JPH0496424A - Signal generator - Google Patents
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- Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
本発明は、信号発生器、さらには位相ロックループいわ
ゆるPLLによって任意の周波数を合成して出力する信
号発生器に適用して有効な技術に関するもので、例えば
SSG (標準信号発生器)などの測定に利用して有効
な技術に関するものである。[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to a technique that is effective when applied to a signal generator, and furthermore, to a signal generator that synthesizes and outputs arbitrary frequencies using a phase-locked loop, so-called PLL. For example, it relates to techniques that are effective in measuring SSG (Standard Signal Generator).
[従来の技術]
第3図は、例えば従来のSSGに使われているPLL方
式の信号発生器の概略構成を示す。[Prior Art] FIG. 3 shows a schematic configuration of a PLL type signal generator used, for example, in a conventional SSG.
同図に示す信号発生器は、電圧制御発振器1と、この電
圧制御発振器1の出力周波数fxを任意の分周比Nで分
割するプログラマブル分周回路2ど、基準周波数発生器
3と、−■−記骨分周回路2出力周波数fx/Nと上記
基準周波数発生器3の出力周波数fsとを比較する位相
比較器4と、この位相比較器4の直流出力電圧を一定の
時定数で取り出して上記電圧制御発振器】に周波数制御
電圧Vcとして与えるループ・フィルタ5と、」1記制
御電圧Vcによって制御される上記電圧制御発振器1の
出力周波数fxを外部へ出力させるための電力増幅器6
と、上記分周回路2の分周比Nを制御する制御部(CP
U)7とを有し、プログラマブル分周回路2の分周比N
を可変設定することによって任意の周波数(fx=NX
fs)の信号を合成して出力させることが行なわれてい
た。ここで、上記ループ・フィルタ5には、一定の遅延
時定数を持つLPF (ローパス・フィルタ)が使用さ
れていた(例えば、オーム社1:11行[エレクI・ロ
ニクス 1989年11月号Jpp8]〜95参照)。The signal generator shown in the figure includes a voltage controlled oscillator 1, a programmable frequency dividing circuit 2 that divides the output frequency fx of the voltage controlled oscillator 1 by an arbitrary frequency division ratio N, a reference frequency generator 3, -■ - A phase comparator 4 that compares the output frequency fx/N of the frequency divider circuit 2 and the output frequency fs of the reference frequency generator 3, and extracts the DC output voltage of this phase comparator 4 at a constant time constant. a loop filter 5 which supplies the frequency control voltage Vc to the voltage controlled oscillator 1; and a power amplifier 6 for outputting the output frequency fx of the voltage controlled oscillator 1 controlled by the control voltage Vc to the outside.
and a control section (CP) that controls the frequency dividing ratio N of the frequency dividing circuit 2.
U) 7, and the frequency division ratio N of the programmable frequency divider circuit 2 is
By setting variably, any frequency (fx=NX
fs) signals were combined and output. Here, an LPF (low-pass filter) having a constant delay time constant was used for the loop filter 5 (for example, Ohmsha 1:11 line [Electronic I. Ronics November 1989 issue Jpp8] -95).
[発明が解決しようとする課題]
しかしながら、」一連した技術には、次のような問題の
あることが本発明者らによってあきらがとされた。[Problems to be Solved by the Invention] However, the inventors have found that the series of techniques has the following problems.
すなわち、SSGなどの測定器では、出力信号の周波数
を頻繁かつ広範囲に変化させることが行なわれる。この
ようなときに、上述した従来の信号発生器では、出力周
波数fxの設定を変更したときの応答が遅いため、例え
ば生産ラインでの自動測定を高速で行なわせることがで
きなかった。That is, in measuring instruments such as SSG, the frequency of the output signal is changed frequently and over a wide range. In such a case, the above-described conventional signal generator has a slow response when changing the setting of the output frequency fx, and therefore cannot perform automatic measurement at high speed on a production line, for example.
上記信号発生器の応答を速くするためには、−1−記ル
ープ・フィルタ5の時定数を小さくすること、すなわち
遮断周波数を高くすることが考えられる。In order to speed up the response of the signal generator, it is conceivable to reduce the time constant of the loop filter 5 (-1), that is, to increase the cutoff frequency.
ところが、ループ・フィルタ5の時定数を小さくすると
、第4図(A)に示すように、P I−、Lの安定度が
低下して、周波数の設定を大幅に変更させたどきに、い
わゆるハンチング現象によるリンギングが発生しやすく
なり、このために出力周波数fxが目的周波数1’ o
(1’ o = N X i’ s )に達するまで
の応答がかえって遅くなるということが明らかになった
。一方、上記ループ・フィルタ5のり
時定数を大きくすると、第4図(r3)に示すように、
P L I、の安定度が高くなることによりリンギング
は生じにくくなるものの、周波数の設定を大幅に変更さ
せたときに、出力周波数fxを目的周波数foに引き込
むのに長い時間がかがるようになるため、急激あるいは
広範囲に行なわれる周波数の設定変更には追従できなく
なるという問題が生じる。However, if the time constant of the loop filter 5 is made small, as shown in FIG. Ringing due to the hunting phenomenon is likely to occur, and for this reason, the output frequency fx is lower than the target frequency 1' o
It has become clear that the response until reaching (1' o = N X i' s ) is rather delayed. On the other hand, if the time constant of the loop filter 5 is increased, as shown in FIG. 4 (r3),
Although ringing becomes less likely to occur as the stability of P L I increases, it also takes a long time to bring the output frequency fx to the target frequency fo when the frequency setting is changed significantly. Therefore, a problem arises in that it is no longer possible to follow changes in frequency settings that occur suddenly or over a wide range.
本発明の1」的は、P CI、によって合成される出力
周波数を、急激かつ広範囲に行なわれる設定変更に迅速
かつ安定に追従して変化させられるようにするという技
術を提供することにある。One object of the present invention is to provide a technology that allows the output frequency synthesized by PCI to be changed quickly and stably to follow changes in settings that occur rapidly and over a wide range.
この発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴に
ついては、本明細書の記述および添附図面から明らかに
なるであろう。The above and other objects and novel features of the present invention will become apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.
[課題を解決するだめの手段]
本願において開示される発明のうち代表的なものの概要
を説明すれば、下記のとおりである。[Means for Solving the Problems] Representative inventions disclosed in this application will be summarized as follows.
すなわち、通過特性が可変設定可能なプログラマブルL
l)I”(ローパス・フィルタ)によって1)LI、の
ループ・フィルタな構成し、出力周波数が設定変更され
る過渡時に、その設定変更の内容に応じて上記ループ・
フィルタの通過特性を変化させるというものである。In other words, it is a programmable L whose pass characteristics can be variably set.
1) I" (low-pass filter) constitutes a loop filter of 1) LI, and when the output frequency setting is changed in a transient state, the above-mentioned loop filter is configured according to the content of the setting change.
This is to change the pass characteristics of the filter.
「作用コ
上記した手段によれば、電圧制御発振器の出力周波数を
制御する電圧の変化特性を周波数の設定変更の状態に応
じて最適化することができるようになる。According to the above-described means, it becomes possible to optimize the change characteristics of the voltage that controls the output frequency of the voltage controlled oscillator according to the state of the frequency setting change.
これにより、I) L L、によって合成される出力周
波数を、急激かつ広範囲に行なわれる設定変更に迅速か
つ安定に追従して変化さぜれるようにするという目的が
達成される。This achieves the objective of changing the output frequency synthesized by I) LL in a manner that quickly and stably follows a sudden and wide-ranging setting change.
[実施例コ
以下、本発明の好適な実施例を図面に基づいて説明する
。[Embodiments] Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described based on the drawings.
なお、各図中、同一符号は同一・あるいは相当部分を示
す。In each figure, the same reference numerals indicate the same or corresponding parts.
第1図は本発明の技術が適用された信号発生器の一実施
例を示したものであって、lは電圧制御発振器、2は上
記電圧制御発振器Iの出力周波数fxを任意の分周比N
で分割するプログラマブル分周回路、3は水晶発振子を
周波数基準とする基準周波数発生器、4は上記分周回路
2の出力周波数fx/Nと上記基準周波数発生器3の出
力周波数fsとを比較する位相比較器、50は上記は位
相比較器4の直流出力電圧を一定の時定数で取り出して
上記電圧制御発振器1に周波数制御電圧VCとして与え
るループ・フィルタ、6は上記制御電圧Vcによって制
御される上記電圧制御発振器1の出力周波数fxを外部
へ出力させるための電力増幅器、7は上記分周回路2の
分周比Nを制御する制御部(cpu)である。FIG. 1 shows an embodiment of a signal generator to which the technology of the present invention is applied, where l is a voltage controlled oscillator, and 2 is an arbitrary dividing ratio for the output frequency fx of the voltage controlled oscillator I. N
3 is a reference frequency generator that uses a crystal oscillator as a frequency reference; 4 is a comparison between the output frequency fx/N of the frequency divider circuit 2 and the output frequency fs of the reference frequency generator 3; 50 is a loop filter that takes out the DC output voltage of the phase comparator 4 at a constant time constant and supplies it to the voltage controlled oscillator 1 as a frequency control voltage VC; 6 is a loop filter that is controlled by the control voltage Vc; A power amplifier 7 is a control unit (CPU) for controlling the frequency division ratio N of the frequency dividing circuit 2.
ここで、上記ループ・フィルタ50には、例えば遅延時
定数を形成する回路素子の定数を可変することによって
通過特性が変化させられるプログラマブルLPF (ロ
ーパス・フィルタ)が使用されている。このプログラマ
ブル・ループ・フィルタ50の通過特性は、分周回路2
の分周比Nとともに、制御部6によって制御されるよう
になっている。Here, the loop filter 50 uses a programmable LPF (low-pass filter) whose pass characteristic can be changed by changing the constant of a circuit element forming a delay time constant, for example. The pass characteristic of this programmable loop filter 50 is determined by the frequency dividing circuit 2.
It is controlled by the control section 6 along with the frequency division ratio N of .
制御部7は、マイクロ回路化された汎用情報処理装置い
わゆるマイクロコンピュータを用いて構成され、分周回
路2の分周比Nを操作することによって出力周波数fx
の設定を変更させるとともに、出力周波数fxの設定が
変更される過渡時に、その設定変更の内容に応じて上記
ループ・フィルタ50の通過特性を段階的に変化させる
制御を行なう。このため、制御部7は、分周回路2に対
して周波数設定データDpを送出するとと、もに、ルー
プ・フィルタ50に対して特性設定データfpを送出す
るように構成されている。The control unit 7 is configured using a microcircuited general-purpose information processing device, a so-called microcomputer, and controls the output frequency fx by manipulating the frequency division ratio N of the frequency dividing circuit 2.
At the same time, during a transient period when the setting of the output frequency fx is changed, control is performed to change the pass characteristics of the loop filter 50 in stages according to the contents of the setting change. Therefore, the control section 7 is configured to send the frequency setting data Dp to the frequency dividing circuit 2 and also send the characteristic setting data fp to the loop filter 50.
次に、以」二のように構成された信号発生器の動作につ
いて説明する。Next, the operation of the signal generator configured as described below will be explained.
先ず、第1図に示した信号発生器は、電圧制御発振器l
、分周回路2、位相比較器4、ループ・フィルタ50等
によって、分周回路2によって分割された周波数fx/
Nが基準周波数fsとなるようなP r、、 L動作が
行なわれる。これにより、分周回路2の分周比Nを設定
すれば、これに応じた周波数(f x=NX f s)
の信号を合成して出力させることができる。この出力信
号の周波数(fx=NXfs)は、分周回路2の分周比
Nによって任意に変更することができる。First, the signal generator shown in FIG.
, the frequency dividing circuit 2, the phase comparator 4, the loop filter 50, etc., the frequency fx/
P r, , L operations are performed such that N becomes the reference frequency fs. As a result, if the frequency division ratio N of the frequency divider circuit 2 is set, the corresponding frequency (f x = NX f s)
signals can be combined and output. The frequency of this output signal (fx=NXfs) can be arbitrarily changed by the frequency dividing ratio N of the frequency dividing circuit 2.
ここで、分周回路2の分周比Nによって出力周波数fx
の設定が変更される過渡時には、その設定変更の内容に
応じてループ・フィルタ50の通過特性も変化させられ
る。Here, the output frequency fx is determined by the frequency division ratio N of the frequency divider circuit 2.
During a transition period when the settings of the loop filter 50 are changed, the pass characteristics of the loop filter 50 are also changed in accordance with the content of the settings change.
例えば、第2図に示すように、分周回路2の分周比Nに
よって定められる目的周波数foが大幅に変更されると
、この変更に合わせたタイミングでもって、ループ・フ
ィルタ50の遅延時定数(あるいは高域遮断周波数)が
段階的な変化させられる。具体的には、ループ・フィル
タ50の遅延時定数を、目的周波数fo (fo=NX
fs)の変更と同時に一時的に減少させ、出力周波数f
Xが目的周波数fOに近付くにしたがって増大させて定
常時に戻すことが行なわれる。For example, as shown in FIG. 2, when the target frequency fo determined by the frequency division ratio N of the frequency divider circuit 2 is changed significantly, the delay time constant of the loop filter 50 is changed at a timing corresponding to this change. (or the high cutoff frequency) is changed in stages. Specifically, the delay time constant of the loop filter 50 is set to the target frequency fo (fo=NX
fs) and temporarily decrease the output frequency f
As X approaches the target frequency fO, it is increased and returned to a steady state.
これにより、電圧制御発振器lの出力周波数fXは、目
的周波数foの変更直後にて、ループ・フィルタ50の
遅延時定数が一時的に減少させられることにより、変更
された目的周波数foに向かって急激に変化することが
できる。出力周波数fxが目的周波数fOに達する頃に
なると、ループ・フィルタ50の遅延時定数が増大させ
られることにより、出力周波数fxの変化速度が低下さ
せられて、目的周波数foを大きく飛び越えることが抑
制されるようになる。この結果、出力周波数fxは、ハ
ンチング現象を起こすことなく、1」画周波数foに速
やかに達して安定させられるようになる。As a result, the output frequency fX of the voltage controlled oscillator l rapidly moves toward the changed target frequency fo by temporarily decreasing the delay time constant of the loop filter 50 immediately after the target frequency fo is changed. can change to. When the output frequency fx reaches the target frequency fO, the delay time constant of the loop filter 50 is increased, thereby reducing the rate of change of the output frequency fx and preventing it from significantly exceeding the target frequency fo. Become so. As a result, the output frequency fx quickly reaches the 1'' image frequency fo and is stabilized without causing any hunting phenomenon.
以上のようにして、電圧制御発振器lの出力周波数fx
を制御する電圧Vcの変化特性を周波数の設定変更の状
態に応じて最適化し、P L Lによって合成される出
力周波数fxを急激かつ広範囲に行なわれる設定変更に
迅速かつ安定に追従して変化させることが可能になる。As described above, the output frequency fx of the voltage controlled oscillator l
The change characteristics of the voltage Vc that controls the frequency are optimized according to the state of frequency setting changes, and the output frequency fx synthesized by P L L is changed quickly and stably to follow sudden and wide range setting changes. becomes possible.
また、制御電圧Vcを変調信号で変化させることによっ
て出力信号に周波数変調をかける場合は、ループ・フィ
ルタ50の遅延時定数を定常時よりも大きめに設定する
ことにより、その変調を安定にかけることができるよう
になる。In addition, when frequency modulating the output signal by changing the control voltage Vc with a modulation signal, the modulation can be stably applied by setting the delay time constant of the loop filter 50 to be larger than in the steady state. You will be able to do this.
以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具
体的に説明したが、本発明は一■二記実施例に限定され
るものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更
可能であることはいうまでもない。Although the invention made by the present inventor has been specifically explained based on Examples above, the present invention is not limited to the Examples 1 and 2, and can be modified in various ways without departing from the gist thereof. Needless to say.
例えば、プログラム・ループ・フィルタ50は、アナロ
グ信号によって特性が制御されるものであってもよい。For example, the program loop filter 50 may have characteristics controlled by an analog signal.
以上の説明では主として本発明者によってなされた発明
をその背Itとなった利用分野である測定器に適用した
場合について説明したが、それに限定されるものではな
く、例えば周波数チャンネルの変更が頻繁に行なわれる
携帯熱線電話機などにも適用できる。The above explanation has mainly been about the case where the invention made by the present inventor is applied to measuring instruments, which is the field of application for which it was based, but the invention is not limited to this. It can also be applied to portable hot-wire telephones.
[発明の効果]
本願において開示される発明のうち代表的なものによっ
て得られる効果を簡jltに説明すれば下記のとおりで
ある。[Effects of the Invention] The effects obtained by typical inventions disclosed in this application are briefly explained below.
すなわち、P L Lによって合成される出力周波数を
、急激かつ広範囲に行なわれる設定変更に迅速かつ安定
に追従して変化させることができるという効果が得られ
る。That is, an effect can be obtained in that the output frequency synthesized by PLL can be quickly and stably changed to follow a sudden and wide-ranging setting change.
第1図は本発明の一実施例による信シ)発生器の概要を
示すブロック図、
第2図は第1図に示した信号発生器の要部の動作例を示
すタイミングチャート、
第3図は従来の信号発生器の概要を示すブロック図、
第4図は第3図に示した信号発生器の要部の動作例を示
すタイミングチャートである。。
■・・・・電圧制御発振器、2・・・・プログラマブル
分周回路、3・・・・基準周波数発生器、4・・・位相
比較器、50・・・・ループ・フィルタ(プログラマブ
ルLPF)、6 ・・・71力増幅器、7・・CPU、
fx・・・出力周波数、fs・・・・基準周第
図
時間−一一一−→
第
(A)
時間−−−−→
(B)
時間−一一一→FIG. 1 is a block diagram showing an overview of a signal generator according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a timing chart showing an example of the operation of the main parts of the signal generator shown in FIG. 1, and FIG. 4 is a block diagram showing an outline of a conventional signal generator, and FIG. 4 is a timing chart showing an example of the operation of main parts of the signal generator shown in FIG. 3. . ■... Voltage controlled oscillator, 2... Programmable frequency divider, 3... Reference frequency generator, 4... Phase comparator, 50... Loop filter (programmable LPF), 6...71 power amplifier, 7...CPU,
fx...Output frequency, fs...Reference cycle time -111-→ (A) Time----→ (B) Time-111→
Claims (1)
数を任意の分周比で分割するプログラマブル分周回路と
、この分周回路の出力周波数と基準周波数とを比較する
位相比較器と、この位相比較機の出力を所定の時定数で
取り出して上記電圧制御発振器に周波数制御電圧として
与えるループ・フィルタとによって構成される位相ロッ
クループ方式の信号発生器であって、通過特性が可変設
定可能なプログラマブル・ローパス・フィルタによって
上記ループ・フィルタを構成したことを特徴とする信号
発生器。 2、電圧制御発振器と、この電圧制御発振器の出力周波
数を任意の分周比で分割するプログラマブル分周回路と
、この分周回路の出力周波数と基準周波数とを比較する
位相比較器と、この位相比較器の出力を所定の時定数で
取り出して上記電圧制御発振器に周波数制御電圧として
与えるループ・フィルタとによって構成される位相ロッ
クループ方式の信号発生器であって、通過特性が可変設
定可能なプログラマブル・ローパス・フィルタによって
上記ループ・フィルタを構成し、出力周波数の設定が変
更される過渡時に、その設定変更の内容に応じて上記ル
ープ・フィルタの通過特性を変化させるようにしたこと
を特徴とする信号発生器。[Claims] 1. A voltage controlled oscillator, a programmable frequency dividing circuit that divides the output frequency of this voltage controlled oscillator by an arbitrary frequency division ratio, and a phase that compares the output frequency of this frequency dividing circuit with a reference frequency. A phase-locked loop signal generator consisting of a comparator and a loop filter that extracts the output of the phase comparator at a predetermined time constant and supplies it to the voltage-controlled oscillator as a frequency control voltage, and has a pass characteristic. A signal generator characterized in that the loop filter is constituted by a programmable low-pass filter that can be variably set. 2. A voltage controlled oscillator, a programmable frequency dividing circuit that divides the output frequency of this voltage controlled oscillator by an arbitrary frequency division ratio, a phase comparator that compares the output frequency of this frequency dividing circuit with a reference frequency, and this phase A phase-locked loop signal generator consisting of a loop filter that extracts the output of the comparator at a predetermined time constant and supplies it to the voltage-controlled oscillator as a frequency control voltage, and is programmable with variable pass characteristics. - The loop filter is configured by a low-pass filter, and during a transient period when the output frequency setting is changed, the pass characteristic of the loop filter is changed according to the content of the setting change. signal generator.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2210365A JPH0496424A (en) | 1990-08-10 | 1990-08-10 | Signal generator |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2210365A JPH0496424A (en) | 1990-08-10 | 1990-08-10 | Signal generator |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0496424A true JPH0496424A (en) | 1992-03-27 |
Family
ID=16588161
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2210365A Pending JPH0496424A (en) | 1990-08-10 | 1990-08-10 | Signal generator |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0496424A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5559473A (en) * | 1994-06-23 | 1996-09-24 | At&T Global Information Solutions Company | Multi-range voltage controlled oscillator |
-
1990
- 1990-08-10 JP JP2210365A patent/JPH0496424A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US5559473A (en) * | 1994-06-23 | 1996-09-24 | At&T Global Information Solutions Company | Multi-range voltage controlled oscillator |
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