[發明專利]頻率合成器

有效

• 申請號: 201110146684.2
• 申請日: 2007-03-14
• 公開（公告）號: CN102291131A
• 公開（公告）日: 2011-12-21
• 發明（設計）人: 古幡司;鹽原毅;赤池和男;塚本信夫
• 申請（專利權）人: 日本電波工業株式會社
• 主分類號: H03L7/18
• 分類號: H03L7/18;H03L7/107
• 代理公司: 北京尚誠知識產權代理有限公司 11322
• 代理人: 龍淳

本申請是2007年3月14日提出的申請號為200780011872.6的同名申請的分案申請。

技術領域

本發明涉及能夠得到所希望的頻率的振蕩輸出的頻率合成器。

背景技術

作為一種標準信號發生器，存在應用PLL(Phase?Locked?Loop：鎖相環)的頻率合成器。如圖12所示，頻率合成器利用分頻器202將電壓控制振蕩器201分頻至1/N，將其分頻輸出輸入相位比較器203的一個輸入端，并利用分頻器200將作為基準信號發生器的例如水晶振蕩器204的振蕩輸出分頻至1/M，將其分頻輸出輸入相位比較器203的另一個輸入端，經過環路濾波器205將比較信號反饋到電壓控制振蕩器201，由此構成PLL(例如專利文獻1)。當PLL鎖定時，因為電壓控制振蕩器201的振蕩輸出的頻率fvco和水晶振蕩器204的振蕩輸出的頻率f0為fvco/N＝f0/M的關系，所以fvco＝(N/M)f0。分頻器202由可編程計數器構成，能夠從外部利用數字數據設定分頻比N，因此能夠自由地設定頻率fvco。

作為頻率合成器的應用，例如用作移動站中的站振蕩部。即，因為在基站中將規定的頻帶分配給移動站，所以在移動站一側，需要生成被分配的頻帶的振蕩輸出，因此，需要使站振蕩部具有能夠調整頻率的功能。并且，也被用于無線通信設備的試驗用信號源和播放設備等中。

這樣，例如在通信領域中應用頻率合成器的情況下，為了避免與其它頻道的干擾，要求噪聲少，又因為電波過密，所以希望能夠盡可能精細地設定頻率。為了精細地設定頻率，使上述分頻比N較大即可，但是如果太大，則在環路中發生的延遲變長，噪聲變大，實際上N的上限為1000左右。

因此，為了便于說明，例如當設計能夠以1Hz單位調整1000MHz左右的頻率的頻率合成器時，需要使圖12的裝置多段化。即，當令N的上限為1000時，通過令輸入相位比較器的基準信號的頻率(M/f0)為1MHz，能夠制作能夠以1MHz的刻度(精度)設定的1MHz～1000MHz的頻率合成器。同樣地通過令基準信號的頻率為1kHz，制作能夠以1kHz的刻度設定的1kHz～1MHz的頻率合成器，同樣地通過令基準信號的頻率為1Hz，制作能夠以1Hz的刻度設定的1Hz～1kHz的頻率合成器。然后，通過階段地合成各頻率合成器，能夠得到能夠以1Hz的刻度設定到1000MHz為止的頻率合成器。

但是當采用上述方式時，必須針對合成頻率的各合成電路組合PLL，存在電路結構復雜，部件數量增多，噪聲變多的問題。

于是，本發明者通過采用與現有的頻率合成器相比原理完全不同的新結構，開發在寬頻帶中能夠精細地設定頻率的新方式的頻率合成器，但是考慮到頻率的引入范圍窄，電壓控制振蕩部的制品的偏差和溫度特性等，存在不能夠可靠地進行該引入的問題，為了實用化必須克服這個問題。并且，該頻率合成器由模擬電路和數字電路構成，還存在必須抑制數字/模擬變換部內的大量的切換元件的同時切換產生的噪聲這樣的問題。

專利文獻1：日本特開平2004-274673號公報

發明內容

本發明為一種頻率合成器，通過采用與現有的頻率合成器相比原理完全不同的新結構，在寬頻帶中能夠精細地設定頻率，并能夠得到低噪聲的頻率信號，本發明的目的在于提供能夠使頻率的引入范圍較寬的技術，和能夠抑制數字/模擬變換部內的大量的切換元件的同時切換產生的噪聲的技術。

本發明的頻率合成器的特征在于，包括：

振蕩輸出與被供給的電壓對應的頻率的頻率信號的電壓控制振蕩部；

按照電壓控制振蕩部的設定頻率將上述頻率信號分頻為1/N(N為整數)的分頻單元；

根據基準時鐘信號對與上述電壓控制振蕩部的輸出頻率的1/N相當的頻率的正弦波信號進行取樣，將其取樣值作為數字信號輸出的模擬/數字變換部；

矢量取出單元，其對于與來自該模擬/數字變換部的輸出信號對應的頻率信號，利用頻率為ω0/2π的正弦波信號的數字信號進行正交檢波，取出對以與該頻率信號的頻率和ω0/2π的頻率差相當的頻率旋轉的矢量進行復數表示時的實數部分和虛數部分；

對上述電壓控制振蕩部的輸出頻率成為設定值時的上述矢量的頻率進行計算的參數輸出部；

取出上述矢量的頻率與由上述參數輸出部計算出的頻率的差分的頻率差取出單元；

對與由該頻率差取出單元取出的頻率差對應的電壓信號進行積分，經數字/模擬變換部作為控制電壓反饋到上述電壓控制振蕩部的單元；和