JPH05235757A - フェーズロックドループ回路 - Google Patents

フェーズロックドループ回路

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JPH05235757A
JPH05235757A JP4032252A JP3225292A JPH05235757A JP H05235757 A JPH05235757 A JP H05235757A JP 4032252 A JP4032252 A JP 4032252A JP 3225292 A JP3225292 A JP 3225292A JP H05235757 A JPH05235757 A JP H05235757A
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JP
Japan
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frequency
phase
input terminal
input
output
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JP4032252A
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Takashi Usui
隆志 臼居
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Sony Corp
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Sony Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 フェーズドロックドループ回路で分周器の性
能を向上させることなくチャンネル数を2倍に増加させ
る。 【構成】 フェースズロックドループ回路の基準発振器
1と位相比較器2間に切替回路5を設けて、分周器9か
らの位相比較周波数の基準発振器1からの基準発振周波
数を切替回路5を介して位相比較させる際に、上記切替
回路5は基準発信周波数と位相比較周波数の入力同志を
入れ替え可能に構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はフェーズロックドループ
(Phase Locked Loop:以下PLLと
記す)回路に係わり、特にミキシング方式のPLL回路
に用いる分周器の性能を向上させることなくチャンネル
数を増加させる様にしたPLL回路に関する。
【0002】
【従来の技術】従来からPLL回路はトランシーバ等に
多く利用されている。従来の最も一般的なPLL回路は
入力基準周波数信号frに出力がロックする様に閉ルー
プ制御系を構成している。
【0003】PLL回路の基本的回路としては図5に示
す構成が知られている。図5で1は基準発振器(以下R
Oと記す)であり、入力基準周波数信号fr(以下fr
と記す)を出力する。このRO1からのfrを次段の位
相比較器(以下PCと記す)2に供給する。
【0004】このPC2では後述する電圧制御発振器
(以下VCOと記す)6からの帰還周波数信号(以下f
vと記す)との位相比較が成され、frとfvの位相差
に比例した出力をVCO6から出力する。
【0005】PC2の出力は高周波成分を多く含むため
に低域通過濾波器(以下LPFと記す)3で積分されて
直流制御信号と成され、VCO6に供給することでVC
O6から電圧制御発振周波数信号fo(以下foと記
す)を出力する。
【0006】VCO6から帰還ループを直接PC2にフ
ィードバックするものもあるが、通常帰還ループ内にプ
ログラマブルカウンタや分周器(以下DIVと記す)9
が設けられている。この様な構成のPLL回路ではVC
O6のfoはfrとfvが等しく fo=N・fr,fr=Δf ここで、Δfはチャンネル・スペース、NはDIV9の
分周比であり、この分周比Nを1変えると、ループで変
化したfvとfrとの位相差はなくなる様になるので fo=(N+1)・fr となり、foはfr=Δfのチャンネルスペース分だけ
変化する。又DIV9は使用上限周波数が限定される等
の問題がある。
【0007】更に、ミキシング方式PLL回路ではfo
が高い場合等に局部発振器(以下LOと記す)8からの
局部発振周波数信号(以下fLOと記す)とをfoを周波
数混合器(以下MIXと記す)7でミキシングダウンし
てDIV9に混合周波数信号fl=fo−fLOとして供
給する。この場合DIV9の分周比を1/Nとすれば、
DIV9の出力fv=fo−fLO/Nとなる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】上述の従来構成ではV
CO6のfoは結局fo=fLO−N・fr又はfo=f
LO+N・frのいずれか一方の周波数しか発振出来な
い。即ち、DIV9の分周比Nを1からNmax まで変化
させた場合にはfoはfrのステップでNmax 通りに変
化するのでfoはNmax 通りしか変化させることが出来
ず周波数チャンネル数はDIV9の分周比Nの数で制限
されてしまう問題があった。
【0009】更に、上述の場合の電圧制御発振周波数で
あるfoの変化幅はDIV9が分周可能な入力周波数の
上限で制限される等の問題があった。
【0010】本発明は叙上の問題点を解消したPLL回
路を提供しようとするものであり、その目的とするとこ
ろはPLL回路の帰還ループに挿入するDIV9の性能
を向上させることなくチャンネル数を倍増させることで
VCO6の可変範囲をDIV9が分周可能な入力周波数
の帯域の2倍にすることの出来るものを得ようとするも
のである。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明のPLL回路はそ
の例が図1に示されている様に基準発振手段(RO)1
からの入力基準周波数信号frを位相比較手段(PC)
2に供給し、電圧制御発振手段(VCO)6からの電圧
制御発振信号foを分周手段の(D1V)9を介して位
相比較手段(PC)2に帰還して位相比較して位相差に
比例した出力を濾波手段(LPF)3で積分して、電圧
制御発振手段(VCO)6に供給する様にしたフェーズ
ロックドループ回路に於いて、基準発振手段(RO)1
と可変分周手段(DIV)9の出力とを位相比較手段
(PC)2の基準側入力端と、比較側入力端に入れ替え
て入力する切替手段(SW)5を有し、可変分周手段
(DIV)9の設定値を等価的に2倍に増加させて、発
振周波数の可変範囲を2倍にして成るものである。
【0012】
【作用】本発明のPLL回路はPC2の前段にSW5を
設け、PC2の基準側入力端と比較側入力端を入れ替え
る様に構成したのでチャンネル数をDIV9の分周比の
数の2倍となし、VCO6のfoの可変範囲をDIV9
が分周可能な入力周波数の帯域の2倍に増加させる様に
することが出来る。
【0013】
【実施例】以下、本発明の一実施例をトランシーバに適
用したPLL回路について詳記する。
【0014】図1で図5との対応部分には同一符号を付
して重複説明を省略する。
【0015】本例のPLL回路ではRO1から供給され
るfrは2極双投型の2個のスイッチSW1及びSW2
からなる切替回路(SW)5に供給される。スイッチS
W1の固定接点a1 とスイッチSW2の固定接点b2
は共通接続されてRO1のfrが供給される入力端子c
に接続されている。
【0016】切替回路5のスイッチSW1の固定接点b
1 とスイッチSW2 の固定接点a2は共通接続されてD
IV9のfvが供給される入力端子dに接続されてい
る。
【0017】切替回路5のスイッチSW1及びSW2の
可動接片は出力端子e及びfに接続され、出力端子eは
PC2のプラス(+)入力端子に出力端子fはPC2の
マイナス(−)入力端子に接続されている。他の構成は
図5と同じである。
【0018】上述の構成での切替回路の動作を図2を用
いて説明する図2Aは、図1の切替回路5を抜き出して
示してあり、スイッチSW1及びSW2の可動接片を連
動して固定接点a1 とa2 側に切換えると、図2Bに示
す様に入力端子c及びdに供給した信号は出力端子e及
びfに出力される。
【0019】同様にスイッチSW1及びSW2の可動接
片を連動して固定接点b1 とb2 側に切換えると図2C
に示す様に入力端子c及びdに供給された信号は出力端
子f及びeに反転されて出力される。
【0020】上述の構成で説明したPC2の動作を説明
すると、PC2には2つの±入力端子があり、PC2の
出力はLPF3に供給されている。
【0021】今PC2の+入力端子に供給される入力信
号に比べて−入力端子に供給される入力信号の位相が遅
れているとPC2はLPF3への出力電圧を増加させ
る。逆にPC2の+入力端子に供給される入力信号に比
べて−入力端子に供給される入力信号の位相が進んでい
れば、PC2はLPF3への出力電圧を減少させ、+入
力端子及び−入力端子に供給される入力信号の位相が一
致すればLPF3の出力電圧は一定の値となる。
【0022】今図5で説明したと同様に、RO1の出力
周波数をfr、DIV9の出力周波数をfv、MIX7
の出力周波数をfl、LO8の出力周波数をfLO、VC
O6の出力周波数をfoとしDIV9の分周比をNと
し、この分周比の最大値をNma x とする。又、VCO6
は入力電圧の増加に対してfoを単調に増加する特性を
持っているものとすると、MIX7のflは となるものとする。又MIX7で発生するfLO+foの
成分はMIX7内に設けたフィルタ等で除去するものと
する。
【0023】PLL回路ではPC2の動作によって、P
C2の+入力端子に供給される入力の位相と−入力端子
に供給される入力の位相が一致する様に動作することで
VCO6の発振周波数foが一定となってロックされ
る。
【0024】切替回路5のスイッチSW1及びSW2の
可動接片をa1 及びa2 側に倒すと、PC2の+入力端
子にRO1の出力であるfrが、−入力端子にDIV9
のfvが供給されるがこの時VCO6のfoが
【0025】 fo=fLO+N・fr ‥‥‥ (2) 又は fo=fLO−N・fr ‥‥‥ (3)
【0026】となるときにPLL回路はロックする。
【0027】一方、切替回路5のスイッチSW1及びS
W2の可動接片を固定接点b1 及びb2 側に倒すと、P
C2の+入力端子にDIV9の出力であるfvが−入力
端子にRO1の出力であるfrが供給されるが、この時
VCO6のfoが fo=fLO−N・fr ‥‥‥ (4) 又は fo=fLO+N・fr ‥‥‥ (5)
【0028】となるときPLL回路はロックする。切替
回路5の切替によってfoが式(2),(4)となるか式
(3),(5)となるかはMIX7とDIV9の入出力の
極性の関係で定まる。
【0029】この切替回路5のスイッチSW1及びSW
2の切替状態の違いによって、PLL回路の動作が異な
ることを以下に説明する。今スイッチSW1及びSW2
の切替状態によるfoの値を上式(2)及び(4)式に
ついて考えてみる。この場合fvがfrより低い周波数
の時にはPC2の+入力端子への位相に比べて−入力端
子の位相が遅れるような位相関係となる場合である。
【0030】切替回路5のスイッチSW1及びSW2の
可動接片をa1 及びa2 側に切替えると、PC2の+入
力端子にRO1のfrが−入力端子にDIV9のfvが
加えられ、このfvの値はfv=fo−fLO/Nであ
る。この式でもし、foが(2)式の値よりも小さい
と、fvはfrよりも低くなる。
【0031】従って、PC2の+入力端子の位相と比べ
て−入力の位相は遅れる。その結果としてPC2の働き
によりLPF3の出力電圧は増加し、VCO6のfoは
増加する。逆にfoが(2)式の値よりも高いときはf
vはfrよりも高くなるのでPC2の働きによりVCO
6のfoは減少する。
【0032】この様にして、PLL回路はPC2の動作
でfv=frとなる様に動作し、その結果foは(2)
式の値で一定となってロック状態を保つ。尚、この場
合、PLL回路はfoが(3)式の値ではロックしな
い。
【0033】一方切替回路5のスイッチSW1及びSW
2の可動接片を固定接点b1 及びb 2 側に切替えると、
PC2の+入力端子にDIV9のfvが−入力端子にR
O1のfrが加えられ、この時のDIV9の出力fvは
fv=fLO−fo/Nである。(4)式より、foはf
LOよりも小さいので前述のfv=fo−fLO/Nと比較
するとfoとfLOが逆になる形となっている。この式で
もし、foが(4)式の値よりも小さいと、fvはfr
よりも高くなる。
【0034】従って、PC2の+入力端子の位相と比べ
て−入力の位相は進む。その結果としてPC2の働きよ
りLPF3の出力電圧は減少し、VCO6のfoは減少
する。逆にfoが(4)式の値よりも高いときはfvは
frよりも低くなるのでPC2の働きによりVCO6の
foは増加する。
【0035】この様にして、PLL回路はPC2の動作
でfv=frとなる様に動作し、その結果foは(4)
式の値で一定となってロック状態を保つ。尚、この場
合、PLL回路はfoが(5)式の値ではロックしな
い。この様に切替回路5のスイッチSW1又はSW2は
PC2の+入力端子及び−入力端子に供給する入力を逆
転させ、RO1の出力frとDIV9の出力fvの位相
関係に対してPC2が逆向きに動作する効果を持つ。従
って、スイッチSW1及びSW2の切替によってfoが
LOよりも大きいか小さいかが選択されfoは(2)式
又は(4)式のいずれかの値をとることになる。
【0036】従来の、切替回路5を設けないPLL回路
では、fo=fLO−N・frまたはfLO+N・frの何
れか一方の周波数しか発振できなかったが、スイッチS
W1及びSW2を設けることにより、何れかの周波数を
選択して発振可能となる。そして、Nを1からNmax
で変化させると、foはfrのステップで、Nmax 通り
に変化する。従って、発振周波数を従来はNmax 通りま
でしか変化させられなかったものが、本発明により、2
max 通りに変化させることができる。
【0037】また、この時の周波数の変化幅は2Nmax
・frであり、従来の変化幅Nmax・frの2倍とな
る。この時DIV9の入力最高周波数はNmax ・frで
あり、従来のPLL回路におけるDIV9の入力最高周
波数と同じで済む。また、frをfr/2とすると、f
oの変化幅がNmax ・frのままでありながら、周波数
ステップがfr/2と、従来の1/2となる。即ち細か
い周波数制御が可能となる。
【0038】上述の様に切替回路で切替えられてVCO
6に供給される入力電圧VinとVCO6からの発振周
波数信号のfoとの関係を図3に示す。図3で横軸はV
inを縦軸はfoを示している。
【0039】この図2から解る様に、切替回路5のスイ
ッチSW1及びSW2の可動接片を固定接点a側にした
時のVinの変化範囲はV2 からV3 までのに示す範
囲であり、切替回路5のスイッチSW1及びSW2の可
動接片を固定接点b側にした時のVinの変化範囲はV
1 からV2 までのに示す範囲である。
【0040】更に、の範囲では、DIV9の分周比N
を増加させるとVinはV2 からV 1 まで減少する方向
に変化するので、foは減少する。の範囲では、分周
比Nを増加させるとVinはV2 からV3 まで増加する
方向に変化するので、foは増加する。このように、切
替回路5は分周比Nの増減と入力電圧Vinの増減を反
転させる効果を持っている。次に上述の切替回路5の具
体的構成を図4で説明する。
【0041】図4でc,dは図1に示した切替回路5の
入力端子e,fは同様の出力端子であり、gは切替え制
御入力端子である。入力端子c,dは第1乃至第4のア
ンド回路41,42,43,44の一方の入力端子に接
続され、切替え制御入力端子gはノット回路47を介し
てアンド回路41及び44の夫々の他方の入力端子に接
続され、切替え制御入力端子gからは直接アンド回路4
2及び43の夫々の他方の入力端子に接続されている。
【0042】アンド回路41及び42の夫々の出力端子
はオア回路45の入力端子に接続され、アンド回路43
及び44の出力端子はオア回路46の入力端子に接続さ
れている。更にオア回路45及び46の出力端子は切替
回路5の出力端子e,fに接続されている。
【0043】上述の構成でアンド回路41及び42、オ
ア回路45並びにノット回路47でスイッチSW1と同
様の第1のセレクタを構成し、アンド回路43及び4
4、オア回路46並にノット回路を47でスイッチSW
2と同様の第2のセレクタを構成している。切替え制御
入力端子gに制御信号のLOW(L)を供給した時に切
替回路5の入力端子cに供給されるfrは出力炭端子e
に出力され、入力端子dに供給されるfvは出力端子f
に出力されて図2でSW1及びSW2の可動接片をaに
倒したと同様である。
【0044】次に切替え制御入力端子gに制御信号のH
igh(H)を供給した時に切替回路5の入力端子cに
供給されるfrは出力端子fに出力され、入力端子dに
供給されるfvは出力端子eに出力されて図2でSW1
及びSW2の可動接片をbに切替えた時と同様に入出力
状態が入れ変わることになる。この場合、PC2の入力
信号はHかLの何れかに2値化されているので、切替回
路5は図のようにセレクタ回路を用いることが出来、機
械的なスイッチ回路を用いる必要が無いので、回路の信
頼性が増すという効果がある。
【0045】上述の如き切替回路5を用いて、トランシ
ーバの送信時に50MHzを受信時に59MHを9HM
ずらせてVCO6で発振させた場合の分周比や切替回路
5の切換状態を下記の表1に示す。
【0046】
【表1】
【0047】即ち、この例ではスイッチSW1及びSW
2を送信時にbに切替え、受信時にaに切替えることで
分周比N=450,fr=10KHz,fLO=54.5
MHz,fl=4.5MHzとするとfo=50及び5
9MHzの9MHzずらせたfoが得られている。
【0048】上述の様に本発明のPLL回路では切替回
路5を設け、RO1の出力frをPC2の+入力にDI
V9の出力fvをPC2の−入力に加える状態とRO1
の出力frをPC2の−入力にDIV9の出力fvをP
C2の+入力に夫々切替える様にしたのでチャンネル数
をDIV9の分周比Nの数の2倍に増やすことが可能と
なり、DIV9の分周比Nの数を等価的に2倍に増加さ
せることが出来るものが得られ、又、VCO6の発振周
波数foの可変範囲をDIV9が分周可能な入力周波数
の帯域の2倍に増やすことが可能となり、DIV9の周
波数特性を等価的に2倍に向上させることが出来る。更
に発振周波数の可変範囲を変えなければ周波数ステップ
を従来の1/2の細かさで制御を行なうことが出来るも
のが得られる。
【0049】
【発明の効果】本発明のPLL回路によればPLL回路
に用いる分周器の性能を向上させることなく必要なチャ
ンネル数を2倍にすることの出来るものが得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のPLL回路の一実施例を示す系統図で
ある。
【図2】本発明に用いる切替回路の動作説明図である。
【図3】VCOの入力電圧に対する電圧制御発振周波数
信号foの特性図である。
【図4】本発明に用いる切替回路をデジタル化した他の
実施例を示す回路図である。
【図5】従来のPLL回路の系統図である。
【符号の説明】
1 基準発振器(RO) 2 位相比較器(PC) 3 低域通過濾波器(LPF) 5 切替え回路(SW) 6 電圧制御発振器(VCO) 7 周波数混合器(MIX) 8 局部発振器(LO) 9 分周器(DIV)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基準発振手段からの基準周波数信号を位
    相比較手段に供給し、電圧制御発振手段からの電圧制御
    発振周波数信号を分周手段を介して該位相比較手段に帰
    還して位相比較して位相差に比例した出力を濾波手段で
    積分して、該電圧制御発振手段に供給する様にしたフェ
    ーズロックドループ回路に於いて、 上記基準発振手段と上記分周手段の出力とを上記位相比
    較手段の基準側入力端と、比較側入力端に入れ替えて入
    力する切替手段を有し、 上記分周手段の設定値を等価的に2倍に増加させて、発
    振周波数の可変範囲を2倍にしたことを特徴とするフェ
    ーズロックドループ回路。
JP4032252A 1992-02-19 1992-02-19 フェーズロックドループ回路 Pending JPH05235757A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6870403B2 (en) 2001-10-30 2005-03-22 Denso Corporation Comparing circuit, comparator, level determining circuit and threshold voltage setting method
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