JPS6216571B2 - - Google Patents

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JPS6216571B2
JPS6216571B2 JP54162258A JP16225879A JPS6216571B2 JP S6216571 B2 JPS6216571 B2 JP S6216571B2 JP 54162258 A JP54162258 A JP 54162258A JP 16225879 A JP16225879 A JP 16225879A JP S6216571 B2 JPS6216571 B2 JP S6216571B2
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JP
Japan
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frequency
synthesizer
stage
mixer
output
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JP54162258A
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JPS5685908A (en
Inventor
Kazuo Yamashita
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Japan Radio Co Ltd
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Japan Radio Co Ltd
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Publication date
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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03BGENERATION OF OSCILLATIONS, DIRECTLY OR BY FREQUENCY-CHANGING, BY CIRCUITS EMPLOYING ACTIVE ELEMENTS WHICH OPERATE IN A NON-SWITCHING MANNER; GENERATION OF NOISE BY SUCH CIRCUITS
    • H03B21/00Generation of oscillations by combining unmodulated signals of different frequencies
    • H03B21/01Generation of oscillations by combining unmodulated signals of different frequencies by beating unmodulated signals of different frequencies
    • H03B21/04Generation of oscillations by combining unmodulated signals of different frequencies by beating unmodulated signals of different frequencies using several similar stages

Landscapes

  • Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、周波数を高速度で切替えることを可
能にする周波数シンセサイザ装置に関する。
従来のこの種の装置では、桁周波数と下の桁合
成出力周波数とをミクサ及び帯域通過フイルタに
より周波数加算し、1/m分周して桁合成出力と
する桁合成回路をn段持ち、桁周波数としては各
段共通した周波数間隔一定のm個の基準周波数信
号を持ち、各段周波数コードに従つてm個の基準
周波数の1つを選択するように構成した回路によ
りm進n段の周波数シンセサイザとしている。
この装置では、周波数スプリアスを少くするた
めに、基準周波数を桁合成出力周波数の約(m−
1)倍に、また基準周波数の最低値を基準周波数
間隔の(m−1)倍より大きく選ばなければな
らないことから、mが大きい場合には周波数可変
の比帯域(桁合成出力周波数に対する周波数可変
幅)が小さくなる欠点を持ち、mを小さくすると
下の桁合成出力周波数のm倍がフイルタを通過す
るためmを小さくすればする程スプリアスが増加
する欠点を持つている。
第1図は従来の10進4桁シンセサイザ装置の構
成図であつて、1はマトリクス・スイツチ、点線
部分の10,20,30,40は周波数合成器、
11,21,………41はミクサ、12,22,
………42は帯域通過フイルタ、13,23,3
3は分周器、14,24,34は帯域通過フイル
タ、Fxは設定基準周波数群、F0は基準周波数、
F1,F2,F3は各段合成出力周波数、Fzは最終段
出力周波数である。
次に動作について説明すると、マトリクス・ス
イツチでは設定周波数に従つて設定基準周波数群
x桁合成基準周波数を選択して各段の合成器の
ミクサ11,21,31,41に供給する。そこ
で、周波数設定コードを“1”、“9”、“2”、
“8”の場合で設定基準周波数群Fxが20.7MHzか
ら21.6MHzの周波数間隔0.1MHzの10波から構成
され、基準周波数F0が2.3MHz、分周器13,2
3,33が1/10分周器の場合について説明する
と、まず設定コード“8”によりマトリクス・ス
イツチ1で設定基準周波数群Fxから21.5MHzを
選択し、合成器10に供給する。合成器10で
は、前記21.5MHzと桁合成基準周波数F0すなわ
ちここでは2.3MHzをミクサ11により周波数合
成し、帯域通過フイルタ12により和の周波数つ
まり23.8MHzを取り出し、分周器13で1/10分
周し帯域通過フイルタを通過させて、1段目周波
数合成器10の出力周波数F1を2.38MHzとす
る。同様にして設定コード“2”によりマトリク
ス・スイツチ1で設定基準周波数群Fxから
20.9MHzを選択し、合成器20に供給する。合
成器20では前記20.9MHzと1段目出力周波数
F1すなわち2..38MHzをミクサ21で周波数合成
して1段目と同様の動作により2段目周波数合成
器の出力周波数F2を2.328MHzとする。さらに設
定コード“9”によりマトリクス・スイツチ1で
21.6MHzを選択し、周波数合成器30に供給
し、設定コード“1”により20.8MHzを選択
し、周波数合成器40に供給するが周波数合成器
30,40では周波数合成器10,20と同様の
動作により、結局周波数合成器40の出力周波数
zは23.1928MHzとなる。つまり設定コード
“1”、“9”、“2”、“8”により23.1928MHzを
作り出したことになる。
以上の様に、従来のシンセサイザでは、前段の
合成出力周波数とほぼ等しい合成出力周波数(つ
まりF1≒F0、F2≒F1、F3≒F2)としているため
帯域通過フイルタ12,22,23,42では、
和の周波数を通過させるだけでなく、前段の合成
出力周波数の10倍波も通過させるため、各段の合
成出力周波数の10倍の高調波をスプリアス規格以
下に抑圧する必要があつた。また従来技術でその
まま2進法のシンセサイザを構成すると帯域通過
フイルタ12,22,32,42では和の周波数
だけでなく前段の合成出力周波数の2倍波も通過
させるため、該2倍波をスプリアス規格以下に抑
圧することは困難な問題であつた。
本発明は、2つの基準周波数信号群を持ち、2
種類の桁合成回路を交互に接続することにより、
高調波によるスプリアスを除去できるようにした
多桁シンセサイザ装置で、以下図面について詳細
に説明する。
第2図は本発明装置の基本となる周波数合成装
置を示した図で、10,20は周波数合成器、1
1,21はミクサ、12,22は帯域通過フイル
タ、13,23は分周器、15,25は基準周波
数選択スイツチ、Fx,Fyは設定基準周波数群、
F0は桁合成入力周波数、F1,F2は各段合成出力
周波数である。
次にこの基本となる周波数合成装置の動作につ
いて説明すると、まず周波数合成器10では、桁
合成入力周波数信号F0および基準周波数選択ス
イツチ15により選択された設定基準周波数信号
群Fxの中の1波をミクサ11に加え、周波数合
成して帯域通過フイルタ12により和(または
差)の周波数を取り出す。これを分周器13によ
りm分の1の周波数に変換して周波数信号F1
し周波数合成器20に加える。さらに周波数合成
器20では、周波数信号F1および基準周波数選
択スイツチ25により選択された設定基準周波数
信号群Fyの中の1波をミクサ21に加え、周波
数合成して帯域フイルタ22により和(または
差)の周波数を取り出す。これを分周器23によ
りm分の1の周波数に変換して周波数信号F2
し次の周波数合成器に加える。
ここで、周波数信号F0と周波数信号F2を同一
周波数域にすることができれば、2種類の周波数
合成器を交互に接続することによりm進多桁の周
波数合成が可能となる。
まず、帯域通過フイルタ12および22におい
て和の周波数を取り出す場合について説明する
と、設定基準周波数信号FxおよびFyは設定コー
ド0、1、2、………(m−1)に対しそれぞれ Fxx0x0sx0+2s、………x0+(m−1)s ………(1) および Fyy0y0sy0+2s………y0+(m−1)s ………(2) で与えられる。ここでx0y0は設定コード0
の場合の設定基準周波数、sは周波数シンセサ
イザの基本となる周波数ステツプ幅を表わす。
また、多桁合成を可能にするため周波数信号
F0とF2を同一周波数域にする条件から、設定コ
ードが全て0の場合の周波数信号F0、F1、F2を F0=F2=F+Δ ………(3) F1=F−Δ ………(4) とすると、周波数合成器10および20の動作よ
り F1=1/m(Fx+F0) ………(5) F2=1/m(Fy+F1) ………(6) の関係があり、従つて(1)〜(6)式より以下の関係が
求められる。
F−Δ=1/m(x0+F+Δ) F+Δ=1/m(y0+F−Δ) ∴ x0=(m−1)F−(m+1)Δ ………(7) y0=(m−1)F+(m+1)Δ ………(8) ここでΔは周波数信号F0とF1の周波数域を
分離するオフセツト周波数で、Fは周波数シンセ
サイザの出力周波数域を決定する任意の周波数で
ある。
帯域通過フイルタ12の通過帯域幅はm分周す
る前の周波数つまりmF1を帯域通過フイルタ22
では同様にmF2をそれぞれ通過させるだけの帯域
幅を要すことから、それぞれの必要通過帯域幅を
B1、B2とすると B1=F−Δ+x0〜F−Δ+x0+ms B2=F+Δ+x0〜F+Δ+x0+ms で与えられるが、(7)、(8)式を代入してx0y0
を消去すると、 B1=m(F−Δ)〜m(F−Δ)+ms
……(9) B2=m(F+Δ)〜m(F+Δ)+ms
……(10) となる。
ここで周波数信号F0(またはF1)の高調波およ
び設定基準周波数信号Fx(またはFy)の基本波
または高調波が帯域通過フイルタ12(または2
2)を通過する場合にスプリアスが発生すること
になる。従つてこれを通過させない、つまり高周
波周波数を帯域通過フイルタ12(または22)
の必要帯域外とすることができれば、スプリアス
をさせることができる。その条件は k1F0<B1<(k1+1)F0 ………(11) k2Fx<B1<(k2+1)Fx ………(12) k3F1<B2<(k3+1)F1 ………(13) k4Fy<B2<(k4+1)Fy ………(14) ただしk1、k2、k3、k4はゼロ又は正の整数 の式(11)〜(14)式を同時に満足できれば良いこと
になる。
ここで周波数信号F0、F1の周波数範囲はs
0の場合 F+Δ≦F0<F+Δ+s ………(15) F−Δ≦F1<F−Δ+s ………(16) また、s<0の場合は F+Δ+s<F0≦F+Δ ………(17) F−Δ+s<F1≦F−Δ ………(18) である。
ここでΔ>0、s>0、Δ≒0について
解析すると、 (11)式に、(9)、(15)式およびk1=(m−1)を代
入して (m−1)(F+Δ+s)<m(F−Δ) m(F−Δ)+ms<m(F+Δ) ∴ F>(2m−1)Δ+(m−1)s
………(19) 2Δ>s ………(20) (12)式に(9)、(1)、(7)式およびk2=1を代入して (m−1)F−(m+1)Δ+(m−1)s<m(F−Δ) m(F−Δ)+ms<2{(m−1)F−(m+1)Δ} ∴ F>−(2m+1)Δ+(m−1)s ………(21) F>m+2/m−2Δ+m/m−2s………(2
2) ここでm=2では(22)式は成立しないのでm
=2の場合k2=2を代入すると、 2{(m−1)F−(m+1)Δ+(m−1)s<m(F−Δ)} m(F−Δ)+ms<3{(m−1)F−(m+1)Δ} ∴ 2Δ>s ………(21)′ F>7Δ+2s ………(22)′ (13)式に(10)、(16)式およびk3=mを代入し
て m(F−Δ+s)<m(F+Δ) m(F+Δ)+ms<(m+1)(F−Δ) ∴ 2Δ>s ……(23) F>(2m+1)Δ+ms ……(24) (14)式に(10)、(2)、(8)式およびk4=1を代入し
て (m−1)F+(m+1)Δ+(m−1)s<m(F+Δ) m(F+Δ)+ms<2{(m−1)F+(m+1)Δ} ∴ F>Δ+(m−1)s F>−m+2/m−2Δ+m/m−2s(但しm≧3) ……(26) 2Δ>s……(但しm=2) ……(26)′ となる。以上(19)〜(26)′式を同時に満足す
る式に整理すると、以下の条件式に整理される。
m≧3の場合 2Δ>s ……(27) F>(2m+1)Δ+ms ……(28) m=2の場合 2Δ>s ……(27) F>7Δ+2s ……(28)′ 同様にしてΔ>0、s<0の場合の条件は m≧3の場合 2Δ>−s ……(29) F>(2m+1)Δ−(m+1)s
……(30) m=2の場合 2Δ>−s ……(29) F>7Δ−3s ……(30)′ Δ<0、s>0の場合は m≧3の場合 −2Δ>s ……(31) F>−(2m+1)Δ+ms ……(32) m=2の場合 −2Δ>s ……(31) F>−7Δ+2Δ ……(32)′ Δ<0、s<0の場合は m≧3では −2Δ>−s ……(33) F>−(2m+1)Δ−(m+1)s
……(34) m=2では −2Δ>−s ……(33) F>−7Δ−3s ……(34)′ となる。以上帯域通過フイルタ12および22に
おいて和の周波数を取り出す場合では、高調波に
よるスプリアスをさける条件は(27)〜(34)′
式を整理すると m≧3の場合は 2|Δ|>|s| ……(35) F>(2m+1)|Δ|+2m+1/2|s|−1/2s ……(36) m=2の場合 2|Δ|>|s| ……(35) F>7|Δ|+5/2|s|−1/2s……(36)
′ となる。
同様にして帯域通過フイルタ12および22に
おいて差の周波数を取り出す場合については設定
基準周波数信号FxおよびFyは設定コード0、
1、2、………(m−1)に対しそれぞれ Fxx0x0sx0−2s、……x0−(m−1)s ……(37) Fyy0y0sy0+2s、……y0+(m−1)s ……(38) で与えられ、設定コードが全て0の場合の周波数
信号F0、F1、F2を F0=F2=F+Δ ……(39) F1=F−Δ ……(40) とすると、x =(m+1)F−(m−1)Δ ……(41)y =(m+1)F+(m−1)Δ ……(42) が得られる。以下和の場合と同様に高調波による
スプリアスが発生しない条件を求めると s>0、Δ>0およびs<0、Δ<0の
場合 F>(2m+1)|Δ+s| ……(43) s<0、Δ>0およびs>0、Δ<0の
場合 F>(2m+1)|Δ| ……(43)′ |Δ|>|s| ……(44) なる条件が求められる。
以上m進多桁周波数シンセサイザを構成するに
は、上記条件内でF、Δ、sを定め、帯域通
過フイルタ12,22の必要通過帯域外のしや断
特性を充分に与えることにより高調波によるスプ
リアスをさけることができるため、従来技術では
不可能であつた2進法、3進法等の周波数シンセ
サイザも可能となつた。
第3図は本発明周波数シンセサイザの一実施例
であつて、2進7桁の例を示す。周波数合成動作
は第2図の場合と同様であるから、ここでは説明
を省略する。第3図の構成では(6)式から(17)式
に関してF=30(MHz)Δ=1(MHz) s=0.64(MHz)とおいた関係としてあるた
め各桁の基準周波数選択スイツチ15,25,…
……75の設定コードを“0”とした場合には F0=F2=F4=F6=31(MHz) F1=F3=F5=1/2Fz=29(MHz) となる。また、選択スイツチの設定コードを
1011001とした場合には、 Fz=58+0.64+0.64×2-2+0.64×10-3+0.64×
10-6(MHz)=58(MHz)+10(KHz)×(1×26
+0×25+1×24+1×23+0×22+0×21+1
×20) となる。つまり出力周波数Fz58MHzから
59.28MHzの間KHz間隔で、選択スイツチの設定
コードに従つた周波数が出せることになる。ま
た、各合成回路において、帯域通過フイルタの通
過帯域を、58〜59.28MHzまたは62〜63.28MHz
とすることにより、基準周波数の高調波および入
力周波数の高調波は帯域通過フイルタのしや断域
とすることができるので、高調波によるスプリア
スを除去することができる。
以上説明したように、周波数合成のための入力
周波数の実調波および基準周波数の高調波の通過
をさけられるため、スプリアスを軽減した周波数
シンセサイザが可能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の10進4桁シンセサイザ装置の構
成図、第2図は本発明装置の基本となる周波数合
成装置を示した図、第3図は本発明による周波数
シンセサイザ装置の一実施例で、2進7桁シンセ
サイザ方式を示す構成図である。 10,20,30〜70……周波数合成器、1
1,21,31,〜71……ミクサ、12,2
2,32,〜72……帯域通過フイルタ、13,
23,33,〜63……分周器、15,25,3
5,〜75……基準周波数選択スイツチ。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 周波数間隔が等しいm個(m≧2整数)の周
    波数を有する第1および第2の基準周波数群と、
    ミクサと帯域通過フイルタと1/m分周器とから
    なるn個の周波数合成器と、前記第1および第2
    の基準周波数群からの基準周波の中の一波を第
    1、第2群と交互に選択してこれを前記n個の周
    波数合成器のミクサにそれぞれ出力するn個の基
    準周波数選択スイツチとを備え、はじめに第1段
    目の周波数合成器のミクサにおいて基準周波数選
    択スイツチからの選択周波数と第3の基準周波数
    と混合しこれを第1段目の周波数合成器出力とし
    て、第2段目の周波数合成器のミクサに送給し、
    以下順次交互に選択される基準周波数選択スイツ
    チの選択周波数と前段の周波数合成器からの出力
    をn段にわたつて周波数合成することを特徴とす
    るm進n桁の周波数シンセサイザ装置。 2 周波数間隔が等しい2個の周波数を有する第
    1および第2の基準周波数群と、ミクサと帯域通
    過フイルタと1/2分周器とからなるn個の周波数
    合成器と、前記第1および第2の基準周波数群か
    らの基準周波の中の一波を第1、第2群と交互に
    選択してこれを前記n個の周波数合成器のミクサ
    にそれぞれ出力するn個の基準周波数選択スイツ
    チとを備え、はじめに第1段目の周波数合成器の
    ミクサにおいて基準周波数選択スイツチからの選
    択周波数と第3の基準周波数と混合しこれを第1
    段目の周波数合成器出力として、第2段目の周波
    数合成器のミクサに送給し、以下順次第1、第2
    群と交互に選択される基準周波数選択スイツチの
    選択周波数と前段の周波数合成器からの出力をn
    段にわたつて周波数合成することを特徴とする2
    進n桁の特許請求の範囲代1項記載の周波数シン
    セサイザ装置。
JP16225879A 1979-12-14 1979-12-14 Frequency synthesizer system Granted JPS5685908A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0546681U (ja) * 1991-11-29 1993-06-22 有限会社河島農具製作所 クローラ型動力運搬車の浮動転輪装置

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