JPH06338793A - Pll周波数シンセサイザ回路 - Google Patents

Pll周波数シンセサイザ回路

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JPH06338793A
JPH06338793A JP5152987A JP15298793A JPH06338793A JP H06338793 A JPH06338793 A JP H06338793A JP 5152987 A JP5152987 A JP 5152987A JP 15298793 A JP15298793 A JP 15298793A JP H06338793 A JPH06338793 A JP H06338793A
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JP
Japan
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circuit
frequency synthesizer
standby
pll frequency
pll
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JP5152987A
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Inventor
Tadashi Takenouchi
正 竹之内
Tetsuya Sekido
哲也 関戸
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Casio Computer Co Ltd
Original Assignee
Casio Computer Co Ltd
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  • Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 それぞれの発振回路部による信号の干渉がな
く、低消費電力で高速な周波数切り替えが可能な多回路
PLL周波数シンセサイザ回路を実現する。 【構成】 2回路PLL周波数シンセサイザ回路30に
おいて、第1のPLL周波数シンセサイザ回路50のV
CO38および第2のPLL周波数シンセサイザ回路5
1のVCO39に、それぞれスタンバイ回路(STB
Y)40,41を設け、例えば、PLL周波数シンセサ
イザ回路50使用時にはスタンバイ回路(STBY)4
0を動作モードにしてVCO38のみを動作状態とし、
他方のPLL周波数シンセサイザ回路51のスタンバイ
回路(STBY)41をスタンバイモードにしてVCO
39をスタンバイ状態にすることによってVCO39の
発振を止めスプリアスの発生を防止する。また、周波数
切り替え時には、スタンバイ回路(STBY)40,4
1によってスタンバイ状態のVCO39を動作状態と
し、動作状態のVCO38をスタンバイ状態にする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、PLL(Phase Locked
Loop)周波数シンセサイザ回路に係り、詳しくは、高
速周波数切り替えを目的とする多回路PLL周波数シン
セサイザ回路に関する。
【0002】
【従来の技術】ディジタルコードレス電話や携帯電話等
の移動帯通信機器の同調回路用にはPLL周波数シンセ
サイザ回路が用いられている。
【0003】図3は、従来のPLL周波数シンセサイザ
回路の回路構成図である。図3において、PLL周波数
シンセサイザ回路10は、基準信号発振器11、分周器
12、位相比較器(PD)13、ループフィルタ(LP
F)14、VCO(VoltageControlled Oscillator:電
圧制御発振器)15、比較分周器16およびCPU17
により構成される。
【0004】上記分周器12、位相比較器(PD)13
および比較分周器16は、全体としてPLL回路18を
構成し、CPU17は、各部に制御信号を出力して所定
のシンセサイザ出力を得るようにPLL回路18を制御
する。基準信号発振器11としては、基準周波数f tcx
o発振器として安定度の高い水晶発振器を用いる。基準
信号発振器11から基準周波数f tcxoが入力される
と、分周器12は基準信号発振器11の基準周波数f t
cxoをR分周し、R分周した基準信号f r(=f tcxo/
R)を位相比較器(PD)13に出力する。
【0005】位相比較器(PD)13は、分周器12で
R分周した基準信号f r(=f tcxo/R)とVCO1
5の信号f vcoを比較分周器16によりN分周した比較
信号f r’(=f vco/N)とを位相比較し、その誤差
信号をループフィルタ(LPF)14に出力する。ルー
プフィルタ(LPF)14は、入力された誤差信号を積
分して誤差電圧に変換し、この誤差電圧をVCO15の
制御端子に加える。VCO15は、これによりf r=f
r’となるように動作しf vco=f r×Nの周波数を一
定に保った信号を得るものである。
【0006】一方、周波数切り替え高速化の一つに、図
4に示すような多回路化したPLL周波数シンセサイザ
回路がある。図4は、多回路化のうち2回路としたPL
L周波数シンセサイザ回路の例である。図4において、
多回路化PLL周波数シンセサイザ回路20は、基準信
号発振器21、PLL回路22,23、VCO24,2
5、出力選択スイッチ(SW)26、CPU27により
構成される。上記PLL回路22,23は、図3に示し
たPLL回路18と同様な回路構成となっている。
【0007】上記基準信号発振器21、PLL回路2
2、VCO24、出力選択スイッチ(SW)26および
CPU27は、全体として第1のPLL周波数シンセサ
イザ回路28を、また、基準信号発振器21、PLL回
路23、VCO25、出力選択スイッチ(SW)26お
よびCPU27は、全体として第2のPLL周波数シン
セサイザ回路29を構成し、第1のPLL周波数シンセ
サイザ回路28の出力および第2のPLL周波数シンセ
サイザ回路29の出力は、CPU27からの切り替え制
御信号を受けた出力選択スイッチ(SW)26によって
高速に切り替えられる。これにより2つのPLL周波数
シンセサイザ回路28、29の出力が高速で切り替えら
れ、異なる周波数で周波数を一定に保った信号を得るこ
とができる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながらこのよう
な従来の多回路化したPLL周波数シンセサイザ回路に
あっては、多回路化したことによってそれぞれのPLL
周波数シンセサイザ回路の発振回路による信号の干渉が
増えスプリアス(干渉ノイズ)が発生したり消費電流が
増大してしまうという問題点があった。信号の干渉を防
ぐためには、それぞれの発振回路部等をシールドする、
あるいは個々のシンセサイザの間隔を十分に設ける等の
対策が必要になる。また、多回路化したことによる消費
電流の増大に対しては、使用していない方のVCOへの
電源供給を止める等の方法があるが、VCOへの電源供
給を止める等の方法をとると再起動時の発振までの時間
がかかったり周波数が安定となるまでの時間がかかると
いう欠点がある。
【0009】そこで本発明は、それぞれの発振回路部に
よる信号の干渉がなく、低消費電力で高速な周波数切り
替えが可能な多回路PLL周波数シンセサイザ回路を提
供することを目的としている。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記目的達成のため、本
発明によるPLL周波数シンセサイザ回路は、基準信号
発振器から出力された基準周波数と電圧制御発振器から
出力された信号周波数を分周した信号とを位相比較器で
位相比較し、位相誤差をループフィルタにより電圧値に
して電圧制御発振器に帰還させ、電圧制御発振器の出力
の信号周波数を一定にするPLL周波数シンセサイザ回
路を2回路以上備えるとともに、前記2回路以上のPL
L周波数シンセサイザ回路の出力を選択する選択手段を
備えたPLL周波数シンセサイザ回路であって、前記選
択手段により選択された前記PLL周波数シンセサイザ
回路の電圧制御発振器は、該電圧制御発振器が再起動時
発振する時間を短縮させるスタンバイ回路を具備してい
る。
【0011】前記スタンバイ回路は、例えば請求項2に
記載されているように、前記電圧制御発振器の内部のコ
ンデンサを予め充電しておくことにより該コンデンサの
充電時間を除去して再起動時発振までの時間を短縮する
ものであってもよい。
【0012】前記スタンバイ回路は、例えば請求項3に
記載されているように、前記電圧制御発振器を動作状態
にする動作モードと、該電圧制御発振器が再起動時発振
する時間を短縮させるスタンバイ状態にするスタンバイ
モードを有するものであってもよい。
【0013】また、好ましい態様として、前記スタンバ
イ回路は、例えば請求項4に記載されているように、前
記電圧制御発振器を動作状態にする動作モードと、該電
圧制御発振器が再起動時発振する時間を短縮させるスタ
ンバイ状態にするスタンバイモードを有し、該動作モー
ドとスタンバイモードとを前記2回路以上のPLL周波
数シンセサイザ回路の出力周波数の切り替えに対応させ
て切り替えるようにしてもよい。
【0014】また、前記スタンバイ回路は、例えば請求
項5に記載されているように、前記電圧制御発振器を動
作状態にする動作モードと、該電圧制御発振器が再起動
時発振する時間を短縮させるスタンバイ状態にするスタ
ンバイモードを有し、第1のPLL周波数シンセサイザ
回路の使用時には第1のPLL周波数シンセサイザ回路
のスタンバイ回路を動作モードにして電圧制御発振器を
動作状態とするとともに、第2のPLL周波数シンセサ
イザ回路のスタンバイ回路をスタンバイモードにして電
圧制御発振器の発振を停止するようにしてもよい。
【0015】
【作用】本発明では、PLL周波数シンセサイザ回路が
2回路以上備えて構成され、2回路以上のPLL周波数
シンセサイザ回路の出力を選択的に切り替えられる。さ
らに、電圧制御発振器が再起動時発振する時間を短縮さ
せるスタンバイ回路が設けられている。この状態で、定
常状態では、第1のPLL周波数シンセサイザ回路の使
用時には第1のPLL周波数シンセサイザ回路のスタン
バイ回路が動作モードにされて電圧制御発振器が動作状
態となり、第2のPLL周波数シンセサイザ回路のスタ
ンバイ回路はスタンバイモードにされて電圧制御発振器
の発振は停止される。また、周波数の切り替え時では、
2回路以上のPLL周波数シンセサイザ回路の出力周波
数の切り替えに対応させて動作モードとスタンバイモー
ドとが切り替えられる。
【0016】したがって、それぞれの発振回路部による
信号の干渉がなく、低消費電力で高速な周波数切り替え
が可能な多回路PLL周波数シンセサイザ回路が実現で
きる。
【0017】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例につい
て説明する。図1および図2は本発明に係るPLL周波
数シンセサイザ回路の一実施例を示す図であり、本実施
例は2回路PLL周波数シンセサイザ回路に適用した例
である。まず、構成を説明する。図1は2回路PLL周
波数シンセサイザ回路の構成図である。図1において、
2回路PLL周波数シンセサイザ回路30は、基準信号
発振器31、PLL回路(PLL周波数シンセサイザ回
路)32,33、ループフィルタ1(LPF1)34,
35、ループフィルタ2(LPF2)36,37、VC
O(電圧制御発振器)38,39、スタンバイ回路(S
TBY)40,41、出力選択スイッチ(SW)42、
CPU43により構成される。
【0018】また、上記PLL回路32,33は、分周
器44,45、位相比較器(PD)46,47、切替回
路(切替手段)48,49および比較分周器50,51
により構成される。基準信号発振器31としては、基準
周波数f tcxo発振器として安定度の高い水晶発振器を
用いる。
【0019】分周器44,45は、基準信号発振器31
の基準周波数f tcxoをR分周し、R分周した基準信号
f r(=f tcxo/R)を位相比較器(PD)46,4
7に出力する。位相比較器(PD)46,47は、分周
器44,45でR分周した基準信号fr(=f tcxo/
R)とVCO38,39の信号f vcoを比較分周器5
0,51によりN分周した比較信号f r’(=f vco/
N)とを位相比較し、その誤差信号を切替回路48,4
9に出力する。比較分周器50,51は、VCO38,
39からの出力信号f vcoをN分周し、比較信号f r’
(=f vco/N)として位相比較器(PD)46,47
に帰還させる。この分周比Nを変えることによりシンセ
サイザの周波数が選定される。切替回路48,49は、
比較分周器50,51からの誤差信号を、スプリアス除
去用のループフィルタ1(LPF1)34,35、また
はループフィルタ2(LPF2)36,37に切り替え
て出力する。
【0020】ループフィルタ1(LPF1)34,35
は、本来のループフィルタ2(LPF2)36,37と
は別に、スプリアス除去用に設けられたフィルタであ
り、フィルタの時定数を長く設定して干渉によるスプリ
アスの発生を防止する。但し、応答特性は低下するの
で、切替回路48,49によってループフィルタ1(L
PF1)34,35、またはループフィルタ2(LPF
2)36,37を切り替えて使用する。ループフィルタ
2(LPF2)36,37は、ローパスフィルタから構
成され、位相比較器(PD)46,47からの誤差信号
を積分して高域成分を除去して誤差電圧に変換し、この
誤差電圧をVCO38,39の制御端子に加える。
【0021】VCO38,39は、ループフィルタ2
(LPF2)36,37からの誤差電圧によりf r=f
r’となるように動作しf vco=f r/Nの周波数を一
定に保った周波数信号を出力する。スタンバイ回路(S
TBY)40,41は、VCO38,39の高速立ち上
げを可能にする回路であり、CPU27からの制御信号
により制御される。図2により後述する。
【0022】出力選択スイッチ(SW)42は、CPU
27からの切り替え制御信号によりVCO38,39の
出力を高速に切り替え、異なる周波数で周波数を一定に
保った信号を得ることができる。CPU43は、各部に
制御信号を出力して所定のシンセサイザ出力を得るよう
にPLL回路32,33、スタンバイ回路(STBY)
40,41および出力選択スイッチ(SW)42を制御
する。
【0023】上記基準信号発振器31、PLL回路3
2、ループフィルタ1(LPF1)34、ループフィル
タ2(LPF2)36、VCO38、スタンバイ回路
(STBY)40、出力選択スイッチ(SW)42およ
びCPU43は、全体として第1のPLL周波数シンセ
サイザ回路52を構成し、また、基準信号発振器31、
PLL回路33、ループフィルタ1(LPF1)35、
ループフィルタ2(LPF2)37、VCO39、スタ
ンバイ回路(STBY)41、出力選択スイッチ(S
W)42およびCPU43は、全体として第2のPLL
周波数シンセサイザ回路53を構成する。
【0024】図2は、上記スタンバイ回路(STBY)
40,41の機能を説明するための図である。前述した
ように、多回路化したことによる消費電流の増大に対し
ては、使用していない方のVCOへの電源供給を止める
等の方法があるが、この方法をとると再起動時の発振ま
での時間がかかったり周波数が安定となるまでの時間が
かかるという欠点があった。その理由は、VCOの内部
にノイズ除去用のコンデンサが存在しており、VCOへ
の電源供給停止後、再起動時発振する場合にはこのコン
デンサを充電する必要がある。したがって、コンデンサ
の充電時間のために再起動時の発振までの時間がかかる
ことになる。
【0025】そこで本実施例では、上記VCO38,3
9内部のノイズ除去用コンデンサを予め充電しておくス
タンバイ回路(STBY)40,41を設け、スタンバ
イ回路(STBY)40,41をCPU27からの制御
信号により制御することによって、VCO38,39の
高速立ち上げを可能にする。この場合、スタンバイ回路
(STBY)40,41は、VCO38,39を動作状
態にする動作モードと、VCO38,39が再起動時発
振する時間を短縮させるスタンバイ状態にするスタンバ
イモードを有し、これら動作モードとスタンバイモード
とをPLL周波数シンセサイザ回路52,53の出力周
波数の切り替えに対応させて切り替える。
【0026】次に、作用を説明する。本実施例の2回路
PLL周波数シンセサイザ回路30は、以下に述べる
(1)定常状態と(2)周波数切り替え時の状態とを繰
り返し動作する。 (1)定常状態 一方のPLL周波数シンセサイザ回路(例えば、第1の
PLL周波数シンセサイザ回路52)が動作時、その第
1のPLL周波数シンセサイザ回路52のスタンバイ回
路(STBY)40は動作モードとなって、VCO38
は動作しており、PLL回路32によってVCO38の
出力が所定周波数にロックされ、出力選択スイッチ(S
W)42はVCO38からの周波数信号を出力するよう
に動作している。
【0027】PLLがかかっている状態を具体的に説明
すると、分周器44が基準信号発振器31の基準周波数
f tcxoをR分周し、R分周した基準信号f r(=f tc
xo/R)を位相比較器(PD)46に出力する。位相比
較器(PD)46は、分周器44でR分周した基準信号
f r(=f tcxo/R)とVCO38の信号f vcoを比
較分周器50によりN分周した比較信号f r’(=f v
co/N)とを位相比較し、その誤差信号をループフィル
タ2(LPF2)36に出力する。ループフィルタ2
(LPF2)36は、入力された誤差信号を積分して誤
差電圧に変換し、この誤差電圧をVCO38の制御端子
に加える。VCO38は、これによりf r=f r’とな
るように動作しf vco=f r×Nの周波数を一定に保っ
た信号を得る。
【0028】そのとき、他方のPLL周波数シンセサイ
ザ回路(この場合は、第2のPLL周波数シンセサイザ
回路53)のスタンバイ回路(STBY)41はスタン
バイモードとなって、VCO39はスタンバイ状態にあ
る。VCO39がスタンバイ状態にあるため、VCO3
9に基づく発振は起こらず、それぞれの発振回路部によ
る信号の干渉によるスプリアスは発生しない。
【0029】(2)周波数切り替え時 スタンバイ状態にあるPLL周波数シンセサイザ回路
(この場合は、第2のPLL周波数シンセサイザ回路5
3)のPLL動作に切り替える周波数に応じたカウンタ
の値をセットする。また、スタンバイ状態のVCO39
は動作状態とし、動作状態のVCO38はスタンバイ状
態にして出力選択スイッチ(SW)42を切り替える。
このとき、VCO39に設けられたスタンバイ回路(S
TBY)41によってVCO39内部のノイズ除去用コ
ンデンサは予め充電されているのでVCO39は高速で
起動し、さらに、応答初期は切替回路49によってルー
プフィルタ1(LPF1)35を、ループフィルタ2
(LPF2)37に切り替えてループフィルタの時定数
を下げ高速に発振周波数を合わせるように動作する。応
答初期にループフィルタの時定数を下げることによって
スプリアスが発生しやすくなるが、応答初期はスプリア
スの発生については無視し、応答特性を重視するように
する。
【0030】以上、第1のPLL周波数シンセサイザ回
路52が動作時で、第2のPLL周波数シンセサイザ回
路53がのスタンバイ回路(STBY)41がスタンバ
イモードとなっている定常状態から、周波数切り替えを
行なう動作を示したが、逆の場合も全く同様である。
【0031】このように本実施例では、2回路PLL周
波数シンセサイザ回路30において、第1のPLL周波
数シンセサイザ回路52のVCO38および第2のPL
L周波数シンセサイザ回路53のVCO39に、それぞ
れスタンバイ回路(STBY)40,41を設け、例え
ば、PLL周波数シンセサイザ回路52使用時にはスタ
ンバイ回路(STBY)40を動作モードにしてVCO
38のみを動作状態とし、他方のPLL周波数シンセサ
イザ回路53のスタンバイ回路(STBY)41をスタ
ンバイモードにしてVCO39をスタンバイ状態にする
ことによってVCO39の発振を止め、信号の干渉によ
るスプリアスの発生を防止する。また、周波数切り替え
時には、スタンバイ回路(STBY)40,41によっ
てスタンバイ状態のVCO39を動作状態とし、動作状
態のVCO38をスタンバイ状態にする。これによって
VCO39を高速で起動させることができ、高速周波数
切り替えが実現できる。
【0032】さらに、切替回路48,49によりスプリ
アス除去用のループフィルタ1(LPF1)34,35
とループフィルタ2(LPF2)36,37とを切り替
えて使用することにより、スプリアスの発生防止と応答
特性の両立を図ることができる。
【0033】なお、本実施例では、多回路化PLL周波
数シンセサイザ回路として2回路PLL周波数シンセサ
イザ回路に適用した例であるが、PLL周波数シンセサ
イザ回路が多回路化されたものであればどのような構成
のものでもよく、各部材の種類・個数、制御方法等は、
どのようなものでもよいことは言うまでもない。
【0034】
【発明の効果】本発明によれば、高速周波数切り替えを
目的とする多回路PLL周波数シンセサイザ回路におい
て、それぞれの発振部の信号の干渉によるスプリアスの
発生がなく、消費電流も削減することができ、個々のシ
ールドの廃止または簡略化、高密度実装化が可能にな
る。また、多回路化による消費電流の増加もわずかであ
り、積極的に多回路化を行なうことができるようにな
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るPLL周波数シンセサイザ回路の
一実施例の回路構成図である。
【図2】同実施例のPLL周波数シンセサイザ回路のス
タンバイ回路の構成図である。
【図3】従来のPLL周波数シンセサイザ回路の回路構
成図である。
【図4】従来の2回路PLL周波数シンセサイザ回路の
回路構成図である。
【符号の説明】
30 2回路PLL周波数シンセサイザ回路 31 基準信号発振器 32,33 PLL回路(PLL周波数シンセサイザ回
路) 34,35 ループフィルタ1(LPF1) 36,37 ループフィルタ2(LPF2) 38,39 VCO(電圧制御発振器) 40,41 スタンバイ回路(STBY) 42 出力選択スイッチ(SW) 43 CPU 44,45 分周器 46,47 位相比較器(PD) 48,49 切替回路(切替手段) 50,51 比較分周器 52 第1のPLL周波数シンセサイザ回路 53 第2のPLL周波数シンセサイザ回路

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基準信号発振器から出力された基準周波
    数と電圧制御発振器から出力された信号周波数を分周し
    た信号とを位相比較器で位相比較し、位相誤差をループ
    フィルタにより電圧値にして電圧制御発振器に帰還さ
    せ、電圧制御発振器の出力の信号周波数を一定にするP
    LL周波数シンセサイザ回路を2回路以上備えるととも
    に、 前記2回路以上のPLL周波数シンセサイザ回路の出力
    を選択する選択手段を備えたPLL周波数シンセサイザ
    回路であって、 前記選択手段により選択された前記PLL周波数シンセ
    サイザ回路の電圧制御発振器は、該電圧制御発振器が再
    起動時発振する時間を短縮させるスタンバイ回路を具備
    したことを特徴とするPLL周波数シンセサイザ回路。
  2. 【請求項2】 前記スタンバイ回路は、前記電圧制御発
    振器の内部のコンデンサを予め充電しておくことにより
    該コンデンサの充電時間を除去して再起動時発振までの
    時間を短縮するようにしたことを特徴とする請求項1記
    載のPLL周波数シンセサイザ回路。
  3. 【請求項3】 前記スタンバイ回路は、前記電圧制御発
    振器を動作状態にする動作モードと、該電圧制御発振器
    が再起動時発振する時間を短縮させるスタンバイ状態に
    するスタンバイモードを有することを特徴とする請求項
    1記載のPLL周波数シンセサイザ回路。
  4. 【請求項4】 前記スタンバイ回路は、前記電圧制御発
    振器を動作状態にする動作モードと、該電圧制御発振器
    が再起動時発振する時間を短縮させるスタンバイ状態に
    するスタンバイモードを有し、 該動作モードとスタンバイモードとを前記2回路以上の
    PLL周波数シンセサイザ回路の出力周波数の切り替え
    に対応させて切り替えるようにしたことを特徴とする請
    求項1記載のPLL周波数シンセサイザ回路。
  5. 【請求項5】 前記スタンバイ回路は、前記電圧制御発
    振器を動作状態にする動作モードと、該電圧制御発振器
    が再起動時発振する時間を短縮させるスタンバイ状態に
    するスタンバイモードを有し、第1のPLL周波数シン
    セサイザ回路の使用時には第1のPLL周波数シンセサ
    イザ回路のスタンバイ回路を動作モードにして電圧制御
    発振器を動作状態とするとともに、第2のPLL周波数
    シンセサイザ回路のスタンバイ回路をスタンバイモード
    にして電圧制御発振器の発振を停止するようにしたこと
    を特徴とする請求項1記載のPLL周波数シンセサイザ
    回路。
JP5152987A 1993-05-31 1993-05-31 Pll周波数シンセサイザ回路 Pending JPH06338793A (ja)

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