JP3393172B2 - 周波数ホッピング発振装置 - Google Patents
周波数ホッピング発振装置Info
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- JP3393172B2 JP3393172B2 JP03158297A JP3158297A JP3393172B2 JP 3393172 B2 JP3393172 B2 JP 3393172B2 JP 03158297 A JP03158297 A JP 03158297A JP 3158297 A JP3158297 A JP 3158297A JP 3393172 B2 JP3393172 B2 JP 3393172B2
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、周波数ホッピング
発振装置に関し、より詳細には、非同期データ通信に利
用される高速周波数ホッピング方式の適用が可能な当該
装置に関する。
発振装置に関し、より詳細には、非同期データ通信に利
用される高速周波数ホッピング方式の適用が可能な当該
装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、この種の発振装置として知られて
いるものの一例を図7に示す。図7において、基準周波
数発振器70からの出力を分周器71でR分周して基準
比較周波数fr/Rを生成する。一方、電圧制御発振器
(VCO)74の出力(f0)を、外部から入力される
カウントデータ77(N)に従ってN分周するプログラ
マブルカウンタ75に入力して、VCO74の比較周波
数f0/Nを得る。前記した2つの分周出力は、位相比
較器72に入力されて互いの位相差分を検出して、それ
を2つの周波数発振源の周波数差を修正するようにルー
プフィルタ73へ出力する。該ループフィルタ73はロ
ーパスフィルタで構成されており、入力された比較出力
の平均電圧を出力し、該出力はVCO74の周波数制御
電圧として印加する。VCO74の周波数修正が収束し
た時に、2種の比較周波数はほぼ等しく制御されて、V
CO74の出力周波数は下記(式1)に示す周波数f0
に制御される。 f0=(N/R)×fr (式1) つまり、外部から入力されるカウントデータ77で指示
されたNによって周波数を操作することが可能となるの
で、周波数に対応したNを順次入力することで発振周波
数を切り換えることができる。
いるものの一例を図7に示す。図7において、基準周波
数発振器70からの出力を分周器71でR分周して基準
比較周波数fr/Rを生成する。一方、電圧制御発振器
(VCO)74の出力(f0)を、外部から入力される
カウントデータ77(N)に従ってN分周するプログラ
マブルカウンタ75に入力して、VCO74の比較周波
数f0/Nを得る。前記した2つの分周出力は、位相比
較器72に入力されて互いの位相差分を検出して、それ
を2つの周波数発振源の周波数差を修正するようにルー
プフィルタ73へ出力する。該ループフィルタ73はロ
ーパスフィルタで構成されており、入力された比較出力
の平均電圧を出力し、該出力はVCO74の周波数制御
電圧として印加する。VCO74の周波数修正が収束し
た時に、2種の比較周波数はほぼ等しく制御されて、V
CO74の出力周波数は下記(式1)に示す周波数f0
に制御される。 f0=(N/R)×fr (式1) つまり、外部から入力されるカウントデータ77で指示
されたNによって周波数を操作することが可能となるの
で、周波数に対応したNを順次入力することで発振周波
数を切り換えることができる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ように構成された発振装置では、発振周波数の切り換え
には、プログラマブルカウンタ75の分周数を決めるカ
ウントデータNを変化させて指定した周波数の発振に変
化させる際に、指定された周波数への制御過程で発振周
波数が不安定となるダンピング動作を生じ、この動作が
収束するまでの周波数切り換え時間中は、通信に使用す
るのに十分安定な周波数発振が得られないという問題点
がある。また、上記従来例の装置では、周波数切り換え
時間を短縮しようとすると、分周器71および位相比較
器72に入力する比較周波数を高く設定して、位相動作
を高速化する必要があるが、その際に該分周器71,プ
ログラマブルカウンタ75及び比較器72の消費電流は
増加することになり、携帯型の通信端末等のように低消
費電流が要求されるような用途の使用には適していな
い。
ように構成された発振装置では、発振周波数の切り換え
には、プログラマブルカウンタ75の分周数を決めるカ
ウントデータNを変化させて指定した周波数の発振に変
化させる際に、指定された周波数への制御過程で発振周
波数が不安定となるダンピング動作を生じ、この動作が
収束するまでの周波数切り換え時間中は、通信に使用す
るのに十分安定な周波数発振が得られないという問題点
がある。また、上記従来例の装置では、周波数切り換え
時間を短縮しようとすると、分周器71および位相比較
器72に入力する比較周波数を高く設定して、位相動作
を高速化する必要があるが、その際に該分周器71,プ
ログラマブルカウンタ75及び比較器72の消費電流は
増加することになり、携帯型の通信端末等のように低消
費電流が要求されるような用途の使用には適していな
い。
【0004】本発明は、こうした従来技術における問題
点に鑑みてなされたもので、発振周波数の安定した発振
特性をもち、低消費電力で、規定された範囲内の発振周
波数のホッピング発振を精度良く、かつ高速に行うこと
を可能とする周波数ホッピング発振装置及び該周波数ホ
ッピング発振装置を用いた携帯型通信端末を提供するこ
とをその解決すべき課題とする。
点に鑑みてなされたもので、発振周波数の安定した発振
特性をもち、低消費電力で、規定された範囲内の発振周
波数のホッピング発振を精度良く、かつ高速に行うこと
を可能とする周波数ホッピング発振装置及び該周波数ホ
ッピング発振装置を用いた携帯型通信端末を提供するこ
とをその解決すべき課題とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、目標とするホッピング周波数に対応する
周波数データを設定する周波数設定手段と、該周波数設
定手段により設定される各周波数データにもとづいて発
生される電圧を制御電圧値として発振周波数を制御する
ことができる電圧制御発振器と、該電圧制御発振器の出
力発振周波数を基準周波数発振源の発振周波数と比較
し、得られる比較結果により前記制御電圧値を補正する
制御電圧値補正手段を有する周波数ホッピング発振装置
において、前記制御電圧値補正手段は、前記周波数設定
手段により所定の周波数データが設定される場合に、前
記基準周波数発振源に該所定の周波数データに対応した
基準発振周波数を用意するとともに、該基準発振周波数
と前記電圧制御発振器の発振出力との比較結果を位相比
較結果出力選択手段により、比較対象の周波数点で電圧
振幅可変手段又は電圧オフセット手段へそれぞれ切り替
えて入力し、前記制御電圧値補正手段の出力を前記電圧
制御発振器へフィードバックしてPLLループを構成す
る一方、前記位相比較結果出力選択手段が、前記周波数
設定手段により所定の周波数データf 0 が設定される場
合に、前記基準発振周波数と前記電圧制御発振器の発振
出力との比較結果を電圧オフセット手段へ入力し、前記
周波数設定手段により所定の周波数データf n が設定さ
れる場合に、前記基準発振周波数と前記電圧制御発振器
の発振出力との比較結果を電圧振幅可変手段へ入力する
構成としたものである。
に、本発明は、目標とするホッピング周波数に対応する
周波数データを設定する周波数設定手段と、該周波数設
定手段により設定される各周波数データにもとづいて発
生される電圧を制御電圧値として発振周波数を制御する
ことができる電圧制御発振器と、該電圧制御発振器の出
力発振周波数を基準周波数発振源の発振周波数と比較
し、得られる比較結果により前記制御電圧値を補正する
制御電圧値補正手段を有する周波数ホッピング発振装置
において、前記制御電圧値補正手段は、前記周波数設定
手段により所定の周波数データが設定される場合に、前
記基準周波数発振源に該所定の周波数データに対応した
基準発振周波数を用意するとともに、該基準発振周波数
と前記電圧制御発振器の発振出力との比較結果を位相比
較結果出力選択手段により、比較対象の周波数点で電圧
振幅可変手段又は電圧オフセット手段へそれぞれ切り替
えて入力し、前記制御電圧値補正手段の出力を前記電圧
制御発振器へフィードバックしてPLLループを構成す
る一方、前記位相比較結果出力選択手段が、前記周波数
設定手段により所定の周波数データf 0 が設定される場
合に、前記基準発振周波数と前記電圧制御発振器の発振
出力との比較結果を電圧オフセット手段へ入力し、前記
周波数設定手段により所定の周波数データf n が設定さ
れる場合に、前記基準発振周波数と前記電圧制御発振器
の発振出力との比較結果を電圧振幅可変手段へ入力する
構成としたものである。
【0006】また、本発明は、上記の構成に加え、前記
制御電圧値補正手段が、前記周波数設定手段により所定
の周波数データが設定された場合に、その補正動作を指
示し、前記周波数設定手段により前記所定の周波数以外
のデータが設定された場合に、前記制御電圧値のそれま
での補正状態を維持するよう構成したものである。
制御電圧値補正手段が、前記周波数設定手段により所定
の周波数データが設定された場合に、その補正動作を指
示し、前記周波数設定手段により前記所定の周波数以外
のデータが設定された場合に、前記制御電圧値のそれま
での補正状態を維持するよう構成したものである。
【0007】また、本発明は、上記の構成に加え、前記
所定の周波数データf 0 ,f n 以外のデータが設定された
場合に、前記PLLループを構成する前記基準周波数発
振源及び基準発振周波数と前記電圧制御発振器の発振出
力との比較手段の動作を停止するよう構成したものであ
る。
所定の周波数データf 0 ,f n 以外のデータが設定された
場合に、前記PLLループを構成する前記基準周波数発
振源及び基準発振周波数と前記電圧制御発振器の発振出
力との比較手段の動作を停止するよう構成したものであ
る。
【0008】また、本発明は、上述の構成に加え、前記
周波数データf 0 として前記電圧制御発振器の出力発振
周波数を通信で使用する際に規定される周波数帯域の最
も低い周波数を用いる一方、前記所定の周波数データf
n として前記電圧制御発振器の出力発振周波数を通信で
使用する際に規定される周波数帯域の高い周波数を用い
る構成としたものである。
周波数データf 0 として前記電圧制御発振器の出力発振
周波数を通信で使用する際に規定される周波数帯域の最
も低い周波数を用いる一方、前記所定の周波数データf
n として前記電圧制御発振器の出力発振周波数を通信で
使用する際に規定される周波数帯域の高い周波数を用い
る構成としたものである。
【0009】さらに、本発明は、通信を行う際の最大の
周波数f 0 及び最小の周波数f n が規定された通信システ
ムに用いられる携帯型通信端末であって、通信に使用す
る周波数発振に周波数ホッピング発振装置を用いる一
方、前記周波数ホッピング発振装置が、目標とするホッ
ピング周波数に対応する周波数データを設定する周波数
設定手段と、該周波数設定手段により設定される各周波
数データにもとづいて発生される電圧を制御電圧値とし
て発振周波数を制御することができる電圧制御発振器
と、該電圧制御発振器の出力発振周波数を基準周波数発
振源の発振周波数と比較し、得られる比較結果により前
記制御電圧値を補正する制御電圧値補正手段とを有し、
前記制御電圧値補正手段が、前記周波数設定手段により
所定の周波数データf 0 が設定される場合に、該所定の
周波数データf 0 に対応した基準発振周波数と前記電圧
制御発振器の発振出力との比較結果を電圧オフセット手
段へ入力し、前記周波数設定手段により所定の周波数デ
ータf n が設定される場合に、該所定の周波数データf n
に対応した基準発振周波数と前記電圧制御発振器の発振
出力との比較結果を電圧振幅可変手段へ入力し、前記制
御電圧値補正手段の出力を前記電圧制御発振器へフィー
ドバックしてPLLループを構成するようにしたもので
ある。
周波数f 0 及び最小の周波数f n が規定された通信システ
ムに用いられる携帯型通信端末であって、通信に使用す
る周波数発振に周波数ホッピング発振装置を用いる一
方、前記周波数ホッピング発振装置が、目標とするホッ
ピング周波数に対応する周波数データを設定する周波数
設定手段と、該周波数設定手段により設定される各周波
数データにもとづいて発生される電圧を制御電圧値とし
て発振周波数を制御することができる電圧制御発振器
と、該電圧制御発振器の出力発振周波数を基準周波数発
振源の発振周波数と比較し、得られる比較結果により前
記制御電圧値を補正する制御電圧値補正手段とを有し、
前記制御電圧値補正手段が、前記周波数設定手段により
所定の周波数データf 0 が設定される場合に、該所定の
周波数データf 0 に対応した基準発振周波数と前記電圧
制御発振器の発振出力との比較結果を電圧オフセット手
段へ入力し、前記周波数設定手段により所定の周波数デ
ータf n が設定される場合に、該所定の周波数データf n
に対応した基準発振周波数と前記電圧制御発振器の発振
出力との比較結果を電圧振幅可変手段へ入力し、前記制
御電圧値補正手段の出力を前記電圧制御発振器へフィー
ドバックしてPLLループを構成するようにしたもので
ある。
【0010】
【発明の実施の形態】本発明の実施形態を添付図にもと
づき説明する。図1は、本発明による発振装置の一実施
形態を示すブロック図である。図1において、本装置
は、入力電圧に比例した周波数を発振するVCO1、お
よびVCO発振周波数を安定化させるための周波数基準
となる基準周波数源9、これら2つの発振周波数の周波
数差に相当する位相差を検出し、その位相差の大きさに
比例して位相差を縮小するような修正出力を発生する位
相比較手段8を備える。また、上記VCO1の発振周波
数を決定してそれに相当する周波数データを出力する周
波数設定手段2、該周波数データS2が特定の周波数を
示した時に信号を出力する比較動作指示手段3、位相比
較出力S8は位相比較結果出力選択手段4へ入力され、
比較動作指示信号S3に応じて、周波数設定手段2が特
定の周波数を示した際に該比較結果を電圧オフセット手
段5もしくは、電圧振幅可変手段6の設定電圧S41,
S42へ反映させ、またそれら特定の周波数以外が指示
された時には該設定電圧S41,S42を維持するような
動作選択を行う位相比較結果出力選択手段4を備える。
そして、周波数データS2を電圧値で出力するD/A変
換手段7、該変換手段の出力S7の電圧幅を設定電圧S
42に比例した利得で増幅する電圧振幅可変手段6、そ
の出力S6に直流電圧値S41をオフセットしてVCO
の制御電圧S5として出力する電圧オフセット手段5を
備えることによって装置が構成される。
づき説明する。図1は、本発明による発振装置の一実施
形態を示すブロック図である。図1において、本装置
は、入力電圧に比例した周波数を発振するVCO1、お
よびVCO発振周波数を安定化させるための周波数基準
となる基準周波数源9、これら2つの発振周波数の周波
数差に相当する位相差を検出し、その位相差の大きさに
比例して位相差を縮小するような修正出力を発生する位
相比較手段8を備える。また、上記VCO1の発振周波
数を決定してそれに相当する周波数データを出力する周
波数設定手段2、該周波数データS2が特定の周波数を
示した時に信号を出力する比較動作指示手段3、位相比
較出力S8は位相比較結果出力選択手段4へ入力され、
比較動作指示信号S3に応じて、周波数設定手段2が特
定の周波数を示した際に該比較結果を電圧オフセット手
段5もしくは、電圧振幅可変手段6の設定電圧S41,
S42へ反映させ、またそれら特定の周波数以外が指示
された時には該設定電圧S41,S42を維持するような
動作選択を行う位相比較結果出力選択手段4を備える。
そして、周波数データS2を電圧値で出力するD/A変
換手段7、該変換手段の出力S7の電圧幅を設定電圧S
42に比例した利得で増幅する電圧振幅可変手段6、そ
の出力S6に直流電圧値S41をオフセットしてVCO
の制御電圧S5として出力する電圧オフセット手段5を
備えることによって装置が構成される。
【0011】図1の装置の動作を図2(a)〜(c)の
信号変化を示す図を参照して説明する。周波数設定手段
2から出力される周波数データS2は、D/A変換手段
7へ入力され、図2(a)に示すような周波数に対応し
た電圧値を0〜VDAOの範囲で出力する(S7)。該出力
S7は電圧振幅可変手段6に入力され、図2(b)に示
すように利得指示電圧S42に比例した利得分だけ利得
増幅器により増幅されて、0〜VACの増幅波形を出力
(S6)する。更に、該出力S6は電圧オフセット手段
5に入力され、図2(c)に示すように、オフセット指
示電圧値S41に従ってVDCだけオフセットされ、VDC
〜VAC+VDCの範囲で振れる電圧波形を出力(S5)す
る。
信号変化を示す図を参照して説明する。周波数設定手段
2から出力される周波数データS2は、D/A変換手段
7へ入力され、図2(a)に示すような周波数に対応し
た電圧値を0〜VDAOの範囲で出力する(S7)。該出力
S7は電圧振幅可変手段6に入力され、図2(b)に示
すように利得指示電圧S42に比例した利得分だけ利得
増幅器により増幅されて、0〜VACの増幅波形を出力
(S6)する。更に、該出力S6は電圧オフセット手段
5に入力され、図2(c)に示すように、オフセット指
示電圧値S41に従ってVDCだけオフセットされ、VDC
〜VAC+VDCの範囲で振れる電圧波形を出力(S5)す
る。
【0012】この時、周波数設定手段2が任意の周波数
f0を指示した時に、比較動作指示手段3は位相比較結
果出力選択手段4が位相比較出力S8を電圧オフセット
手段5へ接続するように指示し、発振周波数の修正が行
なわれてVDCレベルをVCO1が周波数f0で発振する
電圧値に制御する。次に、周波数設定手段2が任意の周
波数fnを指示した時に、比較動作指示手段3は位相比
較結果出力選択手段4が電圧振幅可変手段6へ接続する
ように指示し、VAC+VDCレベルの制御電圧によってf
nでVCOが発振するようにVACを制御する。これら、
f0,fn以外の周波数を指示した場合は、位相比較結果
出力選択手段4は何れの端子にも接続せずに、指示電圧
値S41,S42は一定の電圧値に維持される。
f0を指示した時に、比較動作指示手段3は位相比較結
果出力選択手段4が位相比較出力S8を電圧オフセット
手段5へ接続するように指示し、発振周波数の修正が行
なわれてVDCレベルをVCO1が周波数f0で発振する
電圧値に制御する。次に、周波数設定手段2が任意の周
波数fnを指示した時に、比較動作指示手段3は位相比
較結果出力選択手段4が電圧振幅可変手段6へ接続する
ように指示し、VAC+VDCレベルの制御電圧によってf
nでVCOが発振するようにVACを制御する。これら、
f0,fn以外の周波数を指示した場合は、位相比較結果
出力選択手段4は何れの端子にも接続せずに、指示電圧
値S41,S42は一定の電圧値に維持される。
【0013】以上3種の動作を繰り返すことで、図3に
示すようにD/A変換器7出力電圧に対するVCO1の
発振周波数特性は、0Vの時にf0となる点とVDACの時
にfnとなる点を通過する特性となる。従って、該電圧
対周波数特性が線形なVCO1を使った場合、任意の周
波数データ(番号)kに対する発振周波数fkは下記
(式2)に示すようにf0以上の周波数で、D/A変換
器7の出力の刻み幅△V=VDAC/nに相当する周波数
△fを単位にして設定することができることになる。 fk=f0+[(fn−f0)/n]×k=f0+△f×k (△f=(fn−f0)/n) (式2) 以上の装置において、f0,fnへの周波数切換時以外の
切り換え時間はPLL動作の収束を待たず、D/A変換
手段出力S7の電圧切換時間のみに依存することで、周
波数設定を任意の周波数幅に設定しながら高速の周波数
切り換えを可能とする。
示すようにD/A変換器7出力電圧に対するVCO1の
発振周波数特性は、0Vの時にf0となる点とVDACの時
にfnとなる点を通過する特性となる。従って、該電圧
対周波数特性が線形なVCO1を使った場合、任意の周
波数データ(番号)kに対する発振周波数fkは下記
(式2)に示すようにf0以上の周波数で、D/A変換
器7の出力の刻み幅△V=VDAC/nに相当する周波数
△fを単位にして設定することができることになる。 fk=f0+[(fn−f0)/n]×k=f0+△f×k (△f=(fn−f0)/n) (式2) 以上の装置において、f0,fnへの周波数切換時以外の
切り換え時間はPLL動作の収束を待たず、D/A変換
手段出力S7の電圧切換時間のみに依存することで、周
波数設定を任意の周波数幅に設定しながら高速の周波数
切り換えを可能とする。
【0014】上記した実施形態をより具体化した装置の
一実施例を示す図4にもとづき本実施例を説明する。V
CO11の出力をM1,M2分周比のいずれかに切り換え
ができる分周器18mで分周することで、該VCO11
の位相比較周波数S18mを得る。一方、水晶振動子等
を使うことで得る安定度の高い周波数発振源である基準
発振器19の出力をR1,R2の何れかの分周比に切り換
えることができる分周器18rによって位相比較する際
の基準周波数S18rを発生する。以上2つの周波数の
違いから生じる位相差を検出する位相比較器18cに入
力し、VCO11が進み位相の場合には現状よりも低い
電圧値を、逆に遅れ位相の場合にはより高い電圧値を入
力すると検出した位相誤差の分だけ帰還修正する電流を
出力する。
一実施例を示す図4にもとづき本実施例を説明する。V
CO11の出力をM1,M2分周比のいずれかに切り換え
ができる分周器18mで分周することで、該VCO11
の位相比較周波数S18mを得る。一方、水晶振動子等
を使うことで得る安定度の高い周波数発振源である基準
発振器19の出力をR1,R2の何れかの分周比に切り換
えることができる分周器18rによって位相比較する際
の基準周波数S18rを発生する。以上2つの周波数の
違いから生じる位相差を検出する位相比較器18cに入
力し、VCO11が進み位相の場合には現状よりも低い
電圧値を、逆に遅れ位相の場合にはより高い電圧値を入
力すると検出した位相誤差の分だけ帰還修正する電流を
出力する。
【0015】位相比較出力は、周波数データ(番号)S
12が0の場合はループフィルタII42,nの場合はル
ープフィルタI41,その他の周波数番号は電圧ホール
ド43の3通りの接続を行うように比較動作指示部13
がスイッチ部14へ指示する。ループフィルタII42,
ループフィルタI41は共に、図5に示すように抵抗r
1,r2、コンデンサc1,c2によって構成され、電流の
出入りによってc1,c2に蓄積される電荷によって出力
の直流電圧が生成される。従って、入出力端子に電流が
流れる負荷が接続されない限り出力直流電圧は保持され
るようなローパスフィルタから構成される。これらのル
ープフィルタは、直流電圧を電圧オフセット手段15,
可変利得アンプ手段16へ出力される。電圧ホールド4
3に接続された場合は、接続される直前の電位を保持す
ることになる。
12が0の場合はループフィルタII42,nの場合はル
ープフィルタI41,その他の周波数番号は電圧ホール
ド43の3通りの接続を行うように比較動作指示部13
がスイッチ部14へ指示する。ループフィルタII42,
ループフィルタI41は共に、図5に示すように抵抗r
1,r2、コンデンサc1,c2によって構成され、電流の
出入りによってc1,c2に蓄積される電荷によって出力
の直流電圧が生成される。従って、入出力端子に電流が
流れる負荷が接続されない限り出力直流電圧は保持され
るようなローパスフィルタから構成される。これらのル
ープフィルタは、直流電圧を電圧オフセット手段15,
可変利得アンプ手段16へ出力される。電圧ホールド4
3に接続された場合は、接続される直前の電位を保持す
ることになる。
【0016】周波数設定手段12から0〜nの値で出力
される周波数データとしての周波数チャンネルに相当す
る番号はD/A変換手段17へ入力され、図2(a)に
示すように周波数番号に比例した電圧値を0〜VDAOの
範囲で出力する。該出力は可変利得アンプ手段16に入
力され、図2(b)に示すようにループフィルタI41
出力電圧S41にて指示された利得分だけ増幅されて、
0〜VACの電圧範囲で振幅波形を出力する。該出力S1
6は更に電圧加算部15に入力されて、図2(c)に示
すようにループフィルタII42の出力S42の直流電圧
値VDCと加算されてVDC〜VAC+VDCの範囲で振れる波
形S15を出力する。
される周波数データとしての周波数チャンネルに相当す
る番号はD/A変換手段17へ入力され、図2(a)に
示すように周波数番号に比例した電圧値を0〜VDAOの
範囲で出力する。該出力は可変利得アンプ手段16に入
力され、図2(b)に示すようにループフィルタI41
出力電圧S41にて指示された利得分だけ増幅されて、
0〜VACの電圧範囲で振幅波形を出力する。該出力S1
6は更に電圧加算部15に入力されて、図2(c)に示
すようにループフィルタII42の出力S42の直流電圧
値VDCと加算されてVDC〜VAC+VDCの範囲で振れる波
形S15を出力する。
【0017】上記の動作を行いながら、周波数設定手段
12が0を出力した時に基準周波数の分周器18rの分
周比はR1に、VCO11の出力の分周器18mのカウ
ンタはM1に設定され、スイッチ部14は位相比較出力
S18cをループフィルタII42に接続することでPL
Lループを構成し、VDCレベルをVCO11が周波数f
0で発振する電圧値に制御する。次に、周波数設定手段
12がnを出力した時に、分周器18rの基準周波数カ
ウンタの分周比はR2に、VCO11の出力の分周器1
8mのカウンタはM2に設定され、スイッチ部14は位
相比較出力S18cをループフィルタI41に接続する
ことで、先とは違ったPLLループを構成し、VAC+V
DCレベルをVCO11が周波数fnで発振するように可
変利得手段16の利得を電圧値によって決定する。以上
のような制御によってVCO11の発振周波数は下記
(式4)に示すf0,fnに制御される。 f0=(M1×fr)/R1 ,fn=(M2×fr)/R2 (式4) 更に0,n以外の周波数番号を周波数設定部が出力した
場合は、スイッチ部14は43へ接続されて設定電圧V
AC,VDCはそれぞれにそのまま維持される。
12が0を出力した時に基準周波数の分周器18rの分
周比はR1に、VCO11の出力の分周器18mのカウ
ンタはM1に設定され、スイッチ部14は位相比較出力
S18cをループフィルタII42に接続することでPL
Lループを構成し、VDCレベルをVCO11が周波数f
0で発振する電圧値に制御する。次に、周波数設定手段
12がnを出力した時に、分周器18rの基準周波数カ
ウンタの分周比はR2に、VCO11の出力の分周器1
8mのカウンタはM2に設定され、スイッチ部14は位
相比較出力S18cをループフィルタI41に接続する
ことで、先とは違ったPLLループを構成し、VAC+V
DCレベルをVCO11が周波数fnで発振するように可
変利得手段16の利得を電圧値によって決定する。以上
のような制御によってVCO11の発振周波数は下記
(式4)に示すf0,fnに制御される。 f0=(M1×fr)/R1 ,fn=(M2×fr)/R2 (式4) 更に0,n以外の周波数番号を周波数設定部が出力した
場合は、スイッチ部14は43へ接続されて設定電圧V
AC,VDCはそれぞれにそのまま維持される。
【0018】以上3種の動作を連続的に繰り返すことで
2つのPLLをそれぞれ特定の周波数のみで動作を行
い、図3に示すようにD/A変換器17出力電圧S17
対VCO11の発振周波数特性は、周波数データ(番
号)が0の時にf0となる点と、nの時にfnとなる2点
を通過する特性に制御される。該特性に制御されたVC
O11は、D/A変換出力17の刻み幅△Vに相当する
周波数△fを最小の単位にして周波数番号kの時にVC
O発振周波数fkとなるように設定することが可能とな
る。更に、周波数番号が1〜n−1の間での周波数切り
換えはD/A変換出力の電圧切り換え時間と等しい時間
で可能となるため、従来のPLL制御で生じるダンピン
グの影響を受けない高速な周波数切り換えが可能とな
る。
2つのPLLをそれぞれ特定の周波数のみで動作を行
い、図3に示すようにD/A変換器17出力電圧S17
対VCO11の発振周波数特性は、周波数データ(番
号)が0の時にf0となる点と、nの時にfnとなる2点
を通過する特性に制御される。該特性に制御されたVC
O11は、D/A変換出力17の刻み幅△Vに相当する
周波数△fを最小の単位にして周波数番号kの時にVC
O発振周波数fkとなるように設定することが可能とな
る。更に、周波数番号が1〜n−1の間での周波数切り
換えはD/A変換出力の電圧切り換え時間と等しい時間
で可能となるため、従来のPLL制御で生じるダンピン
グの影響を受けない高速な周波数切り換えが可能とな
る。
【0019】上記実施例とは違ったVCOを用いた実施
例を図6にもとづき説明する。図6において、かかるV
CO21は、V1電圧に比例して発振部の共振周波数を
変化させることができ、なおかつV2電圧によってV1電
圧による周波数変化幅を増減させる特性を有するもので
ある。そして、周波数変化幅を制御するV2にループフ
ィルタII32の出力を入力する。更に、D/A変換器2
7の出力S27は直接電圧オフセット手段25に入力さ
れて、このオフセット出力はV1としてVCO21に入
力される。こうした構成によって、前述の実施例(図4
参照)のループフィルタII42の出力電圧値S42がこ
の実施例のV1に、ループフィルタI41の出力電圧S
41(図4参照)がV2S32に相当する働きを行うこ
とで、前述の実施例と同様の周波数幅△fで高速な周波
数切り換えを実現する発振器を構成する。
例を図6にもとづき説明する。図6において、かかるV
CO21は、V1電圧に比例して発振部の共振周波数を
変化させることができ、なおかつV2電圧によってV1電
圧による周波数変化幅を増減させる特性を有するもので
ある。そして、周波数変化幅を制御するV2にループフ
ィルタII32の出力を入力する。更に、D/A変換器2
7の出力S27は直接電圧オフセット手段25に入力さ
れて、このオフセット出力はV1としてVCO21に入
力される。こうした構成によって、前述の実施例(図4
参照)のループフィルタII42の出力電圧値S42がこ
の実施例のV1に、ループフィルタI41の出力電圧S
41(図4参照)がV2S32に相当する働きを行うこ
とで、前述の実施例と同様の周波数幅△fで高速な周波
数切り換えを実現する発振器を構成する。
【0020】次いで、本発明によるもう1つの発振装置
の実施形態を説明する。図1において、位相比較手段8
による比較結果S8が電圧振幅可変手段6,電圧オフセ
ット手段5へ反映される特定の周波数以外を比較動作指
示手段3が指示した際に位相比較手段8および基準周波
数源9の動作を停止するようにしたものである。
の実施形態を説明する。図1において、位相比較手段8
による比較結果S8が電圧振幅可変手段6,電圧オフセ
ット手段5へ反映される特定の周波数以外を比較動作指
示手段3が指示した際に位相比較手段8および基準周波
数源9の動作を停止するようにしたものである。
【0021】この場合の本装置の動作について述べる
と、図2(d)に示すように装置の位相比較手段8によ
る比較出力は、電圧振幅可変手段6,電圧オフセット手
段5への接続、電圧を維持の3種類の動作を連続させる
ことで周波数制御を行っている。この中で電圧維持を行
っている間は位相比較出力を得る必要がない。そこで、
位相比較手段8,基準周波数源9の動作を停止させた場
合、位相比較手段8で消費される電流は下式のようにな
る。 PL=P0(2/n) (n≧2) (式3) PL:ホールド時に位相比較手段,基準周波数源が停止
した消費電力 P0:比較動作を行っている時の消費電力 n:D/A変換手段の電圧ステップ数 従って、電圧ステップ数nを大きくすればする程に消費
電力を低減することが可能となる。
と、図2(d)に示すように装置の位相比較手段8によ
る比較出力は、電圧振幅可変手段6,電圧オフセット手
段5への接続、電圧を維持の3種類の動作を連続させる
ことで周波数制御を行っている。この中で電圧維持を行
っている間は位相比較出力を得る必要がない。そこで、
位相比較手段8,基準周波数源9の動作を停止させた場
合、位相比較手段8で消費される電流は下式のようにな
る。 PL=P0(2/n) (n≧2) (式3) PL:ホールド時に位相比較手段,基準周波数源が停止
した消費電力 P0:比較動作を行っている時の消費電力 n:D/A変換手段の電圧ステップ数 従って、電圧ステップ数nを大きくすればする程に消費
電力を低減することが可能となる。
【0022】上述の実施形態をより具体化した実施例を
図4にもとづき説明する。周波数設定手段12からの出
力データは分周器18m,位相比較器18c,分周器1
8rへ入力され、スイッチ部14がホールド端子へ接続
されている期間だけ、それぞれの動作を停止させる。こ
れによって位相比較手段18の消費電力は2/nに低減
されることになる。従って、図4で示す装置全体の消費
電力を低減させることが可能となる。
図4にもとづき説明する。周波数設定手段12からの出
力データは分周器18m,位相比較器18c,分周器1
8rへ入力され、スイッチ部14がホールド端子へ接続
されている期間だけ、それぞれの動作を停止させる。こ
れによって位相比較手段18の消費電力は2/nに低減
されることになる。従って、図4で示す装置全体の消費
電力を低減させることが可能となる。
【0023】次に、本発明によるさらに他の発振装置の
実施形態を説明する。これは、2種のPLL回路を動作
させる周波数点f0,fnを本装置で通信を行う際に規定
された最大の周波数値および、最小の周波数値に設定す
るようにしたもので、規定される周波数範囲の最小周波
数をf0,最大周波数をfnに設定することで、VCO発
振周波数は基準発振器が持つ精度と同等の精度で規定さ
れた周波数範囲内に確実に納めることが可能となる。
実施形態を説明する。これは、2種のPLL回路を動作
させる周波数点f0,fnを本装置で通信を行う際に規定
された最大の周波数値および、最小の周波数値に設定す
るようにしたもので、規定される周波数範囲の最小周波
数をf0,最大周波数をfnに設定することで、VCO発
振周波数は基準発振器が持つ精度と同等の精度で規定さ
れた周波数範囲内に確実に納めることが可能となる。
【0024】このための実施例を図3を使って説明する
と、通信に使用する周波数の中で規定した最も低い周波
数を0とし、周波数ステップ毎に番号をふり付け、規定
した最も高い周波数番号をnとした時、周波数番号0で
f0,周波数番号nでfnを出力するようにfr,M1,M
2,R1,R2を(式4)に従って設定する。これによっ
て、もしD/A変換手段の出力電圧値が多少の誤差を含
んでいたり、VCOの発振周波数特性に誤差がある場合
においてもVCOの発振周波数はf 0からfnの範囲で得
られ、規定の周波数範囲外で発振することなく、他のシ
ステムへの妨害を防ぐことが可能となる。
と、通信に使用する周波数の中で規定した最も低い周波
数を0とし、周波数ステップ毎に番号をふり付け、規定
した最も高い周波数番号をnとした時、周波数番号0で
f0,周波数番号nでfnを出力するようにfr,M1,M
2,R1,R2を(式4)に従って設定する。これによっ
て、もしD/A変換手段の出力電圧値が多少の誤差を含
んでいたり、VCOの発振周波数特性に誤差がある場合
においてもVCOの発振周波数はf 0からfnの範囲で得
られ、規定の周波数範囲外で発振することなく、他のシ
ステムへの妨害を防ぐことが可能となる。
【0025】
【発明の効果】本発明によれば、VCOの制御電圧値を
周波数設定手段により設定されるホッピング周波数デー
タにより直接変えるようにし、また、所定の設定周波数
データにおいて該設定周波数に対応して用意した基準周
波数と前記VCOの発振出力との比較結果を電圧振幅可
変手段又は電圧オフセット手段へそれぞれ切り替えて入
力することによりフィードバックしてPLL動作を行う
ようにしているので、従来技術に比して高速の周波数の
切り換えが可能となる。
周波数設定手段により設定されるホッピング周波数デー
タにより直接変えるようにし、また、所定の設定周波数
データにおいて該設定周波数に対応して用意した基準周
波数と前記VCOの発振出力との比較結果を電圧振幅可
変手段又は電圧オフセット手段へそれぞれ切り替えて入
力することによりフィードバックしてPLL動作を行う
ようにしているので、従来技術に比して高速の周波数の
切り換えが可能となる。
【0026】さらに、本発明によれば、前記周波数設定
手段による複数の周波数データにもとづいてホッピング
出力電圧幅を増幅する電圧振幅可変手段、該出力を電圧
値に比例した電圧分だけオフセットする電圧オフセット
手段からのVCOに印加する制御電圧波形のACレベ
ル,DCレベルを制御することで2つのPLLループを
動作させ、単独の発振では不安定なVCOの発振周波数
を安定な発振器出力と同程度に安定化させながら、電圧
値切り換えによってVCO発振周波数の切り換えを行う
ことも可能となる。
手段による複数の周波数データにもとづいてホッピング
出力電圧幅を増幅する電圧振幅可変手段、該出力を電圧
値に比例した電圧分だけオフセットする電圧オフセット
手段からのVCOに印加する制御電圧波形のACレベ
ル,DCレベルを制御することで2つのPLLループを
動作させ、単独の発振では不安定なVCOの発振周波数
を安定な発振器出力と同程度に安定化させながら、電圧
値切り換えによってVCO発振周波数の切り換えを行う
ことも可能となる。
【0027】さらに、本発明によれば、前記設定される
周波数データについて全て基準発振周波数を用意しなく
ても、用意のない周波数については、それまでの制御電
圧値を維持することによっても動作が可能となる。
周波数データについて全て基準発振周波数を用意しなく
ても、用意のない周波数については、それまでの制御電
圧値を維持することによっても動作が可能となる。
【0028】さらに、本発明によれば、前記制御電圧値
を維持している間にPLLループによる動作を停止する
ことにより消費電力を低減させることも可能となる。
を維持している間にPLLループによる動作を停止する
ことにより消費電力を低減させることも可能となる。
【0029】さらに、本発明によれば、規定された発振
周波数を周波数範囲内に確実に納めることが可能にな
り、他の通信システムへの妨害を防ぐことも可能とな
る。
周波数を周波数範囲内に確実に納めることが可能にな
り、他の通信システムへの妨害を防ぐことも可能とな
る。
【図1】本発明による周波数ホッピング発振装置の一実
施形態を示すブロック図である。
施形態を示すブロック図である。
【図2】本発明による周波数ホッピング発振装置の動作
信号波形図及び比較動作のタイムチャートを示す。
信号波形図及び比較動作のタイムチャートを示す。
【図3】本発明による周波数ホッピング発振装置の動作
状態に対する発振周波数を示す動作特性図を示す。
状態に対する発振周波数を示す動作特性図を示す。
【図4】図1に示される実施形態をより具体化した装置
の一実施例を示す図である。
の一実施例を示す図である。
【図5】図4に示される装置を構成する回路要素の実施
例を示す図である。
例を示す図である。
【図6】図4に示される実施例とは違ったVCOを用い
た実施例を示す図である。
た実施例を示す図である。
【図7】周波数ホッピング発振装置の従来例を示す図で
ある。
ある。
1…VCO、2…周波数設定手段、3…比較動作指示手
段、4…位相比較結果出力選択手段、5…電圧オフセッ
ト手段、6…電圧振幅可変手段、7…D/A変換手段、
8…位相比較手段、9…基準周波数源、11…VCO、
12…周波数設定手段、13…比較動作指示部、14,
24…スイッチ部、15…電圧加算手段、16…可変利
得アンプ手段、17…D/A変換手段、18…位相比較
手段、18c,28c…位相比較器、18m,18r,
28m,28r…分周器、19,29…基準発振器、2
1…VCO、25…電圧オフセット手段、27…D/A
変換器、31,41…ループフィルタI、32,42…
ループフィルタII、43…電圧ホールド、70…基準周
波数発振器、71…分周器、72…位相比較器、73…
ループフィルタ、74…VCO、75…プログラマブル
カウンタ、77…カウントデータ。
段、4…位相比較結果出力選択手段、5…電圧オフセッ
ト手段、6…電圧振幅可変手段、7…D/A変換手段、
8…位相比較手段、9…基準周波数源、11…VCO、
12…周波数設定手段、13…比較動作指示部、14,
24…スイッチ部、15…電圧加算手段、16…可変利
得アンプ手段、17…D/A変換手段、18…位相比較
手段、18c,28c…位相比較器、18m,18r,
28m,28r…分周器、19,29…基準発振器、2
1…VCO、25…電圧オフセット手段、27…D/A
変換器、31,41…ループフィルタI、32,42…
ループフィルタII、43…電圧ホールド、70…基準周
波数発振器、71…分周器、72…位相比較器、73…
ループフィルタ、74…VCO、75…プログラマブル
カウンタ、77…カウントデータ。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 昭62−189837(JP,A)
特開 平2−214236(JP,A)
特開 平2−67031(JP,A)
特開 平6−120821(JP,A)
実開 平3−120133(JP,U)
国際公開96/31951(WO,A1)
(58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名)
H04B 1/69 - 1/713
H04J 13/00 - 13/06
Claims (5)
- 【請求項1】 目標とするホッピング周波数に対応する
周波数データを設定する周波数設定手段と、該周波数設
定手段により設定される各周波数データにもとづいて発
生される電圧を制御電圧値として発振周波数を制御する
ことができる電圧制御発振器と、該電圧制御発振器の出
力発振周波数を基準周波数発振源の発振周波数と比較
し、得られる比較結果により前記制御電圧値を補正する
制御電圧値補正手段を有する周波数ホッピング発振装置
において、 前記制御電圧値補正手段は、前記周波数設定手段により
所定の周波数データが設定される場合に、前記基準周波
数発振源に該所定の周波数データに対応した基準発振周
波数を用意するとともに、該基準発振周波数と前記電圧
制御発振器の発振出力との比較結果を位相比較結果出力
選択手段により、比較対象の周波数点で電圧振幅可変手
段又は電圧オフセット手段へそれぞれ切り替えて入力
し、前記制御電圧値補正手段の出力を前記電圧制御発振
器へフィードバックしてPLLループを構成する一方、 前記位相比較結果出力選択手段は、前記周波数設定手段
により所定の周波数データf 0 が設定される場合に、前
記基準発振周波数と前記電圧制御発振器の発振出力との
比較結果を電圧オフセット手段へ入力し、前記周波数設
定手段により所定の周波数データf n が設定される場合
に、前記基準発振周波数と前記電圧制御発振器の発振出
力との比較結果を電圧振幅可変手段へ入力する構成と し
たことを特徴とする周波数ホッピング発振装置。 - 【請求項2】 前記制御電圧値補正手段は、前記周波数
設定手段により所定の周波数データが設定された場合
に、その補正動作を指示し、前記周波数設定手段により
前記所定の周波数以外のデータが設定された場合に、前
記制御電圧値のそれまでの補正状態を維持するようにし
たことを特徴とする請求項1記載の周波数ホッピング発
振装置。 - 【請求項3】 前記所定の周波数データf 0 ,f n 以外の
データが設定された場合に、前記PLLループを構成す
る前記基準周波数発振源及び基準発振周波数と前記電圧
制御発振器の発振出力との比較手段の動作を停止するよ
うにしたことを特徴とする請求項2記載の周波数ホッピ
ング発振装置。 - 【請求項4】 前記周波数データf 0 として前記電圧制
御発振器の出力発振周波数を通信で使用する際に規定さ
れる周波数帯域の最も低い周波数を用いる一方、前記所
定の周波数データf n として前記電圧制御発振器の出力
発振周波数を通信で使用する際に規定される周波数帯域
の高い周波数を用いるようにしたことを特徴とする請求
項1記載の周波数ホッピング発振装置。 - 【請求項5】 通信を行う際の最大の周波数f 0 及び最
小の周波数f n が規定された通信システムに用いられる
携帯型通信端末であって、 通信に使用する周波数発振に周波数ホッピング発振装置
を用いる一方、 前記周波数ホッピング発振装置は、目標とするホッピン
グ周波数に対応する周波数データを設定する周波数設定
手段と、該周波数設定手段により設定される各周波数デ
ータにもとづいて発生される電圧を制御電圧値として発
振周波数を制御することができる電圧制御発振器と、該
電圧制御発振器の出力発振周波数を基準周波数発振源の
発振周波数と比較し、得られる比較結果により前記制御
電圧値を補正する制御電圧値補正手段とを有し、 前記制御電圧値補正手段は、前記周波数設定手段により
所定の周波数データf 0 が設定される場合に、該所定の
周波数データf 0 に対応した基準発振周波数と前記電圧
制御発振器の発振出力との比較結果を電圧オフセット手
段へ入力し、前記周波数設定手段により所定の周波数デ
ータf n が設定される場合に、該所定の周波数データf n
に対応した基準発振周波数と前記電圧制御発振器の発振
出力との比較結果を電圧振幅可変手段へ入力し、前記制
御電圧値補正手段の出力を前記電圧制御発振器へフィー
ドバックしてPLLループを構成することを特徴とする
携帯型通信端末。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP03158297A JP3393172B2 (ja) | 1997-02-17 | 1997-02-17 | 周波数ホッピング発振装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP03158297A JP3393172B2 (ja) | 1997-02-17 | 1997-02-17 | 周波数ホッピング発振装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10229352A JPH10229352A (ja) | 1998-08-25 |
JP3393172B2 true JP3393172B2 (ja) | 2003-04-07 |
Family
ID=12335191
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP03158297A Expired - Fee Related JP3393172B2 (ja) | 1997-02-17 | 1997-02-17 | 周波数ホッピング発振装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3393172B2 (ja) |
-
1997
- 1997-02-17 JP JP03158297A patent/JP3393172B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH10229352A (ja) | 1998-08-25 |
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