JP2010045504A - Pll frequency synthesizer circuit and control method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、PLL周波数シンセサイザ回路及びその制御方法に関する。 The present invention relates to a PLL frequency synthesizer circuit and a control method thereof.
本発明に関連する広帯域PLL(Phase Locked Loop)周波数シンセサイザ回路について図4を参照して説明する。
図4は、本発明に関連する広帯域PLL周波数シンセサイザ回路のブロック図である。
図4に示す広帯域PLL周波数シンセサイザは、広帯域化により複数の変調感度(以下「Kv」と表記する)カーブをもつ電圧制御発振器(Voltage Controlled Oscillator:以下「VCO」と表記する)42と、VCO42からの出力信号を分配し1/Nに分周する分周器44と、分周器44の出力信号と基準信号源から基準信号S41とを比較する位相比較器41と、位相比較器41からの出力信号S43を平滑化しVCO42に出力するループフィルタ43とで構成される。
A broadband PLL (Phase Locked Loop) frequency synthesizer circuit related to the present invention will be described with reference to FIG.
FIG. 4 is a block diagram of a wideband PLL frequency synthesizer circuit relevant to the present invention.
The broadband PLL frequency synthesizer shown in FIG. 4 includes a voltage controlled oscillator (Voltage Controlled Oscillator: hereinafter referred to as “VCO”) 42 having a plurality of modulation sensitivity (hereinafter referred to as “Kv”) curves, and a
ここで、PLL周波数シンセサイザ回路に関連する技術の一例が特許文献1、2に記載されている。
特許文献1の「無線機」は、「VCO回路及びPLL回路を有する無線機において、起因する複数の特性のループフィルタ回路及び切替器を有し設定周波数により最適なループフィルタを切替えて使用する」ことを特徴とするものである。
Here,
The “radio device” of
この「無線機」によれば、VCO制御電圧範囲の両端で変調感度偏差が大きくて諸特性が劣化していた為に使えない範囲を、切替器とVCO回路の変調感度を元に最適なループフィルタ特性を複数有し、設定周波数に従ってループフィルタを切り替えることで、VCO制御電圧範囲内での変調感度偏差による諸特性の劣化を抑えることで、VCO回路の制御電圧−発信周波数特性を広く使用する事が出来、VCOの広帯域化を図る事が出来るとしている。 According to this "radio device", the optimum loop based on the modulation sensitivity of the switch and VCO circuit is used because the modulation sensitivity deviation is large at both ends of the VCO control voltage range and various characteristics have deteriorated. Widely use the control voltage-oscillation frequency characteristic of the VCO circuit by suppressing the deterioration of various characteristics due to the modulation sensitivity deviation within the VCO control voltage range by switching the loop filter according to the set frequency by having multiple filter characteristics It is possible to increase the bandwidth of the VCO.
特許文献2の「広帯域変調PLL」は、「電圧制御発振器と、電圧制御発振器の出力信号を分周する分周器と、分周器の出力信号と基準信号との位相差に応じた信号を出力する位相比較器と、位相比較器の出力を平均化して電圧制御発振器に出力するループフィルタとを含むPLL部と、入力された変調データに基づき、電圧制御発振器に第1の変調信号を入力して変調をかける第1の変調入力部と、変調データに基づき、PLL部の電圧制御発振器とは異なる位置に第2の変調信号を入力する第2の変調入力部と、を備え、電圧制御発振器は、第1の変調信号が入力される第1の制御端子と、第2の変調信号に基づいた信号が入力される第2の制御端子を有し、第1の変調入力部は、第1の制御端子における第1の変調感度を算出する変調感度算出手段と、算出された第1の変調感度に基づいて変調データの変調度を調整して第1の変調信号を出力する変調度調整手段とを有する」ことを特徴とするものである。
The “wideband modulation PLL” of
この「PLL」によれば、各チャネル毎のルックアップテーブルが不要なため、小型かつ安価で、消費電力の小さい広帯域変調PLLを提供することができる。さらに、初期動作毎や通常変調動作等、実使用時の環境変動に追従することが可能なため、常に良好かつ安定な変調精度を実現する広帯域変調PLLを提供することができるとしている。
図5は、図4に示した広帯域PLL周波数シンセサイザ回路におけるVCO42のKvカーブを示している。図5において、横軸は出力周波数を示し、縦軸は制御電圧を示す。
VCO42の出力周波数が2つのKvカーブを跨る場合、変調感度の非線形特性により、変調感度Kvを最大と最小とで使用する場合が発生することになる。
FIG. 5 shows a Kv curve of the
When the output frequency of the
ここで、複数の変調感度カーブをもつVCOによる広帯域PLL周波数シンセサイザ回路の出力周波数の広帯域化によって、出力周波数の設定時に変調感度カーブの切り替えが発生する場合、例えば温度変化によりVCO42の制御電圧が変動した場合、同一周波数に設定しても変調感度カーブの切り替わりが発生し、変調感度が、最小から最大に変化する。
Here, when the output frequency of the wideband PLL frequency synthesizer circuit is widened by a VCO having a plurality of modulation sensitivity curves, switching of the modulation sensitivity curve occurs when the output frequency is set. For example, the control voltage of the
変調感度が大きくなった場合、変調感度をパラメータとするループゲインが大きくなるので、ループバンドが広くなり、周波数がロックせず発振する問題がある。
また、変調感度が小さくなった場合、ループゲインが小さくなるので、ループバンドが狭くなり、出力周波数の近傍ノイズが劣化する、すなわち信号に対するノイズが増加するという問題がある。
When the modulation sensitivity increases, the loop gain using the modulation sensitivity as a parameter increases, so that there is a problem that the loop band becomes wide and the frequency does not lock and oscillates.
Further, when the modulation sensitivity is decreased, the loop gain is decreased, so that the loop band is narrowed, and the noise near the output frequency is deteriorated, that is, there is a problem that noise with respect to the signal is increased.
なお、特許文献1,2と本願との相違点については後述する。
Note that differences between
そこで、本発明の目的は、信号に対するノイズの増加がなく安定したPLL周波数シンセサイザ回路及びその制御方法を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a stable PLL frequency synthesizer circuit that does not increase noise with respect to a signal and a control method thereof.
本発明の第1の装置は、電圧制御発振器の制御電圧をモニタし、該制御電圧に応じて前記電圧制御発振器の変調感度との間で安定に動作するように設定されたループフィルタを切り替えるようにしたことを特徴とする。 The first device of the present invention monitors the control voltage of the voltage controlled oscillator, and switches the loop filter set to operate stably with the modulation sensitivity of the voltage controlled oscillator according to the control voltage. It is characterized by that.
本発明の第1の方法は、外部から位相比較器に入力された基準信号と、該位相比較器にループフィルタを介して接続された電圧制御発振器からの出力との位相差が一定になるように、前記電圧制御発振器から前記位相比較器に分周器でフィードバックをかけて発振させ、前記電圧制御発振器の制御電圧をモニタし、該制御電圧に応じて前記電圧制御発振器の変調感度との間で安定に動作するように設定されたループフィルタを切り替えることを特徴とするPLL周波数シンセサイザ回路の制御方法。 According to the first method of the present invention, the phase difference between the reference signal input from the outside to the phase comparator and the output from the voltage controlled oscillator connected to the phase comparator via the loop filter is made constant. In addition, the voltage-controlled oscillator oscillates by applying feedback to the phase comparator with a frequency divider, monitors the control voltage of the voltage-controlled oscillator, and adjusts the modulation sensitivity of the voltage-controlled oscillator according to the control voltage. A method for controlling a PLL frequency synthesizer circuit, wherein a loop filter set to operate stably is switched.
本発明によれば、信号に対するノイズの増加がなく安定したPLL周波数シンセサイザ回路及びその制御方法の提供を実現することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a stable PLL frequency synthesizer circuit and a control method thereof without increasing noise with respect to a signal.
<特 徴>
本発明に係るPLL周波数シンセサイザ回路は、内部に電圧制御発振器(VCO)機能とPLL(Phase locked Loop)機能を実装したPLLモジュール、特に複数の変調感度(Kv)カーブによりVCOの出力周波数を広帯域化したPLLモジュールにおいて、周波数の再設定によりKvカーブの切り替わりが発生した場合、特にKvカーブの切り替わるVCOの制御電圧付近において周波数の再設定によりVCOの変調感度の変化があった場合に、VCOの制御電圧をA/Dコンバータで検出し、A/Dコンバータのデジタル信号に応じたループフィルタ(LF)の切替信号を制御部から出力し、あらかじめ設定されているVCOの制御電圧に対応したループフィルタ(LF)に切り替えて、変調感度の変化分を打ち消すようにしてループバンドの変化量を少なくすることを特徴とする。
<Features>
The PLL frequency synthesizer circuit according to the present invention is a PLL module in which a voltage controlled oscillator (VCO) function and a PLL (Phase locked Loop) function are mounted inside, and in particular, the output frequency of the VCO is widened by a plurality of modulation sensitivity (Kv) curves. In the PLL module, when the Kv curve is switched by resetting the frequency, especially when the modulation sensitivity of the VCO is changed by resetting the frequency near the control voltage of the VCO at which the Kv curve switches, the VCO control is performed. A voltage is detected by the A / D converter, a switching signal of a loop filter (LF) corresponding to the digital signal of the A / D converter is output from the control unit, and a loop filter (corresponding to a preset control voltage of the VCO ( LF) and cancel the amount of change in the modulation sensitivity so that the amount of change in the loop band Featuring less.
図1は、本発明に係るPLL周波数シンセサイザの一実施の形態のブロック図を示す。
<構 成>
図1に示すPLL周波数シンセサイザは、基準信号源1と、位相比較器2と、ループフィルタ3と、電圧制御発振器4と、分周器5とで構成される。
FIG. 1 shows a block diagram of an embodiment of a PLL frequency synthesizer according to the present invention.
<Configuration>
The PLL frequency synthesizer shown in FIG. 1 includes a
図示しない基準信号源は、基準信号S1を出力する。位相比較器1は、基準信号S1と分周器4により分周された分周信号S4との位相を比較しその差分信号S3を出力する。ループフィルタ3は、位相比較器1からの差分信号S3と平滑化し直流電圧S5を発生する。VCO2は、直流電圧S5によって出力信号S2の発振周波数が制御される。分周器4は、VCO2からの出力信号を分周して分周信号S4を位相比較器1へ出力する。
A reference signal source (not shown) outputs a reference signal S1. The
さらに、アナログ−デジタル変換部(A/Dコンバータ)5は、ループフィルタ3で発生した直流電圧をデジタル信号S5に変換する。制御部6は、A/Dコンバータ5からのデジタル信号S7によりループフィルタ3に対してループフィルタ3の切替信号S6を出力する。
Further, the analog-digital converter (A / D converter) 5 converts the DC voltage generated by the
図3は、図1に示したPLL周波数シンセサイザに用いられるループフィルタのブロック図の一例を示している。
図3に示すループフィルタ34は、切替スイッチ31と、切替スイッチ32と、第1の変調感度範囲を有するループフィルタ33と、第1の変調感度範囲より小さい第2の変調感度範囲を有するループフィルタ34とで構成される。
FIG. 3 shows an example of a block diagram of a loop filter used in the PLL frequency synthesizer shown in FIG.
The
切替スイッチ31、32は、制御部7より出力される切替信号S6によりループフィルタを切り替える。
切替スイッチ31としては、例えば、デマルチプレクサが挙げられ、切替スイッチ32としては、例えばマルチプレクサが挙げられる。
The changeover switches 31 and 32 change the loop filter according to a changeover signal S6 output from the control unit 7.
An example of the
図1において、ループフィルタ3(LF)で平滑化されたVCO2の制御電圧S5は、VCO2とA/Dコンバータ5に分配される。分配されたVCO2の制御電圧S5をA/Dコンバータ5でデジタル信号S7に変換する。制御部6はデジタル信号S7に対応したループフィルタ3に切替る信号S6を出力する。切り替えたループフィルタ3(LF)は、VCO2の変調感度Kvの変化に対してループバンドの変化が小さくなる定数に設定されている。
In FIG. 1, the control voltage S5 of the
<動 作>
以下、図1に示したPLL周波数シンセサイザの動作について説明する。
位相比較器2の出力信号S3がループフィルタ3により平滑化された電圧となり、A/Dコンバータ5によりデジタル信号S7に変換される。制御部6は、デジタル信号S7を入力され、ループフィルタ3にデジタル信号S6を出力する。ループフィルタ3は、デジタル信号S6よりVCOの変調感度Kvに対してループバンドの変化が少ないループフィルタ33またはループフィルタ34への切り替えを行う。
<Operation>
The operation of the PLL frequency synthesizer shown in FIG. 1 will be described below.
The output signal S3 of the
図2は、図1に示したPLL周波数シンセサイザのVCOの変調感度カーブとループフィルタを切り替えるVCOの制御電圧との関係を示している。
VCO2の制御電圧が「1V〜3V」までを変調感度が大きい(80MHz〜50MHz)時のループフィルタ33を選択し、VCOの制御電圧が「2.5V〜4V」までを変調感度が小さい(60MHz〜30MHz)時のループフィルタ34を選択する。
FIG. 2 shows the relationship between the modulation sensitivity curve of the VCO of the PLL frequency synthesizer shown in FIG. 1 and the control voltage of the VCO that switches the loop filter.
The
<効果の説明>
以上説明したように本発明によれば、以下に記載するような効果がある。
所望の出力周波数において、VCOの変調感度が変化した場合に、変調感度をパラメータとするループゲインの変化を打ち消すループフィルタに切り替えることで、発振または近傍ノイズの劣化のない安定したPLL周波数シンセサイザ回路を実現することができる。
<Description of effects>
As described above, according to the present invention, there are effects as described below.
When the modulation sensitivity of the VCO changes at the desired output frequency, a stable PLL frequency synthesizer circuit without oscillation or deterioration of nearby noise can be obtained by switching to a loop filter that cancels the loop gain change using the modulation sensitivity as a parameter. Can be realized.
なお、上述した実施の形態は、本発明の好適な実施の形態の一例を示すものであり、本発明はそれに限定されることなく、その要旨を逸脱しない範囲内において、種々変形実施が可能である。 The above-described embodiment shows an example of a preferred embodiment of the present invention, and the present invention is not limited thereto, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. is there.
ここで、特許文献1に記載の発明は、二つのループフィルタを用いているが、設定周波数により切り替えているだけであり、変調感度を参照していない点で本実施形態と相違する。しかも特許文献1に記載の発明は、出力側がVCOに接続されているため、ループフィルタがラグ型フィルタもしくはラグ・リード型フィルタの場合には常にコンデンサが並列接続されることになり、不安定となる。
Here, the invention described in
また、特許文献2に記載の発明は、ADコンバータを用いているものの、そのADコンバータの出力をループフィルタにフィードバックすることなく、制御信号生成に用いている点で本実施形態と相違する。
従って、これら特許文献1,2に記載の発明を組み合わせても本実施形態に想到することは困難である。
The invention described in
Therefore, even if the inventions described in
本発明は、送信機、受信機、送受信機、標準信号発生器等に利用できる。 The present invention can be used for a transmitter, a receiver, a transceiver, a standard signal generator, and the like.
1 位相比較器
2 電圧制御発振器(VCO)
3 ループフィルタ(LF)
4 分周器
5 A/Dコンバータ
6 制御部
1
3 Loop filter (LF)
4 Frequency divider 5 A /
Claims (6)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2008206924A JP2010045504A (en) | 2008-08-11 | 2008-08-11 | Pll frequency synthesizer circuit and control method thereof |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| JP2008206924A JP2010045504A (en) | 2008-08-11 | 2008-08-11 | Pll frequency synthesizer circuit and control method thereof |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2010045504A true JP2010045504A (en) | 2010-02-25 |
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ID=42016542
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| JP2008206924A Withdrawn JP2010045504A (en) | 2008-08-11 | 2008-08-11 | Pll frequency synthesizer circuit and control method thereof |
Country Status (1)
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| JP (1) | JP2010045504A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112653459A (en) * | 2020-12-28 | 2021-04-13 | 成都美数科技有限公司 | Radio frequency signal source capable of being calibrated in real time |
-
2008
- 2008-08-11 JP JP2008206924A patent/JP2010045504A/en not_active Withdrawn
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