[发明专利]锁相环频率合成器及控制锁相频率合成器的方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于蜂窝电话等移动电话中的高速转换频率的PLL频率合成器(锁相环频率合成器)及控制PLL频率合成器的方法。

背景技术

图1是表示例如披露于日本特许公开公报平6-125270号中的一例现有PLL频率合成器结构的方框图，图中，1是产生具有作为基准频率的基准的频率信号的基准振荡器，2是将电压控制振荡器6的输出分频的分频器，3是相位比较器，对来自基准振荡器1的基准频率信号的相位和从分频器2输出的分频信号的相位进行比较，并输出有与该相位差对应的值的相位差信号，4是电荷泵(Charge Pump)，由相位比较器3输出的相位差信号驱动，输出具有与基准频率信号和分频信号之间的相位差对应的宽度的脉冲信号，5是环路滤波器，使来自电荷泵4的脉冲信号变得平滑，并将其作为控制信号输出给电压控制振荡器6。

下面说明其动作。

利用分频器2把有目标频率的电压控制振荡器6的输出信号按设定的分频率分频，变为分频信号。如果把作为基准振荡器1的输出的基准频率信号和分频信号输入给相位比较器3，那么相位比较器3比较这些信号的相位，把有对应于相位差的值的相位差信号输出给电荷泵4。电荷泵4由相位比较器3输出的相位差信号驱动，把有与基准频率信号和分频信号之间的相位差对应的宽度的脉冲信号输出给环路滤波器5。环路滤波器5使来自电荷泵4的脉冲信号变得平滑，并输出用于控制电压控制振荡器6的控制电压。当环路滤波器5接收到来自电荷泵4的脉冲信号时，环路滤波器5内的电容器便被充电或使存储在电容器中的电荷放电。其结果供给电压控制振荡器6的控制电压发生变生。因此，在来自基准振荡器1的基准频率信号与来自分频器2的分频信号之间存在相位差的情况下，由于电荷泵4输出具有与该相位差对应的宽度的脉冲信号，所以供给电压控制振荡器6的控制电压发生变化，电压控制振荡器6的输出信号的频率也发生变化。继续进行该动作，直至基准频率信号与分频信号之间没有相位差。当没有了相位差时，PLL频率合成器变为同步状态，此时的电压控制振荡器6的输出信号的频率变为等于基准频率信号的频率乘以在分频器2中设定的分频。因此，通过改变在分频器2中设定的分频(整数)，可以按基准频率信号的整数倍的频率设定电压控制振荡器6的输出信号。

由于以往的PLL频率合成器具有上述那样的结构，所以对于使从电荷泵4输出的脉冲信号变得平滑并生成供给电压控制振荡器6的控制电压的环路滤波器5来说，若其平滑作用不够充分，那么就存在电压控制振荡器6的输出信号的相位噪音和在目标频率附近产生的寄生噪音增大的问题。作为解决该问题的措施，可考虑充分增大环路滤波器5的平滑作用，因而必须使环路滤波器5的时间常数增大。但是，一般来说，如果环路滤波器5的时间常数大，那么系统从非同步状态转变成同步状态所需时间就会变长。因此，如果使环路滤波器5的平滑作用充分大，那么在变更分频后使输出信号的频率变化的情况下转变时间会变长。也就是说，使频率转换时的响应变慢。相反地，为了使频率转换响应加快，就必须允许相位噪音和寄生噪音增大。这样，在以往的PLL频率合成器中，相位噪音和寄生噪音的抑制与频率转换响应的高速化呈现交换关系，存在使它们兼容困难的课题。

为了解决上述课题，本发明的目的在于提供在使用时间常数大的环路滤波器抑制相位噪音和寄生噪音的同时，可高速进行频率转换的PLL频率合成器。

发明的公开

本发明权利要求1所述的PLL频率合成器包括：电压检测装置，检测施加给电压控制振荡器的控制电压的当前值；存储装置，预先存储表示在分频器中设定的分频的多个设定值与施加给电压控制振荡器的控制电压的多个设定值的对应关系的表，从表中读出与在分频器中设定的分频对应的控制电压的设定值，并输出该设定值；电压值比较装置，将由电压检测装置检测的控制电压的当前值与从存储装置输出的控制电压的设定值进行比较，输出其比较结果，同时输出对应于该设定值的输出信号；转换装置，显示分频器输出的分频信号的相位与基准频率信号的相位之差，转换相位比较器生成的相位差信号和电压值比较装置的输出信号，并输出给电荷泵；和控制装置，在比较结果显示检测的控制电压的当前值与来自存储装置的控制电压的设定值之差大于预定值的情况下，由电压值比较装置的输出信号驱动电荷泵，在除此之外的情况下，控制转换装置，以便由来自相位比较器的相位差信号驱动电荷泵。