JP2001237709A

Frequency synthesizing device, communication equipment, frequency modulation device and frequency modulation method

Abstract

[Task] Provided is a frequency synthesizer device that realizes an output frequency that is a non-integer multiple of the reference signal frequency and reduces unnecessary spurious emissions.

Solution.The fractional control circuit 5 provided in the frequency synthesizer device provided with the PLL circuit is a multi-order delta sigma modulation circuit that controls the data of the fractional part F of the frequency divider data of the PLL circuit to the variable divider 2. is there. The adder 15 adds the data of the fractional part F and the output data from the multiplier 14 and outputs it to the quantizer 8 via the quadratic integrator 7, and the quantizer 8 quantizes the input data in the quantization step. After being quantized by L, it is output to the multiplier 14 via the feedback circuit 9 and fed back, and the quantized data becomes the data of the controlled fractional part F. The multiplier 14 multiplies the data from the feedback circuit 9 with the quantization step L and outputs the data to the adder 15. The decimal part control circuit 5 periodically changes the data of the decimal part F and sets the frequency of the output signal of VCO1 according to the average data of the period.

JP2001237709A, drawing sheet 1
Sheet 1 of 24

Term

Term ended

Projected expiry passed 12 December 2020, 5.8 years ago.

  1. Priority
  2. Filed
  3. Published
  4. Projected expiry
  5. Today

19 claims: 5 independent, 14 dependent

  1. 1
    【特許請求の範囲】 【請求項1】 入力される制御電圧に対応する周波数を有する出力信号を発生する電圧制御発振器と、 入力される分周数のデータに従って、上記電圧制御発振器からの出力信号を分周して、分周後の信号を出力する可変分周器と、 上記可変分周器からの出力信号と、入力される基準信号との間の位相を比較し、比較結果を示す信号を発生して出力する位相比較器と、 上記位相比較器からの信号を低域通過ろ波して、低域通過ろ波後の信号を上記電圧制御発振器に出力する低域通過フィルタと、 入力される小数部のデータを制御して、制御された小数部のデータを出力する小数部制御回路と、 入力される整数部のデータと、上記小数部制御回路から出力される制御された小数部のデータとを加算して、加算結果のデータを分周数のデータとして上記可変分周器に出力する加算手段とを備えた周波数シンセサイザ装置であって、 上記小数部制御回路は、 入力される小数部のデータを複数n次積分して、複数n次積分後のデータを出力する複数n次積分器と、 上記複数n次積分器から出力されるデータを所定の量子化ステップで量子化し、量子化されたデータを出力する量子化器と、 上記量子化器からのデータを上記入力される小数部のデータとともに上記複数のn次積分器に帰還するフィーバック回路とを備えて構成された複数n次デルタシグマ変調回路であり、 上記小数部制御回路は、上記入力される小数部のデータを周期的に変化して、これによって、当該周期の平均データに従って、上記電圧制御発振器の出力信号の周波数を設定することを特徴とする周波数シンセサイザ装置。
  2. 2
    【請求項2】 上記量子化器は、上記複数n次積分器から出力されるデータを所定の量子化ステップで除算した商の整数部のデータを生成して上記制御された小数部のデータとして出力し、 上記周波数シンセサイザ装置は、 上記フィードバック回路から出力されるデータと、上記量子化ステップとを乗算し、乗算結果のデータを出力する第1の乗算器と、 上記第1の乗算器から出力されるデータと、入力される小数部のデータとを加算し、加算結果のデータを上記複数n次積分器に出力する第1の加算器とをさらに備えたことを特徴とする請求項1記載の周波数シンセサイザ装置。
  3. 3
    【請求項3】 上記小数部制御回路は2進論理回路で構成され、かつ負数を2の補数で示す回路であり、 上記量子化ステップは2の累乗で表され、 上記量子化器は上記量子化されたデータのうち、上記量子化ステップ以上のデータを示す上位ビットのデータを出力し、 上記複数n次積分器は、上記フィーバック回路からの出力データを上位ビットのデータとし、かつ上記入力された小数部のデータを下位ビットのデータとして結合して入力することを特徴とする請求項1又は2記載の周波数シンセサイザ装置。
  4. 4
    【請求項4】 上記基準信号又は上記可変分周器からの出力信号をクロックとして用い、1クロックの遅延をz -1 で示すz変換において、 上記複数n次積分器の伝達関数はz変換で1/(1-z -1 ) n で表され、 上記フィードバック回路の伝達関数はz変換で(1-z -1 ) n -1で表されたことを特徴とする請求項1乃至3のうちのいずれか1つに記載の周波数シンセサイザ装置。
  5. 5
    【請求項5】 上記複数n次積分器は、縦続接続された複数n個の1次積分器を備え、 上記各1次積分器は、第2の加算器と、1クロック遅延回路とを備え、 上記第2の加算器は、上記各1次積分器に入力されるデータと、上記1クロック遅延回路からの出力データとを加算し、加算結果のデータを次段の1次積分器の入力データとして出力し、 上記1クロック遅延回路は、上記第2の加算器からの出力データを1クロックだけ遅延させ、遅延後のデータを上記第2の加算器に出力することを特徴とする請求項1乃至4のうちのいずれか1つに記載の周波数シンセサイザ装置。
  6. 6
    【請求項6】 上記複数n次積分器は、第2の加算器と、1クロックの遅延をz -1 で示すz変換において、1-(1-z -1 ) n で表される伝達関数を有する複合遅延回路とを備え、 上記第2の加算器は、上記複数n次積分器に入力されるデータと、上記複合遅延回路からの出力データとを加算し、加算結果のデータを上記複合遅延回路に出力するとともに、上記複数n次積分器からの出力データとして出力することを特徴とする請求項1乃至4のうちのいずれか1つに記載の周波数シンセサイザ装置。
  7. 7
    【請求項7】 基準信号又は可変分周器からの出力信号をクロックとして用い、1クロックの遅延をz -1 で示すz変換において、 上記複数n次積分器の伝達関数はz変換でz -1 /(1-z -1 ) n で表され、 上記フィードバック回路の伝達関数はz変換で((1-z -1 ) n -1)/z -1 で表されたことを特徴とする請求項1乃至3のうちのいずれか1つに記載の周波数シンセサイザ装置。
  8. 8
    【請求項8】 上記複数n次積分器は、縦続接続された複数n個の1次積分器を備え、 上記各1次積分器は、第2の加算器と、1クロック遅延回路とを備え、 上記第2の加算器は、上記各1次積分器に入力されるデータと、上記1クロック遅延回路からの出力データとを加算し、加算結果のデータを出力し、 上記1クロック遅延回路は、上記第2の加算器からの出力データを1クロックだけ遅延させ、遅延後のデータを出力し、 上記n個の1次積分器のうちのいずれか1つは、当該1次積分器の1クロック遅延回路からの出力データを次段の1次積分器に出力する一方、他の1次積分器は、当該第2の加算器からの出力データを次段の1次積分器に出力することを特徴とする請求項1、2,3又は7記載の周波数シンセサイザ装置。
  9. 9
    【請求項9】 上記複数n個の1次積分器のうち、初段の1次積分器の1クロック遅延回路は第1のクロックで動作し、2段目以降の少なくとも1つの1次積分器の1クロック遅延回路は第2のクロックで動作し、上記第1のクロックと上記第2のクロックの周期は実質的に等しく、立ち上がり又は立下りのタイミングは実質的に異なることを特徴とする請求項8記載の周波数シンセサイザ装置。
  10. 10
    【請求項10】 上記縦続接続された各1次積分器は2進論理回路で構成され、2段目以降の少なくとも1つの1次積分器のビット長は初段の1次積分器のビット長よりも小さくなるように構成されたことを特徴とする請求項5、8又は9記載の周波数シンセサイザ装置。
  11. 11
    【請求項11】 上記複数n次積分器は、第2の加算器と、1クロック遅延回路と、1クロックの遅延をz -1 で示すz変換において、(1-(1-z -1 ) n )/z -1 で表される伝達関数を有する複合遅延回路とを備え、 上記第2の加算器は、上記複数n次積分器に入力されるデータと、上記複合遅延回路からの出力データとを加算し、加算結果のデータを上記1クロック遅延回路を介して上記複合遅延回路に出力するとともに、上記1クロック遅延回路からの出力データを上記複数n次積分器からの出力データとして出力することを特徴とする請求項1、2、3又は7記載の周波数シンセサイザ装置。
  12. 12
    【請求項12】 上記小数部制御回路は、第1のデルタシグマ変調回路と、第2のデルタシグマ変調回路と、1クロック遅延をz -1 で示すz変換において、(1-z -1 ) n で表される伝達関数を有する自然数n次微分回路とを備え、 上記第1のデルタシグマ変調回路は、自然数n次積分器である第1の積分器と、第1の量子化器と、第1のフィードバック回路とを備え、 上記第2のデルタシグマ変調回路は、自然数m次積分器である第2の積分器と、第2の量子化器と、第2のフィードバック回路とを備え、 上記第2のデルタシグマ変調回路の第2の量子化器からの出力データは上記自然数n次微分回路に入力され、 上記小数部制御回路はさらに、 上記第1の量子化器からの出力データと、所定の量子化ステップとを乗算し、乗算結果のデータを出力する第2の乗算器と、 上記第1の積分器からの出力データから、上記第2の乗算器からの出力データを減算し、減算結果のデータを上記第2のデルタシグマ変調回路に出力する第1の減算器と、 上記第1のデルタシグマ変調回路の第1の量子化器からの出力データを、上記自然数n次微分回路からの出力データのタイミングと同期するように遅延させる遅延手段と、 上記遅延手段により遅延された出力データと、上記自然数n次微分回路からの出力データとを加算して、加算結果のデータを当該小数部制御回路からの出力データとして出力する別の加算手段とを備え、 上記小数部制御回路は複数(n+m)次のデルタシグマ変調回路として動作することを特徴とする請求項2乃至11のうちのいずれか1つに記載の周波数シンセサイザ装置。
  13. 13
    【請求項13】 上記第1のデルタシグマ変調回路は第1のクロックで動作し、上記第2のデルタシグマ変調回路は第2のクロックで動作し、上記第1のクロックと上記第2のクロックの周期は実質的に等しく、立ち上がり又は立下りのタイミングは実質的に異なることを特徴とする請求項12記載の周波数シンセサイザ装置。
  14. 14
    【請求項14】 上記第1のクロックは基準信号又は可変分周器の出力の一方から生成され、上記第2のクロックは他方から生成されたことを特徴とする請求項9又は13記載の周波数シンセサイザ装置。
  15. 15
    【請求項15】 上記小数部制御回路は2進論理回路で構成され、上記第2の積分器の出力データにおいて上記第2の量子化器の量子化ステップ未満のデータを示すビット長は、上記第1の積分器の出力データにおいて上記第1の量子化器の量子化ステップ未満のデータを示すビット長よりも短くなるように構成されたことを特徴とする請求項12乃至14のいずれか1つに記載の周波数シンセサイザ装置。
  16. 16
    【請求項16】 上記縦続接続された複数n個の1次積分器の各1クロック遅延回路の出力データのうち、量子化ステップ未満のデータを示すビット数のデータを、順に前段のビット数以下に設定されるように構成したことを特徴とする請求項5又は8記載の周波数シンセサイザ装置。
  17. 17
    【請求項17】 請求項1乃至16のうちのいずれか1つに記載の周波数シンセサイザ装置と、送信回路と、受信回路とを備えた通信装置であって、 上記周波数シンセサイザ装置の出力信号である上記電圧制御発振器の出力信号は上記送信回路及び上記受信回路に局部発振信号として供給され、 上記送信回路は上記局部発振信号の周波数に対応した周波数チャンネルで無線信号の送信を行い、 上記受信回路は上記局部発振信号の周波数に対応した別の周波数チャンネルで別の無線信号の受信を行うことを特徴とする通信装置。
  18. 18
    【請求項18】 請求項1乃至16のうちのいずれか1つに記載の周波数シンセサイザ装置と、 上記入力された小数部のデータと、入力される変調データとを加算し、加算結果のデータを上記小数部制御回路に出力する第3の加算器とを備え、 これによって、上記周波数シンセサイザ装置の電圧制御発振器からの出力信号を、上記変調データに従って周波数変調することを特徴とする周波数変調装置。
  19. 19
    【請求項19】 請求項1乃至16のうちのいずれか1つに記載の周波数シンセサイザ装置を用いた周波数変調方法であって、 上記入力された小数部のデータと、入力される変調データとを加算し、加算結果のデータを上記小数部制御回路に出力するステップを含み、 これによって、上記周波数シンセサイザ装置の電圧制御発振器からの出力信号を、上記変調データに従って周波数変調することを特徴とする周波数変調方法。
Independent claims19