JPS5950617A

JPS5950617A - Pll circuit

Info

Publication number: JPS5950617A
Application number: JP57161464A
Authority: JP
Inventors: Koji Akiyama; 秋山　好司
Original assignee: Yaesu Musen Co Ltd
Current assignee: Yaesu Musen Co Ltd
Priority date: 1982-09-16
Filing date: 1982-09-16
Publication date: 1984-03-23
Also published as: JPH0345936B2

Abstract

PURPOSE:To apply a control voltage and a frequency of a reference oscillator for VCO and product detection of a multi-band PLL control to a VCO, by comparing the phase of an output of a programmable frequency divider with a reference oscillation frequency or a divided-frequency. CONSTITUTION:A VFO output for frequency adjustment and a parameter oscillating output of a fixed frequency are mixed at a mixer M2, only a required frequency of sum/difference frequencies passes through a BPF and is given to a mixer M1 in the PLL circuit to control the VCO frequency. The PLL circuit is provided with the 3rd mixer M3 mixing the frequency-divided output of a reference oscillator and a frequency divided from the parameter oscillator. The frequency through the 3rd mixer M3 is applied to a mixer at the post-stage of a receiver or a product detector. Further, the control voltage is applied to the VCO and the frequency of the reference oscillator is supplied for VCO and product detection of the multi-band PLL control.

Description

【発明の詳細な説明】この発明はＶＦＯ（Ｖａｒｉａｂｌｅ　Ｆｒｅｑｕ＠ｎ
ｃｙ　０ｓｃｉ＝１１ａｔｏｒ　）　ｆ：周波数調整源
とする、多バンドＰＬＬ（Ｐｈａｓｅ　Ｌｏｃｋｅｄ　
Ｌｏｏｐ　）制御のＶＣＯ（ＶｏｌｔａｇｅＣｏｎｔｒ
ｏｌｌｅｄ　０ｓｃｉｌｌａｔｏｒ　）と、プロダクト
検波用のＢＦＯ（Ｂｅａｔ　Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ　Ｏｍ
ａｉｌｌａｔｏｒ　）周波数を供給する回路構成を提供
するにある。[Detailed Description of the Invention] This invention is a VFO (Variable Frequency
cy0sci=11ator) f: Multi-band PLL (Phase Locked
Loop) controlled VCO (Voltage Control)
olled 0scillator) and BFO (Beat Frequency Om) for product detection.
(ailer) provides a circuit configuration for supplying the frequency.

本発明について述べる前に従来回路について説明する。Before describing the present invention, a conventional circuit will be explained.

第１図は従来回路例であって、ｖＣＯ→第１のミクサリ
プ四グラマプル分周器→位相比較器→ｖＣＯのループが
ＰＬＬ系を構成し、基準発振器によシ安定化されている
。この回路の周波数を大きく変えるのにはプログラマブ
ル分周器の分周比を変えるが、微細に調整するのにはＶ
ＦＯによっている。ＶＦＯは自励発振器または別のＰＬ
Ｌ制御による周波数連続可変発振器であシ、通常Ｉ　Ｍ
Ｈｚの可変範囲を取る。このＶＦＯは水晶発振器（この
場合はＢＦＯである）と第２のミクサで和／差の周波数
を作シ、所要周波数帯を通すＢＰＦ　（Ｂａｎｄ　Ｐａ
５ｓＦｉｌｔ＠ｒ　）で不要周波数を除去して、所要周
波数を第１のミクサに注入する。これによ、６、ｖｃｏ
はＶＦＯの変化に従ってＩ　ＭＨｚ幅の変化を生ずるこ
とになる。FIG. 1 shows an example of a conventional circuit, in which a loop of vCO→first mixerp quadrature frequency divider→phase comparator→vCO constitutes a PLL system, which is stabilized by a reference oscillator. To greatly change the frequency of this circuit, change the division ratio of the programmable frequency divider, but to finely adjust the frequency,
By FO. VFO is a free oscillator or another PL
Continuously variable frequency oscillator with L control, usually IM
Takes a variable range of Hz. This VFO generates a sum/difference frequency using a crystal oscillator (BFO in this case) and a second mixer, and then generates a BPF (Band Pa) that passes the required frequency band.
5sFilt@r ) to remove unnecessary frequencies and inject the desired frequency into the first mixer. This is 6, vco
will result in a change in I MHz width as the VFO changes.

周波数）を、第３のミクサで第２のミクサの出力と混合
して和／差周波数を作シ、所要周波数帯のＢＰＦ’　ｉ
通して第１のミクサに加えることにより、プログラマブ
ル分周器の作用を補強拡張して、出力１には受信機の第
１局部発振として必要な広周波数帯域のＰＬＬ制御のＶ
ＣＯ発振周波数が得られるものである。出力２はプロダ
クト検波にＢＦＯとして注入する。frequency) is mixed with the output of the second mixer in a third mixer to create the sum/difference frequency, and the BPF' i of the desired frequency band is
By adding it to the first mixer through the programmable frequency divider, the effect of the programmable frequency divider is reinforced and extended, and output 1 has a wide frequency band PLL-controlled V required as the first local oscillation of the receiver.
The CO oscillation frequency can be obtained. Output 2 is injected as BFO to product detection.

ところで、第１図の回路ではＶＦＯから出力１を作るま
でに３個のミクサを必要とする（第２のミクサは使わな
い周波帯もある）。さらにこの回路では出力１は直接に
はＶＣＯの発振によっているので、ミクサにおける不要
周波数の発生は関係ないように見えるが、−８０とか一
１００ｄＢ程度のスプリアスを問題にする場合には、そ
の原因を作るミクサ段は極力減らすことが望ましいこと
は申すまでもない。By the way, the circuit shown in FIG. 1 requires three mixers to produce output 1 from the VFO (there are some frequency bands where the second mixer is not used). Furthermore, in this circuit, output 1 is directly caused by the oscillation of the VCO, so the generation of unnecessary frequencies in the mixer seems to be unrelated, but if you are concerned about spurious signals of -80 or -100 dB, you need to investigate the cause. Needless to say, it is desirable to reduce the number of mixer stages to be created as much as possible.

本発明はＰＬＴ、制御のＶＣＯと、ＶＣＯ出力を周波数
変換してプログラマブル分周器に供給する紀１のミクサ
Ｍ、と、周波数調整を行うＶＦ’Ｏと固定周波数のノ４
ラメータ発振器出力とを混合する第２のミクサＭ２と、
第２のミクサの出力を第１のミクサに供給する回路に設
けたＢＰＦと、前記パラメータ発振器の出力を直接また
はＰＬＬ回路の基準周波数発振器出力へとを混合する第
３のミクサＭ３を通した周波数を通信機の後段部ミクサ
またはプロダクト検波器に供給する回路とよ構成シ、前
記プログラマブル分周器の出力と基準発振器周波数また
はこれを分周した周波数ｆＲとを位相比較しＶＣＯに制
御電圧を供給する位相比較器とよシ成ることを特徴とす
るＰＬＬ回路である。The present invention consists of a PLT, a VCO for control, a mixer M that converts the frequency of the VCO output and supplies it to a programmable frequency divider, a VF'O that performs frequency adjustment, and a fixed frequency node 4.
a second mixer M2 for mixing the output of the ramometer oscillator;
A BPF provided in a circuit that supplies the output of the second mixer to the first mixer, and a third mixer M3 that mixes the output of the parameter oscillator directly or into the reference frequency oscillator output of the PLL circuit. The circuit supplies the signal to the mixer or product detector in the latter part of the communication device, and the circuit compares the phase of the output of the programmable frequency divider with the reference oscillator frequency or the frequency fR obtained by dividing the reference oscillator frequency, and supplies a control voltage to the VCO. This is a PLL circuit characterized by consisting of a phase comparator.

これを第２図の回路例について説明すると、ＰＬＬ発振
回路を構成する部分については特に相違は無いが、周波
数調整用のＶＦＯ出力と固定周波数のノｆラメータ発振
器出力とをミクサＭ２で混合して、和／差周波数のうち
必要な周波数のみをＢＰＦを通してＰＴ、Ｌ回路内のミ
クサＭ１に注入して、Ｖｃｏ周波数を制御している。従
ってＶＦＯから出力１までの間にはＭ２とＭ、の２個の
ミクサが介在するのみであって、これを第１図の回路の
３個に比らべて１個を減じており、その分だけ不要周波
数の混入を減らすことが出来る。その代シ出力２に対し
てはパラメータ発振器の周波数が直接に使用できる場合
は良いが、基準周波数とパラメータ発振器周波数とをミ
クサＭ３で混合した周波数を用いる場合には、ミクサが
１個増加することになる。しかし、出力２は受信機の中
間周波段の後段ミクサあるいはプロダクト検波用の注入
周波数であって、中間周波の信号自体が狭帯域のフィル
タを通過して来ているので、注入周波数に若干の不要周
波数成分が含まれていても問題とはならないものである
。To explain this using the circuit example shown in Figure 2, there is no particular difference in the parts that make up the PLL oscillation circuit, but the VFO output for frequency adjustment and the output of the fixed frequency nof parameter oscillator are mixed by mixer M2. , only the necessary frequencies among the sum/difference frequencies are injected into the mixer M1 in the PT and L circuits through the BPF to control the Vco frequency. Therefore, there are only two mixers, M2 and M, between the VFO and output 1, which is one less than the three mixers in the circuit shown in Figure 1. This can reduce the amount of unnecessary frequencies mixed in. Alternatively, it is fine if the frequency of the parameter oscillator can be used directly for output 2, but if a frequency obtained by mixing the reference frequency and the parameter oscillator frequency with mixer M3 is used, the number of mixers will be increased by one. become. However, output 2 is the injection frequency for the mixer after the intermediate frequency stage of the receiver or for product detection, and since the intermediate frequency signal itself has passed through a narrow band filter, there is some unnecessary noise in the injection frequency. Even if a frequency component is included, it is not a problem.

まだ周波数が一定であるから必要ならばフィルタの適用
も容易である。Since the frequency is still constant, it is easy to apply a filter if necessary.

バンド設定のような大きい周波数変化はプログラマブル
分周器の分周比を変えて行うと前に述べたが、ｖＣＯの
発振周波数が極めて高くなると、分周器の最高動作周波
数の限界による制限を受ける。I mentioned earlier that large frequency changes such as band settings are made by changing the division ratio of the programmable frequency divider, but when the oscillation frequency of vCO becomes extremely high, it is limited by the limit of the maximum operating frequency of the frequency divider. .

またそれ以下であっても、分周比が犬きくなるほどＰＬ
Ｌのループゲインが低下して、制御作用が低下する問題
があるので、広帯域の用途に対しては分周比は数倍程度
の変化範囲におさえ、ミクサＭ１の注入周波数を変える
のが良い。そのため第２図では複数の／４’ラメータ発
振周波数を使用している。プログラマブル分周器の分周
比とパラメータ発振周波数の両方の組合わせにより、広
帯域のＰＬＬ発振を良い状態で行わせることが可能と庁
る。Even if it is less than that, the sharper the division ratio, the higher the PL.
Since there is a problem that the loop gain of L is lowered and the control effect is lowered, for wideband applications, it is better to keep the frequency dividing ratio within a range of several times and change the injection frequency of the mixer M1. Therefore, in FIG. 2, a plurality of /4' rameter oscillation frequencies are used. It is believed that by combining both the frequency division ratio of the programmable frequency divider and the parameter oscillation frequency, it is possible to perform broadband PLL oscillation in good condition.

ｖＣＯも１個では安定にカバー出来ない場合は複数のｖ
ＣＯを用意して、安定動作範囲を使用することは通常行
われている通シである。If the vCO cannot be stably covered by one, use multiple vCOs.
It is common practice to provide a CO and use a stable operating range.

次に本発明回路を広帯域受信機に適用した周波数構成例
を第３図について説明する。Next, an example of a frequency configuration in which the circuit of the present invention is applied to a wideband receiver will be explained with reference to FIG.

受信周波数範囲は短波帯以下全域００〜３０　ＭＨｚで
あシ、中間周波数は受信周波数を避けて４７ＭＨｚに選
んである。従って受信ミクサへの注入局部周波数は４７
〜７７　ＭＨｚとｉる。ＰＬＬ発振回路の周波数はＩ　
ＭＨｚステップで変化するのが都合が良いので位相比較
器はＩ　ＭＨｚの基準周波数で動作する。The receiving frequency range is 00 to 30 MHz throughout the short wave band and below, and the intermediate frequency is selected to be 47 MHz, avoiding the receiving frequency. Therefore, the local frequency injected into the receive mixer is 47
~77 MHz. The frequency of the PLL oscillation circuit is I
The phase comparator operates with a reference frequency of I MHz, as it is convenient to vary in MHz steps.

プログラマブル分周器の最高入力周波数は最新のＣＭｏ
５ＩＣの場合で３０　ＭＦｒｚは不可能なので２０ＭＨ
ｚ以下と設定する。ＶＣＯは４７〜７７　ＭＨｚを１段
でカバーするのは安定度に問題があるので、４７〜６２
　（ＶＣＯ−１）と６２〜７７　ＭＨｚ　ＶＣＯ−２の
２段に分けて切替えている。The maximum input frequency of the programmable frequency divider is the latest CMo
In the case of 5IC, 30 MFrz is impossible, so 20MH
Set it to be less than or equal to z. VCO covers 47 to 77 MHz with one stage because there is a stability problem, so 47 to 62 MHz is required.
(VCO-1) and 62-77 MHz VCO-2.

ＶＣＯ−１に対応して、パラメータ発振器は４７ＭＨｚ
を発振し、ミクサＭ′２でＶＦＯの６〜５ＭＨ７と混合
して、４１〜４２　ＭＦｒｚをＢＰＦ’を通してミクサ
Ｍ／。Corresponding to VCO-1, the parameter oscillator is 47MHz
is oscillated, mixed with 6 to 5 MH7 of VFO in mixer M'2, and 41 to 42 MFrz is passed through BPF' to mixer M/.

に注入し、ｖｃｏ　−１の４７〜６２　ＭＨｚと混合す
ると、６〜２０　ＭＨｚのプログラマブル分周器入力周
波数が得られる。これをＩ　ＭＴ（ｚに分周するための
分周比はＮ＝６〜２０である。When injected and mixed with 47-62 MHz of vco -1, a programmable divider input frequency of 6-20 MHz is obtained. The frequency division ratio for dividing this into IMT(z) is N=6 to 20.

次にＶＣＯ−２に対応して、パラメータ発振器は６２　
ＭＨｚを発振し、ミクサＭ′２でＶＦＯの６〜５ＭＦ（
ｚと混合して、５６〜５７■ｈをＢＰＦを通してミクサ
Ｍ／１に注入し、ＶＣＯ−１の６２〜７７Ｍ′Ｆ（ｚと
混合すると、６〜２０　ＭＨｚのプログラマブル分周器
入力周波数が得られる。これをＩ　ＭＨｚに分周するた
めの分周比はＮ−ｄ〜２０である。Next, corresponding to VCO-2, the parameter oscillator is 62
oscillates at MHz, mixer M'2 generates 6 to 5 MF of VFO (
Mixed with z, 56~57■h is injected through BPF into mixer M/1, and 62~77M'F of VCO-1 (mixed with z gives a programmable divider input frequency of 6~20 MHz. The frequency division ratio for dividing this into I MHz is N-d~20.

上記面状態において分周器入力は共に６〜２０ＭＨｚで
あシ分周比もＮ＝５〜２０と同一であるからプログラマ
ブル分周器の設定はＶＣＯ−１とＶＣＯ−２とで同じこ
とを繰シ返せばよい。逆にいえば、分周器の設定が簡略
化されるようにパラメータ発振器の周波数が設定されて
いるのである。このようにｖＣＯとＢＰＦとパラメータ
発振器は緊密な相互関係で結ばれているので、切替は連
動で行うのが便利である。In the above state, the frequency divider inputs are both 6 to 20 MHz and the frequency division ratio is the same as N = 5 to 20, so the programmable frequency divider settings are the same for VCO-1 and VCO-2. All you have to do is return it. In other words, the frequency of the parameter oscillator is set so that the setting of the frequency divider is simplified. Since the vCO, BPF, and parameter oscillator are thus closely interconnected, it is convenient to switch them in conjunction.

プロダクト検波器の注入周波数は、パラメータ発振器が
４７　Ｍ［（ｚのときは、そのまま利用するが、パラメ
ータ発振器が６２　ＭＨｚのときはミクサＭ３で１５　
ＭＨｚと混合して４７　ＭＨｚを得て、必要ならばフィ
ルタを通して注入する。ミクサＭ３へ注入の１５　ＭＦ
（ｚは基準発振器を１５　ＭＨｚとして利用している。The injection frequency of the product detector is 47 M[(z) when the parameter oscillator is 62 MHz, but when the parameter oscillator is 62 MHz, it is 15 MHz with mixer M3.
MHz to obtain 47 MHz and inject through a filter if necessary. 15 MF injected into mixer M3
(z uses a reference oscillator of 15 MHz.

従って、ＰＬＬ回路のＩ　ＭＨｚ基準周波数は１５　Ｍ
Ｈｚ　Ｔｈ　１５分周することによって得ている。Therefore, the I MHz reference frequency of the PLL circuit is 15 M
It is obtained by dividing the frequency by 15 Hz Th.

以上の第３図における周波数関係は説明を簡略してダブ
ルコンバージ璽ンとすることが多いが、出力２０周波数
も適宜変換して供給すればよいのであって、本特許を構
成する回路部分には何等の変更も必要としないのである
から、本特許の構成と特徴については以上の説明で十分
に理解し得るものである。The frequency relationship in FIG. 3 above is often simplified and described as a double convergence code, but the output 20 frequencies may also be converted and supplied as appropriate, and the circuit portion that constitutes this patent is Since no changes are required, the structure and features of this patent can be fully understood from the above explanation.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第１図は従来のＰＬＬ局部発振回路のブロックダイヤグ
ラム。第２図は本発明のＰＬＬ局部発振回路例のブロッ
クダイヤグラム。第３図は本発明のＰＬＬ局部発振回路
の周波数構成例の説明図である。特許出願人　　八重洲無線株式会社（９）Figure 1 is a block diagram of a conventional PLL local oscillation circuit. FIG. 2 is a block diagram of an example of a PLL local oscillation circuit according to the present invention. FIG. 3 is an explanatory diagram of an example of the frequency configuration of the PLL local oscillation circuit of the present invention. Patent applicant Yaesu Musen Co., Ltd. (9)

Claims

【特許請求の範囲】[Claims]

ＰＬＬ制御のＶＣＯ出力を周波数変換してプログラマブ
ルＸ分周器に供給する第１のミクサと、周波数調整を行
うＶＦＯと固定周波数のパラメータ発振器出力とを混合
する第２のミクサと、第２のミクサの出力を第１のミク
サに供給する回路に設けたＢＰＦと、前記パラメータ発
振器の出力を直接に、またはＰＬＬ回路の基準周波数発
振器出力とを混合する第３のミクサを通した周波数を受
信機の後段部ミクサまたはプロダクト検波器に供給する
回路とよ構成シ、前記プログラマブル分周器の出力と基
準発振周波数またはこれを分周した周波数とを位相比較
し、ＶＣＯに制御電圧を供給する位相比較器とよ構成る
ことを特徴とするＰＬＬ回路。A first mixer that converts the frequency of a PLL-controlled VCO output and supplies it to a programmable The frequency passed through a third mixer that mixes the output of the parameter oscillator directly or the reference frequency oscillator output of the PLL circuit with a BPF provided in a circuit that supplies the output of the parameter oscillator to the first mixer is output to the receiver. The circuit for supplying to the rear-stage mixer or product detector includes a phase comparator that compares the phase of the output of the programmable frequency divider with a reference oscillation frequency or a frequency obtained by dividing the reference oscillation frequency, and supplies a control voltage to the VCO. A PLL circuit characterized by a Toyo configuration.