波数シンセサイザを提供することにある。
【0014】
【課題を解決するための手段】本発明は、基準周波数を
出力する水晶発振器を用いた基準発振器11と、第1の
位相同期回路を形成するサブループ11と、このサブル
ープ10が出力する可変出力周波数を逓倍する逓倍器1
8と、第2の位相同期回路を形成するメインループ20
とを有するPLL周波数シンセサイザであって、サブル
ープ10は、電圧制御水晶発振器17と、この電圧制御
水晶発振器17が出力する可変出力周波数f2と基準発
振器からの基準周波数f0を逓倍かつ混合する逓倍混合
器12と、この逓倍混合器12が出力する混合周波数f
6を第1のバンドパスフィルタ13を介して分周する第
1の分周器14と、この分周器が出力する分周周波数f
7と基準周波数f0との位相を比較する第1の位相比較
器15と、この位相比較器15の出力から高域成分を除
去する第1のループフィルタ16とで構成され、メイン
ループ20は、電圧制御発振器21と、この電圧制御発
振器21が出力する可変出力周波数f1と逓倍器18が
出力する逓倍出力周波数f3とを混合する混合器22
と、第2のバンドパスフィルタ23を介して分周する第
2の分周器24と、この第2の分周器24が出力する分
周周波数f5と基準周波数f6との位相を比較する第2
の位相比較器25と、この第2の位相比較器25の出力
から高域成分を除去する第2のループフィルタ26とで
構成されるPLL周波数シンセサイザを提供する。
出力する水晶発振器を用いた基準発振器11と、第1の
位相同期回路を形成するサブループ11と、このサブル
ープ10が出力する可変出力周波数を逓倍する逓倍器1
8と、第2の位相同期回路を形成するメインループ20
とを有するPLL周波数シンセサイザであって、サブル
ープ10は、電圧制御水晶発振器17と、この電圧制御
水晶発振器17が出力する可変出力周波数f2と基準発
振器からの基準周波数f0を逓倍かつ混合する逓倍混合
器12と、この逓倍混合器12が出力する混合周波数f
6を第1のバンドパスフィルタ13を介して分周する第
1の分周器14と、この分周器が出力する分周周波数f
7と基準周波数f0との位相を比較する第1の位相比較
器15と、この位相比較器15の出力から高域成分を除
去する第1のループフィルタ16とで構成され、メイン
ループ20は、電圧制御発振器21と、この電圧制御発
振器21が出力する可変出力周波数f1と逓倍器18が
出力する逓倍出力周波数f3とを混合する混合器22
と、第2のバンドパスフィルタ23を介して分周する第
2の分周器24と、この第2の分周器24が出力する分
周周波数f5と基準周波数f6との位相を比較する第2
の位相比較器25と、この第2の位相比較器25の出力
から高域成分を除去する第2のループフィルタ26とで
構成されるPLL周波数シンセサイザを提供する。
【0015】
【作 用】上記構成によれば、サブループ10のVCX
Oの出力周波数f2を可変にし、かつ、この出力周波数
f2を逓倍器18でさらに高い出力周波数に変換してメ
インループ20の混合器22に供給する。このように、
サブループ10から出力される高い逓倍出力周波数f3
を混合器22に入力できることから、メインループ10
のVCO21からの可変出力周波数f1を分周すること
なく直接混合器に供給できるようになり、この可変出力
周波数f1と前記逓倍出力周波数f3とをミックスダウ
ンして混合周波数f4を得ることが可能となる。この回
路構成により、C/N特性を決定づける主要素であるメ
インループ10の総分周数は、単に混合周波数f4と位
相比較周波数fr1の比で示すことができる。一方、サ
ブループ10を可変することにより、メインループ20
の周波数ステップ(比較周波数)を大きくできるため総
分周数を小さくできる。従って、PLL周波数シンセサ
イザのC/N特性を向上させることができる。
Oの出力周波数f2を可変にし、かつ、この出力周波数
f2を逓倍器18でさらに高い出力周波数に変換してメ
インループ20の混合器22に供給する。このように、
サブループ10から出力される高い逓倍出力周波数f3
を混合器22に入力できることから、メインループ10
のVCO21からの可変出力周波数f1を分周すること
なく直接混合器に供給できるようになり、この可変出力
周波数f1と前記逓倍出力周波数f3とをミックスダウ
ンして混合周波数f4を得ることが可能となる。この回
路構成により、C/N特性を決定づける主要素であるメ
インループ10の総分周数は、単に混合周波数f4と位
相比較周波数fr1の比で示すことができる。一方、サ
ブループ10を可変することにより、メインループ20
の周波数ステップ(比較周波数)を大きくできるため総
分周数を小さくできる。従って、PLL周波数シンセサ
イザのC/N特性を向上させることができる。
【0016】
【実施例】本発明の実施例について、図面を参照しなが
ら説明する。図1は本発明のPLL周波数シンセサイザ
のブロック図である。図示するように、PLL周波数シ
ンセサイザは、基準周波数を出力する水晶発振器を用い
た基準発振器11と、第1の位相同期回路を形成するサ
ブループ10と第2の位相同期回路を形成するメインル
ープ20から回路構成される。
ら説明する。図1は本発明のPLL周波数シンセサイザ
のブロック図である。図示するように、PLL周波数シ
ンセサイザは、基準周波数を出力する水晶発振器を用い
た基準発振器11と、第1の位相同期回路を形成するサ
ブループ10と第2の位相同期回路を形成するメインル
ープ20から回路構成される。
【0017】サブループ10は、逓倍混合器12、BP
F13、分周器14、位相比較器15、ループフィルタ
16、VCXO17、逓倍器18から構成され、逓倍混
合器12によって逓倍した後、ミックスダウンする方式
をとっている。このようなミックスダウン方式の回路を
構成してサブループ10のC/N劣化防止の手段として
いる。
F13、分周器14、位相比較器15、ループフィルタ
16、VCXO17、逓倍器18から構成され、逓倍混
合器12によって逓倍した後、ミックスダウンする方式
をとっている。このようなミックスダウン方式の回路を
構成してサブループ10のC/N劣化防止の手段として
いる。
【0018】また、メインループ20は、VCO21、
混合器22、BPF23、分周器24、位相比較器2
5、ループフィルタ26から構成される。この混合器2
2は、サブループ10の逓倍器18から可変出力される
逓倍周波数とメインループ20のVCO21から出力さ
れる可変出力周波数とを混合する。このような回路構成
から逓倍ミックスダウン方式のPLL周波数シンセサイ
ザと呼んでいる。
混合器22、BPF23、分周器24、位相比較器2
5、ループフィルタ26から構成される。この混合器2
2は、サブループ10の逓倍器18から可変出力される
逓倍周波数とメインループ20のVCO21から出力さ
れる可変出力周波数とを混合する。このような回路構成
から逓倍ミックスダウン方式のPLL周波数シンセサイ
ザと呼んでいる。
【0019】次に、PLL周波数シンセサイザの動作に
ついて説明する。サブループ10では、水晶発振器を用
いた基準発振器11からの基準周波数f0は、位相比較
器15の一方より入力され、位相比較器15の出力はル
ープフィルタ16を介してVCXO17に入力される。
VCXO17が出力する可変出力周波数f2は、逓倍器
18にへ入力されるとともに、逓倍混合器12へ入力さ
れる。
ついて説明する。サブループ10では、水晶発振器を用
いた基準発振器11からの基準周波数f0は、位相比較
器15の一方より入力され、位相比較器15の出力はル
ープフィルタ16を介してVCXO17に入力される。
VCXO17が出力する可変出力周波数f2は、逓倍器
18にへ入力されるとともに、逓倍混合器12へ入力さ
れる。
【0020】この逓倍混合器12は、基準発振器11か
ら供給された基準周波数f0を逓倍するのと同時に、こ
の逓倍された周波数とVCXO17の可変出力周波数f
2とを混合して混合周波数f6をBPF13を介して分
周器14へ供給する。なお、逓倍混合器12では、基準
周波数f0をK倍、例えば9逓倍した後にミックスダウ
ンして混合周波数f6を得ている。また、この分周器1
4で1/Qまたは1/(Q+1)に周波数分周される。
この周波数f7が位相比較器15へ帰還接続され、位相
同期ループが形成される。
ら供給された基準周波数f0を逓倍するのと同時に、こ
の逓倍された周波数とVCXO17の可変出力周波数f
2とを混合して混合周波数f6をBPF13を介して分
周器14へ供給する。なお、逓倍混合器12では、基準
周波数f0をK倍、例えば9逓倍した後にミックスダウ
ンして混合周波数f6を得ている。また、この分周器1
4で1/Qまたは1/(Q+1)に周波数分周される。
この周波数f7が位相比較器15へ帰還接続され、位相
同期ループが形成される。
【0021】このように、VCXO17の可変出力周波
数f2を逓倍混合器12でK逓倍後に混合して得られた
混合周波数f6を分周器14に入力する。位相比較器1
5は、この分周周波数f7と基準周波数f0を位相比較
周波数fr2付近まで分周し、この両者の位相比較を行
い、その誤差に比例した電圧を出力することによりルー
プフィルタ16を介してVCXO17を制御する。これ
によって、VCXO17から精度の高い可変出力周波数
f2が得られるようになる。
数f2を逓倍混合器12でK逓倍後に混合して得られた
混合周波数f6を分周器14に入力する。位相比較器1
5は、この分周周波数f7と基準周波数f0を位相比較
周波数fr2付近まで分周し、この両者の位相比較を行
い、その誤差に比例した電圧を出力することによりルー
プフィルタ16を介してVCXO17を制御する。これ
によって、VCXO17から精度の高い可変出力周波数
f2が得られるようになる。
【0022】この可変出力周波数f2は逓倍器18でJ
逓倍、例えば9逓倍され所望の逓倍出力周波数f3とし
て、後述するメインループ20の混合器22に入力され
る。このとき位相比較周波数fr2は、サブループ10
の周波数ステップに選ぶ。このサブループ10の周波数
ステップは、逓倍器18で9逓倍にするため、PLL周
波数シンセサイザの出力端子28での所望の周波数ステ
ップ3.125KHzの1/9としている。すなわち、
周波数ステップfr2=347.222222KHzとす。ここで
は、逓倍器18は、可変出力周波数f2を、例えば9逓
倍(J=9)した逓倍出力周波数f3を出力する。
逓倍、例えば9逓倍され所望の逓倍出力周波数f3とし
て、後述するメインループ20の混合器22に入力され
る。このとき位相比較周波数fr2は、サブループ10
の周波数ステップに選ぶ。このサブループ10の周波数
ステップは、逓倍器18で9逓倍にするため、PLL周
波数シンセサイザの出力端子28での所望の周波数ステ
ップ3.125KHzの1/9としている。すなわち、
周波数ステップfr2=347.222222KHzとす。ここで
は、逓倍器18は、可変出力周波数f2を、例えば9逓
倍(J=9)した逓倍出力周波数f3を出力する。
【0023】次に、メインループ20では、基準発振器
11からの基準周波数f0が、位相比較器25の一方に
入力され、位相比較器25の出力はループフィルタ26
を介してVCO21に入力される。VCO21からの出
力周波数f1は、出力端子28へ取り出されるととも
に、混合器22へ供給され、逓倍器18からの逓倍出力
周波数f3とミックスダウンされて混合周波数f4に変
換される。この混合周波数f4はBPF23を介して分
周器24に入力され1/Pまたは1/(P+1)に周波
数分周される。この周波数f5が位相比較器25へ帰還
接続され、位相同期ループが形成される。
11からの基準周波数f0が、位相比較器25の一方に
入力され、位相比較器25の出力はループフィルタ26
を介してVCO21に入力される。VCO21からの出
力周波数f1は、出力端子28へ取り出されるととも
に、混合器22へ供給され、逓倍器18からの逓倍出力
周波数f3とミックスダウンされて混合周波数f4に変
換される。この混合周波数f4はBPF23を介して分
周器24に入力され1/Pまたは1/(P+1)に周波
数分周される。この周波数f5が位相比較器25へ帰還
接続され、位相同期ループが形成される。
【0024】位相比較器25は、分周周波数f5と基準
周波数f0とを位相比較周波fr1付近まで分周し、両
者の位相比較を行い、その誤差に比例した電圧を出力す
ることによりループフィルタ26を介してVCO21を
制御する。これにより、VCO21から精度の高い安定
した可変出力周波数f1が得られ出力端子28へ出力す
ることができる。ここで、位相比較周波数fr1は、リ
ファレンスリーク特性を考慮して、通常ループ帯域幅
(3KHz)の10倍以上となる。しかもVCXO17
の実質的な可変幅を考慮して選ぶ。例えば、VCXO1
7の実質的な可変幅を50ppmとすると9逓倍後の可
変幅を40KHz以下となるため、位相比較周波数fr
1=31.25KHzとする。ここで、位相比較周波数
fr1は、メインループ20の周波数ステップとする。
周波数f0とを位相比較周波fr1付近まで分周し、両
者の位相比較を行い、その誤差に比例した電圧を出力す
ることによりループフィルタ26を介してVCO21を
制御する。これにより、VCO21から精度の高い安定
した可変出力周波数f1が得られ出力端子28へ出力す
ることができる。ここで、位相比較周波数fr1は、リ
ファレンスリーク特性を考慮して、通常ループ帯域幅
(3KHz)の10倍以上となる。しかもVCXO17
の実質的な可変幅を考慮して選ぶ。例えば、VCXO1
7の実質的な可変幅を50ppmとすると9逓倍後の可
変幅を40KHz以下となるため、位相比較周波数fr
1=31.25KHzとする。ここで、位相比較周波数
fr1は、メインループ20の周波数ステップとする。
【0025】次に、上述したような逓倍ミックスダウン
方式のPLL周波数シンセサイザについて、一例として
具体的な周波数関係を示す。 (1)サブループ (一例としてK=9、Q=32、J
=9とする) f2−f0×K=f6 (96〜96.003125)-(10×9)=6〜6.003125 MHz f6×1/Q=f7 (6〜6.003125)×1/32=0.1875〜0.187597 MHz f2×J=f3 (96〜96.003125)×9=864〜864.028125MHz (2)メインループ (一例としてP=16とする) f1−f3=f4 (875〜906.25)-864=11〜42.25 MHz f4×1/P=f5 (11〜42.221875)×1/16=0.6875〜2.638867 MHz なお、詳細説明は省略するが各位相比較器はカウンタを
内蔵しており、カウンタを制御することにより希望の周
波数を発振させることができる。
方式のPLL周波数シンセサイザについて、一例として
具体的な周波数関係を示す。 (1)サブループ (一例としてK=9、Q=32、J
=9とする) f2−f0×K=f6 (96〜96.003125)-(10×9)=6〜6.003125 MHz f6×1/Q=f7 (6〜6.003125)×1/32=0.1875〜0.187597 MHz f2×J=f3 (96〜96.003125)×9=864〜864.028125MHz (2)メインループ (一例としてP=16とする) f1−f3=f4 (875〜906.25)-864=11〜42.25 MHz f4×1/P=f5 (11〜42.221875)×1/16=0.6875〜2.638867 MHz なお、詳細説明は省略するが各位相比較器はカウンタを
内蔵しており、カウンタを制御することにより希望の周
波数を発振させることができる。
【0026】本発明は、上述したように、サブループ1
0とメインループ20のそれぞれにミックスダウン方式
の混合回路を有するPLL周波数シンセサイザとしてい
る。サブループ10のC/N特性は、メインループ20
のC/N特性に影響を与えてはならないことから、従来
と同様に水晶発振器を用いたVCXO17を使用してい
る。また、VCXO17の可変出力周波数f2が高い
程、メインループ20のC/N特性が良くなることか
ら、VCXO17の可変出力周波数f2を略96MHz
帯としている。さらに可変出力周波数f2を9逓倍して
逓倍出力周波数f3を得ることによって、VCO21が
発生する可変出力周波数f1に近付けている。これによ
り、混合器22でミックスダウンして得られる混合周波
数f4が比較的低く設定できる。
0とメインループ20のそれぞれにミックスダウン方式
の混合回路を有するPLL周波数シンセサイザとしてい
る。サブループ10のC/N特性は、メインループ20
のC/N特性に影響を与えてはならないことから、従来
と同様に水晶発振器を用いたVCXO17を使用してい
る。また、VCXO17の可変出力周波数f2が高い
程、メインループ20のC/N特性が良くなることか
ら、VCXO17の可変出力周波数f2を略96MHz
帯としている。さらに可変出力周波数f2を9逓倍して
逓倍出力周波数f3を得ることによって、VCO21が
発生する可変出力周波数f1に近付けている。これによ
り、混合器22でミックスダウンして得られる混合周波
数f4が比較的低く設定できる。
【0027】ここで、総分周数Tf1を示す。 Tf1=f4/fr1 (11〜42.25 )MHz/31.25 KHz=352〜13,52 すなわち、従来の総分周数Tf2=192,000〜272,000に
対して、大幅に総分周数が小さくなる。
対して、大幅に総分周数が小さくなる。
【0028】
【発明の効果】上述したように、本発明のPLL周波数
シンセサイザによれば、サブループのVCXOの出力周
波数を可変にし、かつ、この出力周波数を逓倍器で、さ
らに高い逓倍出力周波数をメインループの混合器に供給
できる。このように、サブループから出力される高い逓
倍出力周波数を混合器に入力できることから、メインル
ープのVCOからの可変出力周波数を分周器で分周する
ことなく直接混合器に供給できるようになり、可変出力
周波数と逓倍出力周波数とをミックスダウンして混合周
波数を得ることが可能となった。
シンセサイザによれば、サブループのVCXOの出力周
波数を可変にし、かつ、この出力周波数を逓倍器で、さ
らに高い逓倍出力周波数をメインループの混合器に供給
できる。このように、サブループから出力される高い逓
倍出力周波数を混合器に入力できることから、メインル
ープのVCOからの可変出力周波数を分周器で分周する
ことなく直接混合器に供給できるようになり、可変出力
周波数と逓倍出力周波数とをミックスダウンして混合周
波数を得ることが可能となった。
【0029】この回路構成により、C/N特性を決定づ
ける主要素である総分周数は、単に混合周波数と位相比
較周波数の比で示すことができ、一方、サブループを可
変することにより、メインループの周波数ステップ(位
相比較周波数)を大きくすることが可能となったことか
ら総分周数を小さくすることができる。なる。従って、
高性能C/N特性を有するPLL周波数シンセサイザを
提供できる。
ける主要素である総分周数は、単に混合周波数と位相比
較周波数の比で示すことができ、一方、サブループを可
変することにより、メインループの周波数ステップ(位
相比較周波数)を大きくすることが可能となったことか
ら総分周数を小さくすることができる。なる。従って、
高性能C/N特性を有するPLL周波数シンセサイザを
提供できる。
【図1】 本発明によるミックスダウン方式PLL周波
数シンセサイザのブロック図
数シンセサイザのブロック図
【図2】 PLL周波数シンセサイザの基本ブロック図
【図3】 従来のミックスダウン方式PLL周波数シン
セサイザのブロック図
セサイザのブロック図
10 サブループ 11 基準発振器 12 逓倍混合器 13、23 バンドパスフィルタ(BPF) 14、24 分周器 15、25 位相比較器 16、26 ループフィルタ 17 電圧制御水晶発振器(VCXO) 18 逓倍器 20 メインループ 21 電圧制御発振器(VCO) 22 混合器 28 出力端子 fO 基準周波数 f1、f2 可変出力周波数 f3 逓倍出力周波数 f4、f6 混合周波数 f5、f7 分周周波数 fr1、fr2 位相比較周波数 Tf1 総分周数
Claims (1)
- 【請求項1】基準周波数を出力する水晶発振器を用いた
基準発振器11と、第1の位相同期回路を形成するサブ
ループ10と、前記サブループ10が出力する可変出力
周波数を逓倍する逓倍器18と、第2の位相同期回路を
形成するメインループ20とを有するPLL周波数シン
セサイザであって、前記サブループ10は、電圧制御水
晶発振器17と、前記電圧制御水晶発振器17が出力す
る可変出力周波数と前記基準発振器11からの前記基準
周波数を逓倍かつ混合する逓倍混合器12と、前記逓倍
混合器12が出力する混合周波数を第1のバンドパスフ
ィルタ13を介して分周する第1の分周器14と、この
分周器14が出力する分周周波数と前記基準周波数との
位相を比較する第1の位相比較器15と、この位相比較
器15の出力から高域成分を除去する第1のループフィ
ルタ16とで構成され、前記メインループ20は、電圧
制御発振器21と、この電圧制御発振器21が出力する
可変出力周波数と前記逓倍器18が出力する逓倍出力周
波数とを混合する混合器22と、第2のバンドパスフィ
ルタ23を介して分周する第2の分周器24と、この第
2の分周器24が出力する分周周波数と前記基準周波数
との位相を比較する第2の位相比較器25と、この第2
の位相比較器25の出力から高域成分を除去する第2の
ループフィルタ26とで構成されることを特徴とするP
LL周波数シンセサイザ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7191718A JPH0946227A (ja) | 1995-07-27 | 1995-07-27 | Pll周波数シンセサイザ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7191718A JPH0946227A (ja) | 1995-07-27 | 1995-07-27 | Pll周波数シンセサイザ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0946227A true JPH0946227A (ja) | 1997-02-14 |
Family
ID=16279332
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7191718A Pending JPH0946227A (ja) | 1995-07-27 | 1995-07-27 | Pll周波数シンセサイザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0946227A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010233078A (ja) * | 2009-03-27 | 2010-10-14 | Furukawa Electric Co Ltd:The | Pll回路 |
-
1995
- 1995-07-27 JP JP7191718A patent/JPH0946227A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010233078A (ja) * | 2009-03-27 | 2010-10-14 | Furukawa Electric Co Ltd:The | Pll回路 |
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