JPH08330848A - 数値制御発振回路 - Google Patents

数値制御発振回路

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JPH08330848A
JPH08330848A JP7139014A JP13901495A JPH08330848A JP H08330848 A JPH08330848 A JP H08330848A JP 7139014 A JP7139014 A JP 7139014A JP 13901495 A JP13901495 A JP 13901495A JP H08330848 A JPH08330848 A JP H08330848A
Authority
JP
Japan
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output
signal
numerically controlled
frequency
waveform shaping
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP7139014A
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English (en)
Inventor
Kohei Watanabe
浩平 渡邉
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
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  • Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 直流からクロック付近までの周波数範囲で信
号を可変させることができる数値制御発振回路を提供す
る。 【構成】 第1の数値制御発振手段100にて信号S1
を発生させる一方、第2の数値制御発振手段110にて
信号S2を発生させる。そして、これら数値制御発振手
段100、110で発生した信号S1、S2を排他的論
理和回路27で排他的論理和をとる。これにより、信号
S1、S2の各々の周波数の2倍の周波数の信号が得ら
れることから、直流からクロック付近までの周波数範囲
で信号を可変させることができる。更に、クロックを水
晶発振器で発生させることで、周波数可変範囲と安定度
を両立させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、数値によって発振する
周波数を可変できる数値制御発振回路に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、ある周波数の信号に対してN
倍の周波数の信号を得る場合、一般的にPLL回路を用
いている。図4は従来の一般的なPLL回路の構成を示
すブロック図であり、この図において、位相比較器1は
端子2より入力されたクロックの周波数と、電圧制御発
振回路(VCO)3の出力をN分周回路4で1/Nにし
た信号の周波数とが同じになるようにVCO3の電圧を
制御する。これにより、VCO3からはクロックのN倍
の周波数の信号が出力される。なお、ローパスフィルタ
5は高い周波数や雑音を除去するものである。ところ
で、VCO3にはLC発振器、CR発振器又は水晶発振
器が用いられるが、このうちLC発振器やCR発振器は
周波数安定度が低いために分周比Nを大きくした場合、
発振信号とクロックとの動的な位相誤差(ジッター)が
大きくなるという欠点がある。また、水晶発振器は周波
数安定度が高いが周波数可変範囲が非常に狭いという欠
点がある。
【0003】少ないジッターと広い周波数可変範囲を満
足するものとしては、例えばトランジスタ技術(CQ出
版社)1994年5月号273及び274頁に記載され
ているDDS(Direct Digital Synthesizer)のような
数値制御発振回路がある。図6はこの数値制御発振回路
の構成を示すものである。この数値制御発振回路は、位
相演算器12でクロック周期に位相データを取り出し、
これを正弦波ルックアップテーブル(波形データメモ
リ)13によって振幅データに変換した後、D/Aコン
バータ14でアナログに変換してローパスフィルタ15
から取り出す。位相演算器12は加算器10とレジスタ
11とで構成され、クロック周期毎にA+B=Fの演算
を行うものである。この場合、Aは周波数を設定する数
値データである。正弦波ルックアップテーブル13はs
inxのデータが書き込まれたROM等のメモリであ
る。この数値制御発振回路では、発生する信号の周波数
安定度がクロックの安定度に依存するので、クロックの
発生に水晶発振器を用いれば水晶発振器と同等の周波数
安定度を得ることができる。一方、この数値制御発振回
路の周波数可変範囲は、原理的には直流からクロックの
1/2倍まで変化させることができる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来の数値制御発振回路にあっては、発生する信号の処理
過程をデジタルとして扱うため、実際にはクロックの1
/2倍以下の信号しか再生することができないという問
題点があった。ここで、この問題点を詳しく説明する。
図5に示すように、クロックの周波数がfs で、発生す
る信号の周波数がfxである場合、D/Aコンバータ1
4(図6参照)からはfx の周波数成分とfx−fs の
折り返し成分とが出力される。fx の周波数成分のみを
出力するにはローパスフィルタ15で折り返し成分のf
x −fs の周波数成分を除去しなければならない。しか
し、現実的にはローパスフィルタ15の特性をあまり急
峻にはできないので、実際に出力できる周波数は1/2
fs よりも低い周波数となる。したがって、クロックの
周波数fs を2fx よりも十分に高くする必要があり、
発生させる信号の周波数fx が高い場合には数値制御発
振回路を動作させることができない。
【0005】なお、このような問題に対して、ローパス
フィルタ15に代って図7に示すようにバンドパスフィ
ルタ20を用いてfx の周波数成分を取り出す方法もあ
るが、この方法では逆にクロックの周波数fs の1/2
以下の周波数の全てを出力することはできない。また、
図8に示すように数値制御発振回路で半分の周波数の信
号を発生させ、この信号をVCO21を用いたPLL回
路22で2倍の周波数にする方法もあるが、出力できる
周波数範囲がこのVCO21の可変範囲に限られてしま
う。したがって、この方式にあっても発生できる周波数
の範囲が限定されることになる。
【0006】そこで本発明は、直流からクロック付近ま
での周波数範囲で信号を可変させることができる数値制
御発振回路を提供することを目的としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的達成のため、請
求項1記載の発明よる数値制御発振回路は、周波数設定
データに応じた周波数の信号を発振する第1の数値制御
発振手段と、前記第1の数値制御発振手段の出力と略9
0度位相の異なる信号を発振する第2の数値制御発振手
段と、前記第1の数値制御発振手段の出力を矩形波に変
換する第1の波形整形手段と、前記第2の数値制御発振
手段の出力を矩形波に変換する第2の波形整形手段と、
前記第1の波形整形手段の出力と前記第2の波形整形手
段の出力の排他的論理和をとる排他的論理和手段とを備
えたことを特徴とする。また、好ましい態様として例え
ば請求項2記載の発明のように、前記第2の数値制御発
振手段は、余弦波データが記憶された波形データメモリ
を有し、この波形データメモリに記憶された余弦波デー
タに基づいて前記第1の数値制御発振手段の出力と略9
0度位相の異なる信号を発振するものであってもよい。
【0008】請求項3記載の発明による数値制御発振回
路は、周波数設定データに応じた周波数の信号を発振す
る第1及び第2の数値制御発振手段と、前記第1もしく
は第2の数値制御発振手段のいずれか一方の出力の位相
を他方の出力の位相に対して略90度に異ならしめる9
0度移相手段と、前記第1の数値制御発振手段の出力を
矩形波に変換する第1の波形整形手段と、前記第2の数
値制御発振手段の出力を矩形波に変換する第2の波形整
形手段と、前記第1の波形整形手段の出力と前記第2の
波形整形手段の出力の排他的論理和をとる排他的論理和
手段とを備えたことを特徴とする。
【0009】
【作用】本発明では、90度位相の異なる2つの信号を
発生して矩形波に変換した後、これらの排他的論理和を
とる。したがって、第1、第2の数値制御発振手段の各
々の周波数の2倍の周波数の信号が発生するので、直流
からクロック付近までの周波数範囲で信号を可変させる
ことが可能になる。
【0010】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の数値制御発振
回路の実施例について説明する。 (I) 実施例1 図1は本発明に係る数値制御発振回路の実施例1の構成
を示すブロック図である。なお、この図において、前述
した図6、図7又は図8と共通する部分には同一の符号
を付してその説明を省略する。この図において、25、
26の各々は波形整形回路であり、供給された信号を矩
形波に変換する。27は排他的論理和回路であり、波形
整形回路25、26からの矩形波の排他的論理和をと
る。28はROM等のメモリにcosxのデータが記憶
された余弦波ルックアップテーブル(波形データメモ
リ)であり、位相演算器12からの位相データに対応す
る振幅データを出力する。29はD/Aコンバータであ
り、デジタル信号をアナログ信号に変換する。30はロ
ーパスフィルタであり、信号に含まれる高周波成分及び
雑音成分を除去する。
【0011】上記位相演算器12、正弦波ルックアップ
テーブル13、D/Aコンバータ14及びローパスフィ
ルタ15は第1の数値制御発振手段100を構成する。
また、位相演算器12、余弦波ルックアップテーブル2
8、D/Aコンバータ29及びローパスフィルタ30は
第2の数値制御発振手段110を構成する。また、波形
整形回路25は第1の波形整形手段に対応し、波形整形
回路26は第2の数値制御発振手段の出力を矩形波に変
換する第2の波形整形手段に対応する。また、排他的論
理回路27は排他的論理和手段に対応する。
【0012】このような構成の数値制御発振回路におい
て、端子2に数値設定データが供給されると、位相演算
器12からクロック周期毎に数値設定データに対応する
位相データが出力され、その位相データが正弦波ルック
アップテーブル13で振幅データに変換された後、D/
Aコンバータ14でアナログ信号に変換され、その後ロ
ーパスフィルタ15で高周波成分及び雑音が除去され
る。ローパスフィルタ15を通過した正弦波のアナログ
信号は波形整形回路25で矩形波の信号S1に変換され
て排他的論理和回路27に供給される。一方、位相演算
器12からの位相データは、余弦波ルックアップテーブ
ル28にも供給され、この余弦波ルックアップテーブル
28で振幅データに変換された後、D/Aコンバータ2
9でアナログ信号に変換され、その後ローパスフィルタ
30で高周波成分及び雑音が除去される。ローパスフィ
ルタ30を通過した余弦波のアナログ信号は波形整形回
路26で矩形波の信号S2に変換されて排他的論理和回
路27に供給される。
【0013】排他的論理和回路27では波形整形回路2
5からの信号S1と波形整形回路26からの信号S2と
の排他的論理和がとられ、その結果が端子6から出力さ
れる。ここで、図2は波形整形回路25、26の出力と
排他的論理和回路27の出力とを示す波形図であり、こ
の図に示すように、90度位相の異なる信号S1と信号
S2との排他的論理和をとることにより、信号S1、S
2の各々の周波数の2倍の周波数の信号が得られること
が分る。このように実施例1では、90度位相の異なる
2つの信号S1、S2を発生させて、これらの排他的論
理和をとることにより、信号S1、S2の各々の周波数
の2倍の周波数の信号が発生するので、直流からクロッ
ク付近までの周波数範囲で信号を可変させることが可能
になる。更に、クロックを水晶発振器で発生させること
で、周波数可変範囲と安定度を両立させることができ
る。
【0014】(II)実施例2 図3は本発明に係る数値制御発振回路の実施例2の構成
を示すブロック図である。なお、この図において、前述
した図1と共通する部分には同一の符号を付してその説
明を省略する。上記実施例1では、正弦波ルックアップ
テーブル13と余弦波ルックアップテーブル28を用い
た場合について説明したが、三角関数において位相が略
90度異なっていればよいことから正弦波と余弦波には
限定されるものではない。この実施例2は、正弦波ルッ
クアップテーブルを2つ設けると共に、そのうちの一方
に供給する位相演算器12からの位相データを90度変
える90度移相回路を設けたものである。
【0015】この図において、31は正弦波ルックアッ
プテーブル(波形データメモリ)であり、上述した正弦
波ルックアップテーブルと同様にsinxのデータが記
憶されたROM等のメモリである。32は位相演算器1
2からの位相データを90度変更する90度移相回路
(90度移相手段)である。この90度移相回路32
は、位相演算器12からの位相データに+90度相当の
データ又は−90度相当のデータを加算するものであ
る。この90度位相回路32により、正弦波ルックアッ
プテーブル13に供給される位相データに対し、90度
位相の異なる位相データが正弦波ルックアップテーブル
31に供給される。
【0016】この実施例2においても上記実施例1と同
様に、90度位相の異なる2つの信号S1、S2を発生
させて、これらの排他的論理和をとることにより、信号
S1、S2の各々の周波数の2倍の周波数の信号が発生
するので、直流からクロック付近までの周波数範囲で信
号を可変させることが可能になる。更に、クロックを水
晶発振器で発生させることで、周波数可変範囲と安定度
を両立させることができる。なお、上記実施例1及び2
では、三角関数の発生にルックアップテーブル13、2
8及び31を用いたが、これに限定されるものではなく
三角関数演算回路を用いてもよい。
【0017】
【発明の効果】本発明によれば、90度位相の異なる2
つの信号を発生させて、これらの排他的論理和をとるよ
うにしたので、2つの信号の各々の周波数の2倍の周波
数の信号が得られることから、直流からクロック付近ま
での周波数範囲で信号を可変させることができる。更
に、クロックを水晶発振器で発生させることで、周波数
可変範囲と安定度を両立させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る数値制御発振回路の実施例1の構
成を示すブロック図である。
【図2】実施例1の数値制御発振回路の排他的論理和回
路の入出力を示す波形図である。
【図3】本発明に係る数値制御発振回路の実施例2の構
成を示すブロック図である。
【図4】従来のPLL回路の構成を示すブロック図であ
る。
【図5】従来の数値制御発振回路のD/Aコンバータの
出力の周波数成分を示す図である。
【図6】従来の数値制御発振回路の構成を示すブロック
図である。
【図7】従来の数値制御発振回路の構成を示すブロック
図である。
【図8】従来の数値制御発振回路の構成を示すブロック
図である。
【符号の説明】
2、6 端子 12 位相演算器 13、31 正弦波ルックアップテーブル 14、29 D/Aコンバータ 15、30 ローパスフィルタ 25 波形整形回路(第1の波形整形手段) 26 波形整形回路(第2の波形整形手段) 27 排他的論理和回路(排他的論理和手段) 28 余弦波ルックアップテーブル 32 90度移相回路(90度移相手段) 100 第1の数値制御発振手段 110 第2の数値制御発振手段

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 周波数設定データに応じた周波数の信号
    を発振する第1の数値制御発振手段と、 前記第1の数値制御発振手段の出力と略90度位相の異
    なる信号を発振する第2の数値制御発振手段と、 前記第1の数値制御発振手段の出力を矩形波に変換する
    第1の波形整形手段と、 前記第2の数値制御発振手段の出力を矩形波に変換する
    第2の波形整形手段と、 前記第1の波形整形手段の出力と前記第2の波形整形手
    段の出力の排他的論理和をとる排他的論理和手段と、を
    備えたことを特徴とする数値制御発振回路。
  2. 【請求項2】 前記第2の数値制御発振手段は、余弦波
    データが記憶された波形データメモリを有し、この波形
    データメモリに記憶された余弦波データに基づいて前記
    第1の数値制御発振手段の出力と略90度位相の異なる
    信号を発振することを特徴とする請求項1記載の数値制
    御発振回路。
  3. 【請求項3】 周波数設定データに応じた周波数の信号
    を発振する第1及び第2の数値制御発振手段と、 前記第1もしくは第2の数値制御発振手段のいずれか一
    方の出力の位相を他方の出力の位相に対して略90度に
    異ならしめる90度移相手段と、 前記第1の数値制御発振手段の出力を矩形波に変換する
    第1の波形整形手段と、 前記第2の数値制御発振手段の出力を矩形波に変換する
    第2の波形整形手段と、 前記第1の波形整形手段の出力と前記第2の波形整形手
    段の出力の排他的論理和をとる排他的論理和手段と、を
    備えたことを特徴とする数値制御発振回路。
JP7139014A 1995-06-06 1995-06-06 数値制御発振回路 Withdrawn JPH08330848A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005195585A (ja) * 2003-12-23 2005-07-21 Teradyne Inc 信号純度を高めた高分解能シンセサイザ
JP2014241619A (ja) * 2009-06-26 2014-12-25 シントロピー システムズSyntropy Systems サンプリング/量子化変換器
US9621175B2 (en) 2015-02-11 2017-04-11 Syntropy Systems, Llc Sampling/quantization converters
US9680498B2 (en) 2009-06-26 2017-06-13 Syntropy Systems, Llc Sampling/quantization converters

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Effective date: 20020806