[发明专利]频率合成器

说明书

本申请是2007年3月14日提出的申请号为200780011872.6的同名申请的分案申请

技术领域

本发明涉及能够得到所希望的频率的振荡输出的频率合成器。

背景技术

作为一种标准信号发生器，存在应用PLL(Phase Locked Loop：锁相环)的频率合成器。如图12所示，频率合成器利用分频器202将电压控制振荡器201分频至1/N，将其分频输出输入相位比较器203的一个输入端，并利用分频器200将作为基准信号发生器的例如水晶振荡器204的振荡输出分频至1/M，将其分频输出输入相位比较器203的另一个输入端，经过环路滤波器205将比较信号反馈到电压控制振荡器201，由此构成PLL(例如专利文献1)。当PLL锁定时，因为电压控制振荡器201的振荡输出的频率fvco和水晶振荡器204的振荡输出的频率f0为fvco/N＝f0/M的关系，所以fvco＝(N/M)f0。分频器202由可编程计数器构成，能够从外部利用数字数据设定分频比N，因此能够自由地设定频率fvco。

作为频率合成器的应用，例如用作移动站中的站振荡部。即，因为在基站中将规定的频带分配给移动站，所以在移动站一侧，需要生成被分配的频带的振荡输出，因此，需要使站振荡部具有能够调整频率的功能。并且，也被用于无线通信设备的试验用信号源和播放设备等中。

这样，例如在通信领域中应用频率合成器的情况下，为了避免与其它频道的干扰，要求噪声少，又因为电波过密，所以希望能够尽可能精细地设定频率。为了精细地设定频率，使上述分频比N较大即可，但是如果太大，则在环路中发生的延迟变长，噪声变大，实际上N的上限为1000左右。

因此，为了便于说明，例如当设计能够以1Hz单位调整1000MHz左右的频率的频率合成器时，需要使图12的装置多段化。即，当令N的上限为1000时，通过令输入相位比较器的基准信号的频率(M/f0)为1MHz，能够制作能够以1MHz的刻度(精度)设定的1MHz～1000MHz的频率合成器。同样地通过令基准信号的频率为1kHz，制作能够以1kHz的刻度设定的1kHz～1MHz的频率合成器，同样地通过令基准信号的频率为1Hz，制作能够以1Hz的刻度设定的1Hz～1kHz的频率合成器。然后，通过阶段地合成各频率合成器，能够得到能够以1Hz的刻度设定到1000MHz为止的频率合成器。

但是当采用上述方式时，必须针对合成频率的各合成电路组合PLL，存在电路结构复杂，部件数量增多，噪声变多的问题。

于是，本发明者通过采用与现有的频率合成器相比原理完全不同的新结构，开发在宽频带中能够精细地设定频率的新方式的频率合成器，但是考虑到频率的引入范围窄，电压控制振荡部的制品的偏差和温度特性等，存在不能够可靠地进行该引入的问题，为了实用化必须克服这个问题。并且，该频率合成器由模拟电路和数字电路构成，还存在必须抑制数字/模拟变换部内的大量的切换元件的同时切换产生的噪声这样的问题。

专利文献1：日本特开平2004-274673号公报

发明内容

本发明为一种频率合成器，通过采用与现有的频率合成器相比原理完全不同的新结构，在宽频带中能够精细地设定频率，并能够得到低噪声的频率信号，本发明的目的在于提供能够使频率的引入范围较宽的技术，和能够抑制数字/模拟变换部内的大量的切换元件的同时切换产生的噪声的技术。

本发明的频率合成器的特征在于，包括：

振荡输出与被供给的电压对应的频率的频率信号的电压控制振荡部；

按照电压控制振荡部的设定频率将上述频率信号分频为1/N(N为整数)的分频单元；

根据基准时钟信号对与上述电压控制振荡部的输出频率的1/N相当的频率的正弦波信号进行取样，将其取样值作为数字信号输出的模拟/数字变换部；

矢量取出单元，其对于与来自该模拟/数字变换部的输出信号对应的频率信号，利用频率为ω0/2π的正弦波信号的数字信号进行正交检波，取出对以与该频率信号的频率和ω0/2π的频率差相当的频率旋转的矢量进行复数表示时的实数部分和虚数部分；

对上述电压控制振荡部的输出频率成为设定值时的上述矢量的频率进行计算的参数输出部；

取出上述矢量的频率与由上述参数输出部计算出的频率的差分的频率差取出单元；

对与由该频率差取出单元取出的频率差对应的电压信号进行积分，经数字/模拟变换部作为控制电压反馈到上述电压控制振荡部的单元；和