JPS6364092B2 - - Google Patents

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JPS6364092B2
JPS6364092B2 JP18473683A JP18473683A JPS6364092B2 JP S6364092 B2 JPS6364092 B2 JP S6364092B2 JP 18473683 A JP18473683 A JP 18473683A JP 18473683 A JP18473683 A JP 18473683A JP S6364092 B2 JPS6364092 B2 JP S6364092B2
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frequency
oscillator
mixer
pll
spurious
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JP18473683A
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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03JTUNING RESONANT CIRCUITS; SELECTING RESONANT CIRCUITS
    • H03J5/00Discontinuous tuning; Selecting predetermined frequencies; Selecting frequency bands with or without continuous tuning in one or more of the bands, e.g. push-button tuning, turret tuner
    • H03J5/02Discontinuous tuning; Selecting predetermined frequencies; Selecting frequency bands with or without continuous tuning in one or more of the bands, e.g. push-button tuning, turret tuner with variable tuning element having a number of predetermined settings and adjustable to a desired one of these settings
    • H03J5/0245Discontinuous tuning using an electrical variable impedance element, e.g. a voltage variable reactive diode, in which no corresponding analogue value either exists or is preset, i.e. the tuning information is only available in a digital form
    • H03J5/0272Discontinuous tuning using an electrical variable impedance element, e.g. a voltage variable reactive diode, in which no corresponding analogue value either exists or is preset, i.e. the tuning information is only available in a digital form the digital values being used to preset a counter or a frequency divider in a phase locked loop, e.g. frequency synthesizer
    • H03J5/0281Discontinuous tuning using an electrical variable impedance element, e.g. a voltage variable reactive diode, in which no corresponding analogue value either exists or is preset, i.e. the tuning information is only available in a digital form the digital values being used to preset a counter or a frequency divider in a phase locked loop, e.g. frequency synthesizer the digital values being held in an auxiliary non erasable memory

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Superheterodyne Receivers (AREA)
  • Noise Elimination (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
この発明は多重周波数変換構成の通信機、特に
PLL発振器を含む回路に生ずるクロス・スプリ
アス・ビートの発生を防止するにある。 最近の通信機はほとんど全部がスーパーヘテロ
ダイン方式であり、2重以上の多重変換とするこ
とも多く、各変換器(以下ミクサと称す)にはそ
れぞれ局部周波数を注入する局部発振器を備える
が、周波数可変発振器としては周波数設定確度と
安定度の点からPLL(Phase Locked Loop)制
御とすることが多い。しかしながら、PLL回路
には内部の周波数関係で発生するスプリアス・ビ
ートがあり、特定の周波数で受信の障害となる場
合があるので、先づその発生のメカニズムと、本
発明の成立の重要な要素であるドリフトキヤンセ
ル回路について説明しておく。 第1図は2重変換スーパーヘテロダイン受信回
路の構成例であつて、アンテナ1よりの入力信号
波は前段ミクサ2で第1中間周波数となり、パン
ドパス・フイルタ3を通つて、後段ミクサ4で第
2中間周波数となり、バンドパス・フイルタ5を
通つて、増幅および復調されるものである。前段
ミクサ2の局部発振周波数L1はPLL制御発振回
より注入される。PLL発振回路は電圧制
御発振器(以下VCO)で基本波発振をし、その
出力をミクサ2に供給すると共に内部ミクサ62
で固定発振器7の周波数と混合してnを出力す
る。第1図では発振器7の周波数はミクサ62に
注入するほか、後段ミクサ4の局部発振周波数
L2として利用され、発振器7は前段ミクサと後
段ミクサの共用発振器となつている。この構成は
発振器7を共用することによつて発振器を1個節
約し得るのみならず、共用発振器7の発振周波数
が多少変動しても、前段ミクサの注入周波数L1
の変動による第1中間周波数の変化分を後段ミク
サの注入周波数L2の変動で逆に打消して、第2
中間周波数には全く影響が出ないようにすること
ができるものであるが、その原理はドリフト・キ
ヤンセル方式として周知であるから詳しくは述べ
ないが、本発明の重要な構成要素の一つである。 ミクサ62の出力周波数は分周器63を通して
位相比較器64で基準周波数Rと位相比較し位相
差に従つて発生する正または負の検出電圧をロー
パス・フイルタ65を通して直流制御電圧として
VCO61に加えて発振周波数を安定化する制御
ループを構成しているものであるが、基本的に発
振周波数L1は基準周波数Rのステツプで変化す
るのであるから、L1にくらべて非常に小さく、
またRと位相比較すべき分周器出力周波数も当然
小さい値となる。一方で分周器の分周比は大きく
取るほど制御ループ・ゲインが低下してPLLル
ープの安定度が低下するという問題があるので、
ミクサ62の出力nはなるべく低い周波数である
ことが望ましいのと、分周器の動作可能周波数に
よる制約とから、ミクサ62はダウン・ミクサと
してnL1より小さく取るのが普通である。
PLL回路のクロス・スプリアス・ビートはこの
nL1の周波数が整数比となつたときが最も顕
著であるので、以下にその発生のメカニズムを説
明する。 62はダウン・ミクサであるから、上記の整数
比をnとし、L1L2とすると nL1L2 であり、ミクサ出力にはnのほかにL1L2L1
L2等の周波数が含まれるが、これ等はnより
はるかに高い周波数であるから、ミクサ出力部の
ローパス・フイルタまたはバンド・パス・フイル
タで容易に除去されてnのみを取出すことができ
るわけであるが、実際にはミクサの非直線性のた
め上記の周波数の高調波が発生する。この高調波
それ自体はさらに高い周波数であるから問題は無
いが、 nnL1の周波数状態では 出力nのn番高調波がL1と同一周波数となつ
て干渉を生ずる。これはゼロビートとなつて外に
は現われないが、入力周波数がΔ変化した場合
には基本波出力の変化はΔであり、n番高調波
出力の変化はnΔとなる。従つて nn→nn±nΔ=L1±nΔ これと入力のL1±Δとの差を取ると (L1±nΔ)−(L1±Δ)=±(n−1)Δ この式から、ダウン・ミクサにおいて入力周波
数が出力周波数のn倍となる周波数の前後におい
て、該入力周波数との差周波数の(n−1)倍の
ビート周波数を出力に発生することがわかり、ゼ
ロビートを中心に周波数が交叉するように変化す
るので、一般にクロス・スプリアス・ビートと称
している。このビートはnと共に分周器を通つ
て、またはnを変調して位相比較器64の出力に
混在して、それがフイルタ65のカツトオフ周波
数以下であると、VCO61に加えられて出力L1
を周波数変調し、スプリアス成分となるものであ
る。このフイルタ65のカツトオフ周波数を低く
取ると時定数が増大して、PLL発振器のロツク
アツプ・タイム(発振周波数が安定するまでの時
間)が長くなるので、実用回路では制約がある。
その他にも基準周波数と位相比較器の高周波や非
直線性に基因するスプリアスもあるが、いづれも
特定の周波数に限定されるから、スプリアスを発
生する周波数関係を避ける設計が望ましいが、広
帯域のゼネラル・カバレージ用では不可能であ
る。その実状を第2図の実用回路例につき説明す
る。この回路が第1図の構成と異るのは、PLL
回路は受信バンドを設定するための大きな周波
数ステツプ(この場合は500KHz)のみを受持ち、
同調操作のような細かい周波数調整は別の発振回
路(図には省略してあるが、通常はPLL発振回
路で構成する)で行い、その周波数を後段ミクサ
4の局部発振器7の周波数とミクサ8で混合し
て、PLL回路内のミクサ62に注入すること
により目的を達成している。第1図と第2図とは
構成的にはミクサ8が追加されただけであり、第
1図について説明したドリフト・キヤンセル動作
は第2図にも適用される。(証明は省略) 周波数構成は第1中間周波数47055kHz、第2
中間周波数10700kHzで、受信周波数は0〜
30000kHzのゼネラル・カバレージが可能である。
以下も周波数は混乱を避けるためkHz表示に統一
する。前段ミクサ2の局部発振周波数L1は受信
周波数と中間周波数の和であつて、47055〜
77055kHzであり、PLLの基準周波数が500kHz
であるので、バンド幅も500kHzとなる。このバ
ンド幅をkHzとしたのはアマチユア・バンド用と
して都合がよいという理由による。後段ミクサ4
の局部発振周波数L2は36355kHzであつて、第2
の発振周波数8700〜9200kHzとミクサ8で混合し
て、和の周波数45055〜45555kHzのL4をPLL
のミクサ62に注入している。分周器63の分周
比N=4〜64で、出力側の比較周波数は500kHz
であるから、分周器の入力(ミクサ62の出力で
もある)n=500kHz×Nであつて、第1図で説
明したようにnnL1のときにクロス・スプリア
ス・ビートを生ずる。ただし、このスプリアスが
全部のバンドで発生するのでは無いが、前記の周
波数関係の場合には、nが3500kHzでその14倍が
L1の49000kHzと一致する受信周波数1945kHzの前
後でビートを発生する。その際の受信周波数
【表】 に対する局部発振周波数L1nの第14高調波
(これは49000kHzで一定)と発生するクロス・ス
プリアス・ビートの周波数の関係を第1表に詳し
く示す。このビート周波数は干渉高調波の
49000kHzが局部発振のL1と一緒にミクサに加え
られて、中間周波段を通つて検波されて発生する
周波数でもある。このようにして発生するクロ
ス・スプリアス・ビートを防止するために本発明
では前段ミクサの局部発振器を構成する第1の
PLL発振器の制御ループ内のミクサの局部発振
器として第2のPLL発振器を用い、第1のPLL
発振器にて運用バンドの周波数を設定し、第2の
PLL発振器にてバンド内の下位桁周波数を設定
する構成の無線受信機において、後段ミクサの局
部発振周波数を前記第1のPLL発振器の制御ル
ープに注入することによりドリフト・キヤンセル
回路を構成すると共に、該局部発振周波数を微調
整する電圧制御可変リアクタンス素子に前記第2
のPLL発振器の周波数を設定するアツプ・ダウ
ン・カウンタの適宜桁出力をD/A変換した電圧
を加える構成とすることにより、クロス・スプリ
アス・ビートを発生する第1局部発振周波数L1
を、回路内のフイルタでスプリアス・ビートを除
去できる範囲で偏移するものである。 上記の第1のPLL発振回路については第2図
とほぼ同様であるから、以下に第2のPLL発振
回路について述べる。第3図においてPLL回
は発振器(VCO−2)91(発振周波数
87000〜92000kHz)、プログラマブル分周器92
(N=700〜1199)、位相比較器93(基準周波数
R2は10kHz)、ローパス・フイルタ94とから成
り、VCO−2の発振周波数が非常に高いので、
ダウン・ミクサ95により、分周器92に加える
周波数を7000〜12000kHzと低下させている。
VCO−2の出力は1/10分周器を通して8700〜
9200kHzとしてミクサ8(記号は第2図と共通)
に加えているが、このように発振周波数を高くし
て分周器を通すのは、基準周波数をなるべく高く
取れるようにして回路のロツク・アツプ・タイム
を短かくするためと、出力を分周することによ
り、回路内で発生するスプリアス出力が軽減する
等の効果によるが、本発明と直接の関係が無いか
ら詳しくは述べない。 周波数の設定はエンコーダ11から供給するク
ロツク・パルスを積算するBCDアツプ・ダウ
ン・カウンタ10のデータを分周器92の各桁に
入力している。これは通常行われている周波数制
御方式である。 本発明では前記のアツプ・ダウン・カウンタ1
0のデータ出力のうちの適宜の桁(第3図では
1kHzの桁)の出力をD/A変換器12を通して
直流電圧の変化に直したものを、後段ミクサ4の
局部発振器7の発振水晶片71の発振周波数を微
細調整する電圧制御可変リアクタンス素子(図で
は電圧制御可変容量ダイオード)72に加えて、
第2図では36355kHzの固定周波数であつた発振
周波数を36355〜36365kHzの間で変化させて、第
1表に見られるように発振周波数1945kHzの前後
で発生するクロス・スプリアスを避けることを可
能とするものである。この周波数関係を判り易く
まとめたのが第2表であつて、第1列の発振周波
数の変化に対して、第2局部発振周波数L2を第
2列のように変化させると、第1局部発振周波数
L1は第3列に示すように段階的に変化し、クロ
ス・スプリアスは第4列のようにビート周波数は
5kHz以下にはならないので、狭帯域のフイルタ
を使用すれば完全に除去することができるもので
ある。この際に第1中間周波数は第5列のように
10kHzの幅で変動するが、前に説明したドリフ
ト・キヤンセルの原理により補正されるから、第
1中間周波フイルタの帯域を外れないように注意
すれば動作上の問題は無い。 第1表と第2表の周波数関係をさらに判り易く
するために直視的にグラフ表示したのが第4図で
ある。実線Aは第1表の場合であつて、横軸の受
信周波数に対応して、局部発振周波数は比例的に
変化し、1945kHzのゼロ・ビートを中心にクロ
ス・スプリアス・ビートが発生し、中間周波数は
47055kHz一定であることがわかる。また第2表
は破線Bで示すように、局部発振周波
【表】 数は49000kHzを避けるように10kHzの段階状変化
をするからビート周波数は最低で5kHz一定とな
る。1940kHzで49000kHzと交叉するように見える
が、実際は48995から49005kHzまでジヤンプして
変化するのでビートは発生しない。また中間周波
数は鋸歯状に10kHzの幅で変化するので、フイル
タの中心周波数は47060kHzとすれば更に良いこ
とがわかる。第2表では1kHz間隔の変化で表示
してあるが、実際はもつと細かく変化できるの
で、第4図のような形状となる。第2表、第4図
では受信周波数と第2局部発振周波数L2とが同
量の周波数変化をすると想定しているが、これは
必ずしも厳密に同量変化の必要は無く、第4図破
線の直線変化が多少曲線化するだけであつて、実
用上には支障とならないから、生産上のネツクと
なる心配は無いものである。
【図面の簡単な説明】
第1図はPLL制御局部発振回路を有するダブ
ル・コンバージヨン受信機のブロツク回路図例、
第2図、第3図は本発明実施回路のブロツク図、
第4図は本発明回路の周波数動作関係を直視的に
表示したグラフである。 1……アンテナ、2……前段ミクサ、3,5…
…バンドパス・フイルタ、4……後段ミクサ、
6,……PLL発振回路、61,91……VCO、
62,95……内部ミクサ、63,92……プロ
グラマブル分周器、64,93……位相比較器、
65,94……ローパス・フイルタ、7……第2
局部発振器、71……発振水晶片、72……可変
容量ダイオード、8……ミクサ、10……BCD
アツプ・ダウン・カウンタ、11……エンコー
ダ、12……D/A変換器、L1L2L3L4
……局部発振周波数、R1R2……基準周波数。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 前段ミクサの局部発振器を構成する第1の
    PLL発振器の制御ループ内のミクサの局部発振
    器として第2のPLL発振器を用い、第1のPLL
    発振器にて運用バンドの周波数を設定し、第2の
    PLL発振器にてバンド内の下位桁周波数を設定
    する構成の無線受信機において、後段ミクサの局
    部発振周波数を前記第1のPLL発振器の制御ル
    ープに注入することによりドリフト・キヤンセル
    回路を構成すると共に、該局部発振周波数を微調
    整する電圧制御可変リアクタンス素子に前記第2
    のPLL発振器の周波数を設定するアツプ・ダウ
    ン・カウンタの適宜桁出力をD/A変換した電圧
    を加える構成とすることにより、PLL発振器内
    にて発生するクロス・スプリアスを除去したこと
    を特徴とするクロススプリアスを除去した無線受
    信機。
JP18473683A 1983-10-03 1983-10-03 クロススプリアスを除去した無線受信機 Granted JPS6076819A (ja)

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JPS6076819A JPS6076819A (ja) 1985-05-01
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007259211A (ja) * 2006-03-24 2007-10-04 Nec Corp 局部発振装置及びこれを用いた無線送受信機

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007259211A (ja) * 2006-03-24 2007-10-04 Nec Corp 局部発振装置及びこれを用いた無線送受信機

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