JP3219984B2 - Phase locked oscillator and communication device - Google Patents
Phase locked oscillator and communication deviceInfo
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Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、外部から入力さ
れた基準発振波に同期した出力波を出力する位相同期発
振器および通信装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a phase-locked oscillator for outputting an output wave synchronized with an externally inputted reference oscillation wave, and a communication device.
【0002】[0002]
【従来の技術】図21は例えば「フリクエンシィ シン
セサイザズ(Frequency Synthesiz
ers),第3版,379頁から380頁,バディム
マナースウィト著(Vadim Manassewi
t),ジョン ウイリィ アンドサンズ社出版(Joh
n Wiley&Sons)」に示された従来の位相同
期発振器を示す構成図であり、図において、1は位相同
期発振器(以下、PLLと言う)である。2は外部から
基準発振波finを入力する入力端子、3はそれら基準
発振波と逓倍器6からの帰還信号波fmとの位相差に応
じた誤差信号を出力する位相比較器、4はその誤差信号
の高周波ノイズを低減するループフィルタ、5はループ
フィルタ4を介した誤差信号に基づいて出力波fout
を出力する電圧制御発振器(以下、VCOと言う)、6
はVCO5の出力波の周波数をN倍する逓倍器、7はV
CO5の出力波を出力する出力端子である。2. Description of the Related Art FIG. 21 shows, for example, "Frequency Synthesizers".
ers), Third Edition, pp. 379-380, Badim
By Manarswitt (Vadim Manassew)
t), John Willy and Sons Publishing (Joh
n Wiley & Sons), wherein 1 is a phase-locked oscillator (hereinafter, referred to as a PLL). 2 is an input terminal for inputting a reference oscillation wave fin from the outside, 3 is a phase comparator for outputting an error signal corresponding to the phase difference between the reference oscillation wave and the feedback signal wave fm from the multiplier 6, and 4 is the error thereof. A loop filter 5 for reducing high-frequency noise of the signal and an output wave fout 5 based on the error signal passed through the loop filter 4
Voltage-controlled oscillator (hereinafter, referred to as VCO) that outputs
Is a multiplier for multiplying the frequency of the output wave of the VCO 5 by N, 7 is V
Output terminal for outputting the output wave of CO5.
【0003】次に動作について説明する。図21におい
て、外部から基準発振波finを入力端子2に入力する
と、出力端子7より周波数がN分の1に分周された出力
波fin/Nが出力される。この動作を具体的に説明す
れば、基準発振波finは、位相比較器3において、V
CO5の出力波foutの逓倍器6でN逓倍された帰還
信号波fmと位相比較される。基準発振波finと帰還
信号波fmとの位相差φに応じた誤差信号Voutが位
相比較器3から出力され、さらに、ループフィルタ4で
増幅され、ろ波した上で周波数制御電圧としてVCO5
に印加される。Next, the operation will be described. In FIG. 21, when a reference oscillation wave fin is input from the outside to the input terminal 2, an output wave fin / N whose frequency is divided by N is output from the output terminal 7. To describe this operation in detail, the reference oscillation wave fin is supplied to the phase comparator 3 by V
The output signal fout of the CO 5 is compared in phase with the feedback signal wave fm multiplied by N by the multiplier 6. An error signal Vout corresponding to the phase difference φ between the reference oscillation wave fin and the feedback signal wave fm is output from the phase comparator 3, further amplified by the loop filter 4, filtered, and subjected to VCO 5 as a frequency control voltage.
Is applied to
【0004】PLL1は基準発振波finと帰還信号波
fmの周波数が一致した場合に同期が安定化する。従っ
て、 fin = fm = N・fout ∵fout= fin/N (1) となる。このように、PLL1から基準発振波finの
1/Nの周波数が出力されPLL1が分周器として動作
することがわかる。The PLL 1 stabilizes synchronization when the frequency of the reference oscillation wave fin coincides with the frequency of the feedback signal wave fm. Therefore, fin = fm = N · fout∵fout = fin / N (1) As described above, it is understood that the frequency of 1 / N of the reference oscillation wave fin is output from the PLL 1 and the PLL 1 operates as a frequency divider.
【0005】また、PLL1を分周器として動作させる
利点は、PLL1が基準発振波finに対しあたかも狭
帯域の帯域通過フィルタとして動作する点にある。一般
に、PLLの開ループ利得をG(s)とすると、図21
のPLL1の入出力端子間の伝達利得H(s)は、 H(s) = G(s)/[N・{1+G(s)}] G(s) = N・Kv・Kp・F(s)/s (2) となる。ここで、KvはVCO5の感度、Kpは位相比
較器3の感度、F(s)はループフィルタ4の利得、s
はs=j ωで角周波数である。An advantage of operating the PLL 1 as a frequency divider is that the PLL 1 operates as a narrow-band band-pass filter with respect to the reference oscillation wave fin. Generally, assuming that the open loop gain of the PLL is G (s), FIG.
The transfer gain H (s) between the input and output terminals of the PLL 1 is as follows: H (s) = G (s) / [N {{1 + G (s)}] G (s) = N · Kv · Kp · F (s) ) / S (2). Here, Kv is the sensitivity of the VCO 5, Kp is the sensitivity of the phase comparator 3, F (s) is the gain of the loop filter 4, s
Is the angular frequency at s = jω.
【0006】式(2)よりPLLの通過特性は図22に
示すようになる。図中、ループ帯域とは|G(s)|=
1となる周波数であり、中心周波数に対し、このループ
帯域が通過帯域となる。従って、図23に示すように、
雑音を含む入力波をPLLに入力すると、その出力波で
は雑音成分が減衰されている。このように、PLL構成
の分周器は単なる分周機能の他、ろ波機能をも有するた
め、例えば、回線雑音が高レベルである衛星通信での、
パイロット信号からの基準周波数再生などに用いられ
る。According to equation (2), the pass characteristic of the PLL is as shown in FIG. In the figure, the loop band is | G (s) | =
This loop band is a pass band with respect to the center frequency. Therefore, as shown in FIG.
When an input wave including noise is input to the PLL, the noise component is attenuated in the output wave. As described above, since the frequency divider having the PLL configuration has not only a simple frequency dividing function but also a filtering function, for example, in satellite communication where the line noise is at a high level,
It is used for reproducing a reference frequency from a pilot signal.
【0007】また、このようなPLL構成の分周器に用
いられる位相比較器としては、図24に示す一般的なダ
イオード平衡ミクサが報告されている。図24におい
て、11は4つのダイオード11a〜11dから成るリ
ングダイオード、12a、12bはバラン、13は入力
端子、14は逓倍器側端子、15は出力端子である。バ
ラン12により入力波finおよび逓倍器6の出力波N
・foutはリングダイオード11に給電される。これ
ら入力波finおよび出力波N・foutはダイオード
11a〜11dの非線形性によりアナログ乗算される。
このアナログ乗算により生じるfinとN・foutと
の混合波|fin−N・fout|は、バラン12で合
成され出力端子15に出力される。一方、finとN・
foutとはバラン12で相殺され、出力端子15には
出力されない。このように、フィルタを用いることな
く、混合波|fin−N・fout|を取り出せるた
め、小形な位相検波器を構成できる利点があり、一般に
良く用いられている。As a phase comparator used in such a frequency divider having a PLL configuration, a general diode balanced mixer shown in FIG. 24 has been reported. In FIG. 24, 11 is a ring diode composed of four diodes 11a to 11d, 12a and 12b are baluns, 13 is an input terminal, 14 is a multiplier side terminal, and 15 is an output terminal. The input wave fin and the output wave N of the multiplier 6 are
Fout is supplied to the ring diode 11. The input wave fin and the output wave N · fout are analog-multiplied by the nonlinearity of the diodes 11a to 11d.
A mixed wave | fin−N · fout | of fin and N · fout | generated by the analog multiplication is synthesized by the balun 12 and output to the output terminal 15. On the other hand, fin and N.
Fout is canceled by the balun 12 and is not output to the output terminal 15. As described above, since the mixed wave | fin−N · fout | can be extracted without using a filter, there is an advantage that a small phase detector can be configured, and it is generally used.
【0008】このような、位相比較器では、「ミキサー
ズ アズ フェイズ ディテクタ(Mixers as
phase detector),第5巻,1978
年WJ社発行」に記載されているように、ダイオード1
1a〜11dの特性が不揃いであると、各ダイオード1
1a〜11dでの整流電流が相殺されず、直流オフセッ
トとなってしまう。これは、図25に示すダイオード1
1a〜11dの直流特性の不一致、あるいはバラン12
a,12bの不平衡によるものである。[0008] In such a phase comparator, "Mixers as phase detector (Mixers as phase detector)" is used.
phase detector), Vol. 5, 1978
Diode 1 as described in
If the characteristics of 1a to 11d are not uniform, each diode 1
The rectified currents in 1a to 11d are not canceled out, resulting in a DC offset. This is the diode 1 shown in FIG.
1a to 11d inconsistency in DC characteristics or balun 12
This is due to the imbalance between a and 12b.
【0009】PLLとして動作させた場合、図26に示
すように、本来の理想的な状態では、ループフィルタの
直流利得が十分高いので、検波電圧Vpcが0V近傍で
あり位相差φが0度近傍である点が動作点となる。しか
し、直流オフセットが存在する位相比較器を用いたPL
Lでは、直流オフセットVdcを相殺するために動作点
が移動する。このとき、位相差φに対する検波電圧Vp
cの微係数で与えられる位相比較器の感度Kpは、位相
差φ=0での感度より低下する。つまり直流オフセット
電圧Vdcの値により位相比較器の動作点および感度K
pが変化し、その結果、PLLの伝達特性G(s)、H
(s)が変化する。When operated as a PLL, as shown in FIG. 26, in the original ideal state, the DC gain of the loop filter is sufficiently high, so that the detection voltage Vpc is around 0 V and the phase difference φ is around 0 degree. Is the operating point. However, PL using a phase comparator with a DC offset
At L, the operating point moves to offset the DC offset Vdc. At this time, the detection voltage Vp for the phase difference φ
The sensitivity Kp of the phase comparator given by the derivative of c is lower than the sensitivity at the phase difference φ = 0. That is, the operating point and the sensitivity K of the phase comparator are determined by the value of the DC offset voltage Vdc.
p changes, and as a result, the transfer characteristics G (s), H of the PLL
(S) changes.
【0010】一般に、この直流オフセット電圧Vdc
は、ミクサのばらつきや、また同じミクサであっても温
度により変化するため、PLLの伝達特性は不安定にな
ってしまう。例えば、図27に示すように、高温時には
整流電流の増加により直流オフセット電圧Vdcが増加
し、そのため検波感度Kpが低下し、式(2)からも明
らかなように伝達特性G(s)が低利得となる。その結
果、高温時には図28に示すようにループ帯域が狭くな
り、雑音の抑制特性が変動してしまう。また、従来の構
成によるPLLでは、図29に示すように逓倍器6の出
力に、スプリアス成分を抑制するフィルタ20が必要と
なり、場合によっては装置が大形化してしまう。Generally, this DC offset voltage Vdc
In this case, the transfer characteristics of the PLL become unstable because the mixer varies depending on the variation of the mixer and the temperature of the same mixer. For example, as shown in FIG. 27, at a high temperature, the DC offset voltage Vdc increases due to an increase in the rectified current, so that the detection sensitivity Kp decreases, and the transfer characteristic G (s) decreases as is clear from the equation (2). Gain. As a result, at high temperatures, the loop band is narrowed as shown in FIG. 28, and the noise suppression characteristics fluctuate. Further, in the PLL having the conventional configuration, as shown in FIG. 29, a filter 20 for suppressing the spurious component is required at the output of the multiplier 6, and the device becomes large in some cases.
【0011】[0011]
【発明が解決しようとする課題】従来の位相同期発振器
は以上のように構成されているので、位相比較器に用い
られているダイオード11a〜11dの特性が不揃いで
あったり、ミクサのばらつきや、温度変化によって直流
オフセット電圧Vdcが変化するため、PLLの伝達特
性は不安定となり、ループ帯域が狭くなり、雑音の抑制
特性が変動するなどの課題があった。また、逓倍器6の
出力に、スプリアス成分を抑制するフィルタ20が必要
となり、場合によっては装置が大形化する課題があっ
た。さらに、逓倍数Nが増えると、逓倍器6の個数が増
加するため装置が大形化し、高価格となる課題があっ
た。Since the conventional phase-locked oscillator is configured as described above, the characteristics of the diodes 11a to 11d used in the phase comparator are not uniform, the variation of the mixer, Since the DC offset voltage Vdc changes due to a temperature change, the transfer characteristics of the PLL become unstable, the loop band becomes narrower, and the noise suppression characteristics fluctuate. In addition, a filter 20 for suppressing spurious components is required at the output of the multiplier 6, and there is a problem that the device becomes large in some cases. Further, when the number of multiplications N increases, the number of the multipliers 6 increases, so that there is a problem that the size of the apparatus becomes large and the price becomes high.
【0012】この発明は上記のような課題を解決するた
めになされたもので、直流オフセット電圧による伝達特
性の変動を抑制すると共に、フィルタおよび逓倍器数を
低減する位相同期発振器を得ることを目的とする。ま
た、この発明は、小形化と共に、雑音特性の変動を抑制
する通信装置を得ることを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-described problems, and has as its object to obtain a phase-locked oscillator that suppresses a change in transfer characteristics due to a DC offset voltage and reduces the number of filters and multipliers. And It is another object of the present invention to provide a communication device that is small in size and suppresses fluctuations in noise characteristics.
【0013】[0013]
【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明に係
る位相同期発振器は、位相比較器として、逆極性の2つ
のダイオードを並列接続したアンチパラレルダイオード
ペアを内蔵した偶高調波ミクサを用いたものである。According to a first aspect of the present invention, there is provided a phase-locked oscillator which uses, as a phase comparator, an even harmonic mixer including an anti-parallel diode pair in which two diodes of opposite polarities are connected in parallel. It was what was.
【0014】請求項2記載の発明に係る位相同期発振器
は、位相比較器として、リングダイオードと平衡・不平
衡変換回路とを内蔵した偶高調波ミクサを用いたもので
ある。A phase-locked oscillator according to a second aspect of the present invention uses an even harmonic mixer including a ring diode and a balanced / unbalanced conversion circuit as a phase comparator.
【0015】請求項3記載の発明に係る位相同期発振器
は、偶高調波ミクサの高周波信号として外部からの基準
発振波を用いると共に、その偶高調波ミクサの局部発振
波として電圧制御発振器からの出力波を用いたものであ
る。The phase-locked oscillator according to a third aspect of the present invention uses an external reference oscillation wave as a high-frequency signal of the even harmonic mixer, and outputs a local oscillation wave of the even harmonic mixer from the voltage controlled oscillator. It uses waves.
【0016】請求項4記載の発明に係る位相同期発振器
は、偶高調波ミクサの高周波信号として電圧制御発振器
からの出力波を用いると共に、その偶高調波ミクサの局
部発振波として外部からの基準発振波を用いたものであ
る。According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a phase locked oscillator which uses an output wave from a voltage controlled oscillator as a high frequency signal of an even harmonic mixer and an external reference oscillation as a local oscillation wave of the even harmonic mixer. It uses waves.
【0017】請求項5記載の発明に係る位相同期発振器
は、電圧制御発振器と偶高調波ミクサとの間に分周器を
接続したものである。According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a phase locked oscillator in which a frequency divider is connected between a voltage controlled oscillator and an even harmonic mixer.
【0018】請求項6記載の発明に係る位相同期発振器
は、電圧制御発振器と偶高調波ミクサとの間に逓倍器を
接続したものである。According to a sixth aspect of the invention, there is provided a phase locked oscillator in which a multiplier is connected between the voltage controlled oscillator and the even harmonic mixer.
【0019】請求項7記載の発明に係る位相同期発振器
は、電圧制御発振器と偶高調波ミクサとの間およびその
偶高調波ミクサの基準発振波の入力側のうち、少なくと
もどちらか一方にリミタを接続したものである。According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a phase locked oscillator, wherein a limiter is provided between at least one of the voltage controlled oscillator and the even harmonic mixer and the input side of the reference oscillation wave of the even harmonic mixer. Connected.
【0020】請求項8記載の発明に係る位相同期発振器
は、電圧制御発振器と偶高調波ミクサとの間およびその
偶高調波ミクサの基準発振波の入力側のうち、少なくと
もどちらか一方にフィルタを接続したものである。The phase-locked oscillator according to the present invention has a filter between at least one of the input between the voltage controlled oscillator and the even harmonic mixer and the input side of the reference oscillation wave of the even harmonic mixer. Connected.
【0021】請求項9記載の発明に係る位相同期発振器
は、偶高調波ミクサの出力側に50オームを越える終端
抵抗を接続したものである。According to a ninth aspect of the present invention, there is provided a phase locked oscillator in which a terminal resistor exceeding 50 ohms is connected to the output side of the even harmonic mixer.
【0022】請求項10記載の発明に係る通信装置は、
請求項1から請求項9のうちのいずれか1項記載の位相
同期発振器の位相比較器に、無線または有線回線の伝送
信号を基準発振波として入力するものである。According to a tenth aspect of the present invention, there is provided a communication device comprising:
A transmission signal of a wireless or wired line is input to a phase comparator of a phase locked oscillator according to any one of claims 1 to 9 as a reference oscillation wave.
【0023】[0023]
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の一形態を
説明する。 実施の形態1.図1において、1は位相同期発振器(以
下、PLLと言う)である。2は外部から基準発振波f
inを入力する入力端子、3はその基準発振波finと
帰還信号波fmとの位相差に応じた誤差信号を出力する
位相比較器であり、この実施の形態では、偶高調波ミク
サを用いている。4はその誤差信号の高周波ノイズを低
減するループフィルタ、5はループフィルタ4を介した
誤差信号に基づいて出力波foutを出力する電圧制御
発振器(以下、VCOと言う)、7はVCO5の出力波
を出力する出力端子である。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described below. Embodiment 1 FIG. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a phase locked oscillator (hereinafter, referred to as a PLL). 2 is the reference oscillation f
The input terminal 3 for inputting in is a phase comparator that outputs an error signal corresponding to the phase difference between the reference oscillation wave fin and the feedback signal wave fm. In this embodiment, an even harmonic mixer is used. I have. Reference numeral 4 denotes a loop filter for reducing high-frequency noise of the error signal, reference numeral 5 denotes a voltage-controlled oscillator (hereinafter, referred to as VCO) that outputs an output wave fout based on the error signal passing through the loop filter 4, and reference numeral 7 denotes an output wave of the VCO 5. Output terminal.
【0024】次に動作について説明する。偶高調波ミク
サ30は、一般には「ハーモニック ミキシング ウイ
ズ アンアンチパラレル ダイオード ペア(Harm
onic mixing with an antip
ararallel diode pair),197
5年 IEEE発行,アイイーイーイー トランス オ
ン マイクロウェブ セオリー アンド テクニックズ
ボル エムティティ−23 ナンバー8 667頁か
ら673頁(IEEE Trans.Microwav
e theoryand techniques,vo
l.MTT−23,No.8,p677〜p673)」
に記載された図2に示す構成である。Next, the operation will be described. The even harmonic mixer 30 is generally referred to as “harmonic mixing with an anti-parallel diode pair (Harm).
onic mixing with an antip
ararrell diode pair), 197
5 years Published by IEEE, IEE Trans on Microweb Theory and Techniques, Vol. 23, No. 8, pp. 667 to 673 (IEEE Trans. Microwav)
e theoryand techniques, vo
l. MTT-23, No. 8, p677 to p673) "
2 is shown in FIG.
【0025】図2において、31は分波回路、32はア
ンチパラレルダイオードペア(以下、APDPと言う)
であり、APDP32は逆極性のダイオード32a、3
2bを並列接続した構成であり、一般には、このAPD
P32に分波回路31を介し高周波信号(以下、RFと
言う)と局部発振波(以下、LOと言う)とを加え、中
間周波信号(以下、IFと言う)を取り出す。この実施
の形態では、このIFの代わりにベースバンド信号(以
下、BBと言う)を取り出す。In FIG. 2, 31 is a demultiplexing circuit, 32 is an anti-parallel diode pair (hereinafter referred to as APDP).
APDP 32 is composed of diodes 32a and 3a having opposite polarities.
2b are connected in parallel. Generally, this APD
A high-frequency signal (hereinafter, referred to as RF) and a local oscillation wave (hereinafter, referred to as LO) are added to P32 via a branching circuit 31, and an intermediate frequency signal (hereinafter, referred to as IF) is extracted. In this embodiment, a baseband signal (hereinafter, referred to as BB) is extracted instead of the IF.
【0026】この偶高調波ミクサ30にLOを加える
と、図3に示すように、半周期ごとにダイオード32
a、32bをオンして電流が流れるため、半周期ごとに
コンダクタンスが高まる動作をする。そのため、LOの
高調波は奇数次、コンダクタンスの高調波は偶数次しか
存在しない。且つこの2つのダイオード32a、32b
のバランスのみで、LOの偶数次、コンダクタンスの奇
数次の高調波は抑制できるため、バランの特性に依存す
る通常の平衡形のミクサと比較し、はるかに高い抑制が
可能である。ちなみにマイクロ波では通常の平衡形のミ
クサでは25dB程度の抑制であるが、偶高調波ミクサ
32では50dBから60dB抑制できる。この偶高調
波ミクサ30の出力周波数foutを式で表すと、When LO is applied to the even harmonic mixer 30, as shown in FIG.
Since a and 32b are turned on and current flows, the conductance increases every half cycle. Therefore, there are only odd-order harmonics of LO and even-order harmonics of conductance. And these two diodes 32a, 32b
Can suppress even-order harmonics of the LO and odd-order harmonics of the conductance, so that much higher suppression can be achieved as compared with a normal balanced mixer that depends on the characteristics of the balun. Incidentally, in the case of a microwave, the suppression is about 25 dB in a normal balanced mixer, but in the even harmonic mixer 32, the suppression is 50 to 60 dB. When the output frequency fout of the even harmonic mixer 30 is expressed by an equation,
【0027】 fout = |m・frf±n・fp| (3) 但し、m、nは整数でかつ|m±n|は奇数 frfはRFの周波数、fpはLOの周波数である。従
って、通常用いる次数では、 fout = |frf−2fp| (4) となる。従って、半分のfpで動作させることができる
ため、引例文献をはじめ大半がマイクロ波、とりわけミ
リ波でのヘテロダイン構成の送受信機に適用されている
構成である。Fout = | m · frf ± n · fp | (3) where m and n are integers and | m ± n | is an odd number frf is the RF frequency and fp is the LO frequency. Therefore, in a normally used order, fout = | frf−2fp | (4) Therefore, since it can be operated at half fp, most of the configurations including the reference literature are applied to a transceiver having a heterodyne configuration in a microwave, especially a millimeter wave.
【0028】このような偶高調波ミクサ30をPLL1
の受信装置に適用した場合の周波数関係を図4に示す。
式(4)からも分かるように、PLL1の位相同期時に
はfout=0となるので、LO(fp)はRF(fr
f)のほぼ半分の周波数となる。つまり、2逓倍器の機
能を兼用しており、逓倍器を1つ不要とし、小形で安価
にすることができる。[0028] Such even harmonic mixer 30 PLL1
FIG. 4 shows a frequency relationship when applied to the receiving device of FIG.
As it can be seen from equation (4), since the fout = 0 at the time of phase synchronization PLL1, LO (fp) is RF (fr
This is almost half the frequency of f). In other words, the function of the doubler is also used, so that one doubler is not required, and it is possible to reduce the size and cost.
【0029】このような偶高調波ミクサ30をPLL1
の位相比較器に適用した場合、偶高調波ミクサ30の直
流オフセットは式(3)でm=0、n=0でm+n=0
であり、これは偶数次とみなせるため強く抑制される。
しかも、先に説明したように通常のミクサと比較して、
20dB以上低減されるため、実用上無視できる値とな
る。そのため、直流オフセットの存在によるPLL1の
変動を抑制することができる。従来、この偶高調波ミク
サ30をPLL1の位相比較器に適用した事例はない。
今回、偶高調波ミクサ30の低直流オフセット特性に着
目し、これをPLL1の位相比較器に適用することによ
り、位相同期ループを安定化できる効果を新たに見いだ
したものである。[0029] Such even harmonic mixer 30 PLL1
, The DC offset of the even harmonic mixer 30 is m = 0 in equation (3), and m + n = 0 in n = 0.
Which is strongly suppressed because it can be regarded as an even order.
Moreover, as described above, compared to a normal mixer,
Since the value is reduced by 20 dB or more, the value becomes practically negligible. Therefore, it is possible to suppress the fluctuation of the PLL 1 due to the presence of the DC offset. Conventionally, there is no case where the even harmonic mixer 30 is applied to the phase comparator of the PLL 1 .
This time, by focusing on the low DC offset characteristic of the even harmonic mixer 30 and applying it to the phase comparator of the PLL 1, a new effect of stabilizing the phase locked loop has been found.
【0030】また、偶高調波ミクサ30の具体的な構成
図を図5と図6に示す。図5において、34は先端開放
スタブ、35は先端短絡スタブ、36はRFチョーク、
37はDCカットである。図において、先端開放スタブ
34および先端短絡スタブ35はLO周波数で4分の1
波長、RF周波数で2分の1波長となり、アンチパラレ
ルダイオードペア32の端子で短絡あるいは開放となる
ため、RFとLOとを分波できる。また、RFとBBと
はRFチョーク36およびDCカット37とで分波する
構成である。FIGS. 5 and 6 show specific configuration diagrams of the even harmonic mixer 30. FIG. In FIG. 5, 34 is an open-end stub, 35 is a short-circuited stub, 36 is an RF choke,
37 is a DC cut. In the figure, the open-end stub 34 and the short-circuit stub 35 are a quarter at the LO frequency.
Since the wavelength and the RF frequency are half the wavelength and are short-circuited or opened at the terminals of the anti-parallel diode pair 32, the RF and the LO can be separated. In addition, the RF and the BB are separated by the RF choke 36 and the DC cut 37.
【0031】図6において、38は集中定数化先端開放
スタブ、39は集中定数化先端短絡スタブである。図6
の偶高調波ミクサは、スタブを集中定数化した回路であ
り、インダクタやキャパシタの値を適当に設定すること
により同様の動作をする。これらのミクサをPLL1の
位相検波器として用いた場合であっても同様の効果を奏
する。In FIG. 6, reference numeral 38 denotes a lumped constant tip open stub, and 39 denotes a lumped constant tip short stub. FIG.
Is a circuit in which stubs are lumped and performs the same operation by appropriately setting values of inductors and capacitors. Similar effects can be obtained even when these mixers are used as the phase detector of PLL1 .
【0032】このように、この実施の形態においては、
位相検波器として、LOの2逓倍波とRFとの混合波を
出力することが可能な偶高調波ミクサを用いることによ
り、LOをRFの1/2とすることが可能となる。従っ
て、2逓倍器を1つ不要にでき、小形で低価格にでき
る。また原理的に奇数次の混合波しか生じないため、0
次成分である直流オフセットのレベルが極端に低く、位
相同期ループの伝達特性の温度などによる変動を回避で
きる。As described above, in this embodiment,
By using an even harmonic mixer capable of outputting a mixed wave of a doubled wave of the LO and RF as the phase detector, the LO can be reduced to の of the RF. Therefore, one doubler can be dispensed with, and the size and the cost can be reduced. Further, since only odd-order mixed waves are generated in principle, 0
The level of the DC offset, which is the next component, is extremely low, and fluctuations in the transfer characteristics of the phase locked loop due to temperature and the like can be avoided.
【0033】実施の形態2.実施の形態1では、アンチ
パラレルダイオードペア32を用いた偶高調波ミクサに
ついて示したが、偶高調波ミクサの構成としては、リン
グダイオードを用いても構成できる。図7はリングダイ
オードを用いた偶高調波ミクサを示す構成図であり、図
において、40は平衡・不平衡変換用バラン(平衡・不
平衡変換回路、180度分配器)、41はリングダイオ
ード、42はRF入力とBB出力の分波回路である。Embodiment 2 FIG. In the first embodiment, the even harmonic mixer using the anti-parallel diode pair 32 has been described, but the even harmonic mixer may be configured using a ring diode. FIG. 7 is a configuration diagram showing an even harmonic mixer using a ring diode. In the figure, reference numeral 40 denotes a balun for balanced / unbalanced conversion (balanced / unbalanced conversion circuit, 180-degree distributor); 41, a ring diode; Reference numeral 42 denotes a branching circuit for RF input and BB output.
【0034】次に動作について説明する。この偶高調波
ミクサでは、LO入力を平衡・不平衡変換用バラン40
で180度分配し、リングダイオード41に加えてい
る。また、RF入力波を分波回路42を介し、LO端子
に対しアイソレーションが得られるリングダイオード4
1の直交する節点43に加える。リングダイオード41
内部で発生するLOの2倍波とRF入力波との混合波
は、節点43と地導体との間に発生し、分波回路42を
介し取り出すことができる。従って、実施の形態1で説
明したアンチパラレルダイオードペアを用いた構成のも
のと同様に動作し、同様の効果を奏する。また、LOと
RFの分波用スタブを用いないため、広い周波数帯域で
動作する偶高調波ミクサが得られると共に、小形化でき
る。従って、PLLとしても広帯域化および小形化でき
る。Next, the operation will be described. In this even harmonic mixer, the LO input is connected to a balun 40 for balanced / unbalanced conversion.
And is added to the ring diode 41. A ring diode 4 that isolates the RF input wave from the LO terminal via the branching circuit 42
1 to the orthogonal node 43. Ring diode 41
The internally generated mixed wave of the second harmonic of the LO and the RF input wave is generated between the node 43 and the ground conductor, and can be extracted through the branching circuit 42. Therefore, it operates in the same manner as the configuration using the anti-parallel diode pair described in the first embodiment, and has the same effect. Further, since the LO and RF demultiplexing stubs are not used, an even harmonic mixer operating in a wide frequency band can be obtained, and the size can be reduced. Therefore, it is possible to increase the bandwidth and the size of the PLL.
【0035】以上の説明では、通常のリングダイオード
41を用いた偶高調波ミクサを示したが、図8に示すよ
うに、アンチパラレルダイオードペア44a〜44dを
リング状に接続したアンチパラレルリングダイオード
(リングダイオード)44であってもよく、同様の効果
を奏する。In the above description, the even harmonic mixer using the ordinary ring diode 41 is shown. However, as shown in FIG. 8, an anti-parallel ring diode in which anti-parallel diode pairs 44a to 44d are connected in a ring shape is used. (Ring diode) 44, and a similar effect is obtained.
【0036】このように、この実施の形態では、リング
ダイオードとバランとからなる偶高調波ミクサを用いる
ことにより、偶高調波ミクサを小形化し、広帯域化でき
る。As described above, in this embodiment, by using the even harmonic mixer composed of the ring diode and the balun, the even harmonic mixer can be reduced in size and can have a wider band.
【0037】実施の形態3. この実施の形態は、図9に示すように、実施の形態1の
偶高調波ミクサ30のLO端子をVCO5に、RF端子
を入力端子2に接続し、そして、VCO5の出力波fo
utの2倍波と入力波finとの差周波成分を偶高調波
ミクサ30から出力する構成である。PLL1として
は、2fout=finとなるよう動作するため、結
局、fout=fin/2となる。従って、PLL1全
体としては分周器としての機能を有するもので、小形化
やPLL1の安定化などについては実施の形態1と同様
の効果を奏する。Embodiment 3 In this embodiment, as shown in FIG. 9, the LO terminal of the even harmonic mixer 30 of the first embodiment is connected to the VCO 5, the RF terminal is connected to the input terminal 2, and the output wave fo of the VCO 5 is connected.
In this configuration, the difference frequency component between the second harmonic of ut and the input wave fin is output from the even harmonic mixer 30. Since the PLL 1 operates so that 2fout = fin, eventually fout = fin / 2. Therefore, the PLL 1 as a whole has a function as a frequency divider, and the same effects as those of the first embodiment can be obtained with respect to miniaturization and stabilization of the PLL 1.
【0038】実施の形態4. この実施の形態は、図10に示すように、実施の形態1
の偶高調波ミクサ30のLO端子を入力端子2に、RF
端子をVCO5に接続して、外部からの入力波finの
2倍波と出力波foutとの差周波成分を偶高調波ミク
サ30から出力する構成である。PLL1としては2f
in=foutとなるよう動作するため、結局、fou
t=2・finとなる。従って、PLL1全体としては
逓倍器としての機能を有するもので、小形化やPLL1
の安定化などについては実施の形態1と同様の効果を奏
する。Embodiment 4 FIG. In this embodiment, as shown in FIG.
The LO terminal of the even harmonic mixer 30 of FIG.
The terminal is connected to the VCO 5, and the difference frequency component between the second harmonic of the external input wave fin and the output wave fout is output from the even harmonic mixer 30. 2f is as PLL1
In order to operate so that in = fout , after all, fou
t = 2 · fin. Therefore, the PLL 1 as a whole has a function as a multiplier, so that the size of the PLL 1 can be reduced.
The same effect as in the first embodiment can be achieved with respect to stabilization and the like.
【0039】実施の形態5. この実施の形態は、図11に示すように、実施の形態1
の偶高調波ミクサ30のLO端子を入力端子2に接続す
ると共に、VCO5と偶高調波ミクサ30のRF端子と
の間に分周器50を接続し、外部からの入力波finの
2倍波と出力波foutのN分周波fout/Nとの差
周波成分を偶高調波ミクサ30から出力する構成であ
る。PLL1としてはfout/N=2finとなるよ
う動作するため、結局、fout=2N・finとな
る。従って、PLL1全体としては逓倍器としての機能
を有するもので、小形化やPLL1の安定化などについ
ては実施の形態1と同様の効果を奏する。また、図11
の偶高調波ミクサ30のLO端子とRF端子を入れ替え
てもよく、fout=N・fin/2となるが、その他
は全く同様の効果を奏する。Embodiment 5 In this embodiment, as shown in FIG.
The LO terminal of the even harmonic mixer 30 is connected to the input terminal 2 and the frequency divider 50 is connected between the VCO 5 and the RF terminal of the even harmonic mixer 30 to obtain a second harmonic of the external input wave fin. And a difference frequency component between the output wave fout and the N-frequency component fout / N is output from the even harmonic mixer 30. Since the PLL 1 operates so that fout / N = 2 fin, eventually fout = 2N · fin. Accordingly, the PLL 1 as a whole has a function as a multiplier, and the same effects as those of the first embodiment can be obtained with respect to miniaturization and stabilization of the PLL 1. FIG.
May be exchanged between the LO terminal and the RF terminal of the even harmonic mixer 30, and fout = N · fin / 2, but the other effects are exactly the same.
【0040】実施の形態6. この実施の形態は、図12に示すように、実施の形態1
の偶高調波ミクサ30のRF端子を入力端子2に接続す
るとともに、VCO5と偶高調波ミクサ30のLO端子
との間に逓倍器51を接続し、外部からの入力波fin
と出力波foutのN逓倍波N・foutの2倍波2N
・fout差周波成分を偶高調波ミクサ30から出力す
る構成である。PLL1としては2N・fout=fi
nとなるよう動作するため、結局、fout=fin/
(2N)となる。従って、PLL1全体としては分周器
としての機能を有するもので、小形化やPLL1の安定
化などについては実施の形態1と同様の効果を奏する。
また、図12の偶高調波ミクサ30のLO端子とRF端
子を入れ替えてもよく、fout=2・fin/Nとな
るが、その他は全く同様の効果を奏する。Embodiment 6 FIG. In this embodiment, as shown in FIG.
The RF terminal of the even harmonic mixer 30 is connected to the input terminal 2 and the multiplier 51 is connected between the VCO 5 and the LO terminal of the even harmonic mixer 30, so that an external input wave fin
And the output wave fout, the doubled wave 2N of the N multiplied wave N · fout
A configuration in which the fout difference frequency component is output from the even harmonic mixer 30; The PLL1 2N · fout = fi
n so that fout = fin /
(2N). Therefore, the PLL 1 as a whole has a function as a frequency divider, and the same effects as those of the first embodiment can be obtained with respect to miniaturization and stabilization of the PLL 1.
Further, the LO terminal and the RF terminal of the even harmonic mixer 30 in FIG. 12 may be exchanged, and fout = 2 · fin / N, but the other effects are exactly the same.
【0041】実施の形態7. 図13に偶高調波ミクサ30の局部発振電力に対する変
換損を示す。通常の基本波ミクサは飽和特性を呈し局部
発振電力に対し安定した変換損が得られるが、偶高調波
ミクサ30は安定しない。これはアンチパラレルダイオ
ードペア32では局部発振電力を高めると、ダイオード
32a、32bの双方がオンされる時間が長くなり、つ
いにはダイオード32a、32bの双方がオンされるた
め、非線形性を失うことによって生じる現象である。そ
のため、温度などで局部発振電力が変動すると、PLL
1の伝達利得が大きく変動する問題がある。また、この
偶高調波ミクサ30へ入力するRFレベルに対し線形に
出力レベルが変化し、やはりPLL1の伝達利得が大き
く変動する。Embodiment 7 FIG. FIG. 13 shows the conversion loss of the even harmonic mixer 30 with respect to the local oscillation power. The ordinary fundamental wave mixer has a saturation characteristic and a stable conversion loss with respect to the local oscillation power is obtained, but the even harmonic mixer 30 is not stable. This is because in the anti-parallel diode pair 32, when the local oscillation power is increased, the time during which both the diodes 32a and 32b are turned on becomes longer, and finally both the diodes 32a and 32b are turned on, so that nonlinearity is lost. It is a phenomenon that occurs. Therefore, if the local oscillation power fluctuates due to temperature, etc., the PLL
1 has a problem that the transmission gain greatly varies. Further, the output level changes linearly with respect to the RF level input to the even harmonic mixer 30, and the transmission gain of the PLL 1 also largely fluctuates.
【0042】そこで、この実施の形態によるPLL1で
は、図14に示すように、偶高調波ミクサ30のRFお
よびLO入力端子の双方にリミタ52a、52bを設
け、偶高調波ミクサ30への入力レベル変動を抑制して
いる。図15にリミタ52a、52bの特性図を示す。
その結果、図16に示すリミタ付き偶高調波ミクサ30
の特性は、入力電力の変動に対しリミタ52a、52b
の効果で安定になる。また、リミタ52a、52bから
は高調波が多数出るため、図17のようにフィルタ53
を設け、高調波を抑制してもよい。また、以上の説明で
は偶高調波ミクサ30のRFおよびLO入力端子の双方
にリミタ52a、52bを設けているが、信号レベルの
変動量によっては、いずれか片方でもよく同様の効果を
奏する。Therefore, in the PLL 1 according to this embodiment, as shown in FIG. 14, limiters 52a and 52b are provided at both the RF and LO input terminals of the even harmonic mixer 30, and the input level to the even harmonic mixer 30 is adjusted. The fluctuation is suppressed. FIG. 15 shows a characteristic diagram of the limiters 52a and 52b.
As a result, the even harmonic mixer 30 with limiter shown in FIG.
The characteristics of are that the limiters 52a, 52b
Stabilizes with the effect of In addition, since many harmonics are emitted from the limiters 52a and 52b, as shown in FIG.
May be provided to suppress harmonics. Further, in the above description, the limiters 52a and 52b are provided at both the RF and LO input terminals of the even harmonic mixer 30. However, depending on the amount of change in the signal level, either one of them may have the same effect.
【0043】実施の形態8. 偶高調波ミクサ30への入力波に不要波が存在すると、
偶高調波ミクサ30で高次の混合が行われるため、場合
によっては帯域内にスプリアスが生じる場合がある。そ
こで、図18に示すPLL1では偶高調波ミクサ30の
RFおよびLO入力端子の双方にフィルタ54を設け、
偶高調波ミクサ30へ入力する不要波を抑制している。
そのため、PLL1としても不要波のレベルを抑制でき
る効果がある。また、以上の説明では偶高調波ミクサ3
0のRFおよびLO入力端子の双方にフィルタ54を設
けているが、入力波の不要波レベルによっては、いずれ
か片方でもよく同様の効果を奏する。Embodiment 8 FIG. If an unnecessary wave is present in the input wave to the even harmonic mixer 30,
Since higher-order mixing is performed in the even harmonic mixer 30, spurious may occur in a band in some cases. Therefore, the filter 54 is provided to both the RF and LO input terminals of the even harmonic mixer 30 in PLL1 shown in FIG. 18,
Unnecessary waves input to the even harmonic mixer 30 are suppressed.
Therefore, the PLL 1 has an effect that the level of the unnecessary wave can be suppressed. In the above description, the even harmonic mixer 3
Although the filter 54 is provided at both the RF input terminal and the LO input terminal of 0, depending on the unnecessary wave level of the input wave, either one of them may have the same effect.
【0044】実施の形態9.一般にミクサ、特にダイオ
ードミクサを検波器として用いる場合、「ミクサーズ
アズ フェーズ ディテクタ(Mixers as p
hase detector),1978年 WJ社発
行,テク−ノート 第5巻,ナンバー1(Tech−n
ote vol.5,no.1)」に記載されているよ
うに50オームの終端抵抗Zoで終端したのち、その端
子電圧Voをベースバンド回路に出力する。Embodiment 9 Generally, when using a mixer, especially a diode mixer, as a detector,
As phase detector (Mixers asp
Hase detector), published in 1978 by WJ, Tech Note Vol. 5, Number 1 (Tech-n
ote vol. 5, no. 1)), the terminal voltage Vo is output to the baseband circuit.
【0045】これは、図24の構成のダイオードミクサ
では各端子が50オームであることを想定して設計され
ているからである。しかし、通常、演算増幅器を利用す
るベースバンド回路では、電力伝送でなく電圧伝送系を
想定しているため、50オームの終端抵抗Zoには整合
以外、意味をなさない。また、偶高調波ミクサ30は通
常のミクサと比較して、2次を用いる理由で変換損が1
dBから3dB程度高い。そこで、この実施の形態によ
るPLLの偶高調波ミクサ30では終端抵抗Zoを50
オームより高いインピーダンスとし、検波電圧Voの向
上をねらっている。This is because the diode mixer having the configuration shown in FIG. 24 is designed on the assumption that each terminal has 50 ohms. However, since a baseband circuit using an operational amplifier usually assumes a voltage transmission system instead of power transmission, it has no meaning other than matching to a 50-ohm termination resistor Zo. In addition, the even harmonic mixer 30 has a conversion loss of 1 due to the use of the second order as compared with a normal mixer.
It is about 3 dB higher than dB. Therefore, in the even harmonic mixer 30 of the PLL according to the present embodiment, the terminating resistance Zo is set to 50
The impedance is set to be higher than ohm, and the detection voltage Vo is intended to be improved.
【0046】図19にこの実施の形態の構成によるPL
L1の回路を示す。図中、55は終端抵抗Zo、56は
バッファ増幅器である。図20に終端抵抗Zoに対する
検波電圧Voを示す。偶高調波ミクサ30の場合、実験
的には200オーム程度まで高めると、電圧が約2倍と
なり、動作上は変換効率が改善された場合と同様の効果
がある。従って、検波感度Kpを高めることができるた
め、PLL1の安定化を図れる効果がある。FIG. 19 shows a PL according to the configuration of this embodiment.
3 shows a circuit of L1 . In the figure, 55 is a termination resistor Zo, and 56 is a buffer amplifier. FIG. 20 shows the detection voltage Vo with respect to the terminating resistor Zo. In the case of the even harmonic mixer 30, when the voltage is experimentally increased to about 200 ohms, the voltage is approximately doubled, and the operation has the same effect as the case where the conversion efficiency is improved. Accordingly, since the detection sensitivity Kp can be increased, there is an effect that the PLL 1 can be stabilized.
【0047】実施の形態10. この実施の形態は、実施の形態1から実施の形態9まで
に示したPLL1を用いた通信装置である。無線ないし
は有線回線の伝送信号、例えば、衛星より送出されるパ
イロット信号を基準信号とし実施例1から実施例9まで
に示したPLL1に入力する。そしてPLL1によりパ
イロット信号に含まれる回線雑音を抑制し、雑音が低レ
ベルの基準クロックを出力することができる。従って、
実施の形態1から実施の形態9までに示したPLL1を
適用しているため、これらの実施の形態と同様、位相同
期の安定化が可能で、小形化、低価格化が図れる効果が
ある。Embodiment 10 FIG. This embodiment is a communication device using the PLL 1 shown in the first to ninth embodiments. A transmission signal of a wireless or wired line, for example, a pilot signal transmitted from a satellite is input to the PLL 1 shown in the first to ninth embodiments as a reference signal. Then, the line noise included in the pilot signal is suppressed by the PLL 1, and a reference clock with low noise level can be output. Therefore,
Since the PLL 1 described in the first to ninth embodiments is applied, the phase synchronization can be stabilized, and the size and the price can be reduced, as in these embodiments.
【0048】[0048]
【発明の効果】以上のように、請求項1記載の発明によ
れば、位相比較器として、逆極性の2つのダイオードを
並列接続したアンチパラレルダイオードペアを内蔵した
偶高調波ミクサを用いるように構成したので、局部発振
波の2逓倍波と信号波との混合波を出力することが可能
な偶高調波ミクサを用いることにより、2逓倍器を1つ
不要にでき、小形で低価格にできる効果がある。また原
理的に奇数次の混合波しか生じないため、0次成分であ
る直流オフセットのレベルが極端に低く、位相同期ルー
プの伝達特性の変動を回避できる効果がある。As described above, according to the first aspect of the present invention, an even harmonic mixer incorporating an anti-parallel diode pair in which two diodes of opposite polarities are connected in parallel is used as the phase comparator. With this configuration, the use of an even harmonic mixer capable of outputting a mixed wave of a doubled wave of a local oscillation wave and a signal wave eliminates the need for one doubler, thereby reducing the size and cost. effective. In addition, since only odd-order mixed waves are generated in principle, the level of the DC offset, which is the zero-order component, is extremely low, and there is an effect that fluctuations in the transfer characteristics of the phase locked loop can be avoided.
【0049】請求項2記載の発明によれば、位相比較器
として、リングダイオードと平衡・不平衡変換回路とを
内蔵した偶高調波ミクサを用いるように構成したので、
偶高調波ミクサを小形化および広帯域化にできる効果が
ある。According to the second aspect of the present invention, an even harmonic mixer incorporating a ring diode and a balanced / unbalanced conversion circuit is used as the phase comparator.
There is an effect that the even harmonic mixer can be miniaturized and widened.
【0050】請求項3記載の発明によれば、偶高調波ミ
クサの高周波信号として外部からの基準発振波を用いる
と共に、その偶高調波ミクサの局部発振波として電圧制
御発振器からの出力波を用いるように構成したので、位
相同期発振器全体で分周器として動作できる効果があ
る。According to the third aspect of the present invention, an external reference oscillation wave is used as a high frequency signal of the even harmonic mixer, and an output wave from the voltage controlled oscillator is used as a local oscillation wave of the even harmonic mixer. With such a configuration, there is an effect that the entire phase-locked oscillator can operate as a frequency divider.
【0051】請求項4記載の発明によれば、偶高調波ミ
クサの高周波信号として電圧制御発振器からの出力波を
用いると共に、その偶高調波ミクサの局部発振波として
外部からの基準発振波を用いるように構成したので、位
相同期発振器全体で逓倍器として動作できる効果があ
る。According to the fourth aspect of the present invention, the output wave from the voltage controlled oscillator is used as the high frequency signal of the even harmonic mixer, and the external reference oscillation wave is used as the local oscillation wave of the even harmonic mixer. With such a configuration, there is an effect that the entire phase-locked oscillator can operate as a multiplier.
【0052】請求項5記載の発明によれば、電圧制御発
振器と偶高調波ミクサとの間に分周器を接続するように
構成したので、位相同期発振器全体で逓倍器として動作
する効果がある。According to the fifth aspect of the present invention, since the frequency divider is connected between the voltage controlled oscillator and the even harmonic mixer, there is an effect that the entire phase locked oscillator operates as a multiplier. .
【0053】請求項6記載の発明によれば、電圧制御発
振器と偶高調波ミクサとの間に逓倍器を接続するように
構成したので、位相同期発振器全体で分周器として動作
する効果がある。According to the sixth aspect of the present invention, since the multiplier is connected between the voltage controlled oscillator and the even harmonic mixer, there is an effect that the entire phase locked oscillator operates as a frequency divider. .
【0054】請求項7記載の発明によれば、電圧制御発
振器と偶高調波ミクサとの間およびその偶高調波ミクサ
の基準発振波の入力側のうち、少なくともどちらか一方
にリミタを接続するように構成したので、偶高調波ミク
サの入力波のレベルの変動に伴う位相同期発振器の伝達
特性の変動を抑制する効果がある。According to the seventh aspect of the present invention, a limiter is connected between at least one of the voltage controlled oscillator and the even harmonic mixer and / or the input side of the reference oscillation wave of the even harmonic mixer. Thus, there is an effect of suppressing a change in the transfer characteristic of the phase locked oscillator due to a change in the level of the input wave of the even harmonic mixer.
【0055】請求項8記載の発明によれば、電圧制御発
振器と偶高調波ミクサとの間およびその偶高調波ミクサ
の基準発振波の入力側のうち、少なくともどちらか一方
にフィルタを接続するように構成したので、偶高調波ミ
クサでの不要波の発生を抑制する効果がある。According to the eighth aspect of the present invention, a filter is connected between at least one of the voltage controlled oscillator and the even harmonic mixer and / or the input side of the reference oscillation wave of the even harmonic mixer. , There is an effect of suppressing generation of unnecessary waves in the even harmonic mixer.
【0056】請求項9記載の発明によれば、偶高調波ミ
クサの出力側に50オームを越える終端抵抗を接続する
ように構成したので、検波感度を高めると共に、位相同
期の安定度を高め、雑音を抑制する効果がある。According to the ninth aspect of the present invention, since a terminating resistor exceeding 50 ohms is connected to the output side of the even harmonic mixer, the detection sensitivity is increased, and the stability of the phase synchronization is increased. It has the effect of suppressing noise.
【0057】請求項10記載の発明によれば、請求項1
から請求項9のうちのいずれか1項記載の位相同期発振
器の位相比較器に、無線または有線回線の伝送信号を基
準発振波として入力するように構成したので、装置を小
形化でき、また、温度などの変動による雑音特性の変動
を抑制する効果がある。According to the tenth aspect, the first aspect is provided.
To the phase comparator of the phase-locked oscillator according to any one of claims 9 to 10, wherein a transmission signal of a wireless or wired line is inputted as a reference oscillation wave, so that the device can be downsized. This has the effect of suppressing fluctuations in noise characteristics due to fluctuations in temperature and the like.
【図1】 この発明の実施の形態1による位相同期発振
器を示す構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram showing a phase locked oscillator according to a first embodiment of the present invention.
【図2】 この発明の実施の形態1による位相同期発振
器に用いる偶高調波ミクサを示す構成図である。FIG. 2 is a configuration diagram showing an even harmonic mixer used in the phase locked oscillator according to the first embodiment of the present invention.
【図3】 アンチパラレルダイオードペアの電流とコン
ダクタンスの特性図である。FIG. 3 is a characteristic diagram of current and conductance of an anti-parallel diode pair.
【図4】 位相同期発振器の周波数関係を示す特性図で
ある。FIG. 4 is a characteristic diagram showing a frequency relationship of a phase locked oscillator.
【図5】 この発明の実施の形態1による位相同期発振
器に用いる偶高調波ミクサを具体的に示す構成図であ
る。FIG. 5 is a configuration diagram specifically showing an even harmonic mixer used in the phase locked oscillator according to the first embodiment of the present invention;
【図6】 この発明の実施の形態1による位相同期発振
器に用いる偶高調波ミクサを具体的に示す構成図であ
る。FIG. 6 is a configuration diagram specifically showing an even harmonic mixer used in the phase locked oscillator according to the first embodiment of the present invention;
【図7】 この発明の実施の形態2による位相同期発振
器に用いる偶高調波ミクサを示す構成図である。FIG. 7 is a configuration diagram showing an even harmonic mixer used in a phase locked oscillator according to a second embodiment of the present invention.
【図8】 この発明の実施の形態2による位相同期発振
器に用いる偶高調波ミクサを示す構成図である。FIG. 8 is a configuration diagram showing an even harmonic mixer used in a phase locked oscillator according to a second embodiment of the present invention.
【図9】 この発明の実施の形態3による位相同期発振
器を示す構成図である。FIG. 9 is a configuration diagram showing a phase locked oscillator according to a third embodiment of the present invention.
【図10】 この発明の実施の形態4による位相同期発
振器を示す構成図である。FIG. 10 is a configuration diagram showing a phase locked oscillator according to a fourth embodiment of the present invention.
【図11】 この発明の実施の形態5による位相同期発
振器を示す構成図である。FIG. 11 is a configuration diagram showing a phase locked oscillator according to a fifth embodiment of the present invention.
【図12】 この発明の実施の形態6による位相同期発
振器を示す構成図である。FIG. 12 is a configuration diagram showing a phase locked oscillator according to a sixth embodiment of the present invention.
【図13】 局部発振電力に対する偶高調波ミクサの変
換損の説明図である。FIG. 13 is an explanatory diagram of conversion loss of the even harmonic mixer with respect to local oscillation power.
【図14】 この発明の実施の形態7による位相同期発
振器を示す構成図である。FIG. 14 is a configuration diagram showing a phase locked oscillator according to a seventh embodiment of the present invention.
【図15】 リミタの特性図である。FIG. 15 is a characteristic diagram of a limiter.
【図16】 リミタ付き偶高調波ミクサの特性図であ
る。FIG. 16 is a characteristic diagram of an even harmonic mixer with a limiter.
【図17】 リミタ出力のスペクトラムの特性図であ
る。FIG. 17 is a characteristic diagram of a spectrum of a limiter output.
【図18】 この発明の実施の形態8による位相同期発
振器を示す構成図である。FIG. 18 is a configuration diagram showing a phase locked oscillator according to an eighth embodiment of the present invention.
【図19】 この発明の実施の形態9による位相同期発
振器の偶高調波ミクサの出力回路の構成図である。FIG. 19 is a configuration diagram of an output circuit of an even harmonic mixer of a phase locked oscillator according to a ninth embodiment of the present invention.
【図20】 終端抵抗に対する検波電圧の特性図であ
る。FIG. 20 is a characteristic diagram of a detection voltage with respect to a terminating resistor.
【図21】 従来の位相同期発振器を示す構成図であ
る。FIG. 21 is a configuration diagram showing a conventional phase locked oscillator.
【図22】 従来の位相同期発振器の伝達特性の特性図
である。FIG. 22 is a characteristic diagram of transfer characteristics of a conventional phase locked oscillator.
【図23】 従来の位相同期発振器の出力スペクトラム
の特性図である。FIG. 23 is a characteristic diagram of an output spectrum of a conventional phase locked oscillator.
【図24】 従来の位相同期発振器に用いられる位相比
較器を示す構成図である。FIG. 24 is a configuration diagram showing a phase comparator used in a conventional phase locked oscillator.
【図25】 ダイオードの静特性の特性図である。FIG. 25 is a characteristic diagram of a static characteristic of the diode.
【図26】 直流オフセットの影響を説明する説明図で
ある。FIG. 26 is an explanatory diagram for explaining an influence of a DC offset.
【図27】 温度による位相同期発振器の伝達特性への
影響を説明する特性図である。FIG. 27 is a characteristic diagram illustrating the effect of temperature on transfer characteristics of a phase-locked oscillator.
【図28】 温度による位相同期発振器の伝達特性への
影響を説明する特性図である。FIG. 28 is a characteristic diagram illustrating the effect of temperature on transfer characteristics of a phase-locked oscillator.
【図29】 従来の位相同期発振器を示す構成図であ
る。FIG. 29 is a configuration diagram showing a conventional phase locked oscillator.
1 位相同期発振器、5 電圧制御発振器、30 偶高
調波ミクサ、32 アンチパラレルダイオードペア、3
2a,32b ダイオード、40 平衡・不平衡変換用
バラン(平衡・不平衡変換回路)、41 リングダイオ
ード、44 アンチパラレルリングダイオード(リング
ダイオード)、50 分周器、51 逓倍器、52a,
52b リミタ、54 フィルタ、55 終端抵抗。1 phase locked oscillator, 5 voltage controlled oscillator, 30 even harmonic mixer, 32 anti-parallel diode pair, 3
2a, 32b Diode, 40 Balun for balanced / unbalanced conversion (balanced / unbalanced conversion circuit), 41 Ring diode, 44 Antiparallel ring diode (ring diode), 50 divider, 51 multiplier, 52a,
52b Limiter, 54 Filter, 55 Terminator.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 下沢 充弘 東京都千代田区丸の内二丁目2番3号 三菱電機株式会社内 (72)発明者 山中 重雄 東京都千代田区丸の内二丁目2番3号 三菱電機株式会社内 (56)参考文献 特開 昭57−185707(JP,A) 特開 昭59−91731(JP,A) 特開 昭51−60408(JP,A) 特開 昭49−70664(JP,A) 実開 平2−141110(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H03L 7/00 - 7/18 H03D 7/00 - 7/02 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Mitsuhiro Shimozawa 2-3-2 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Inside Mitsubishi Electric Corporation (72) Inventor Shigeo Yamanaka 2-3-2 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Mitsubishi Electric (56) References JP-A-57-185707 (JP, A) JP-A-59-91731 (JP, A) JP-A-51-60408 (JP, A) JP-A-49-70664 (JP, A) A) Hikaru 2-141110 (JP, U) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) H03L 7/ 00-7/18 H03D 7/ 00-7/02
Claims (10)
器と、出力波を出力する電圧制御発振器とを備え、その
基準発振波と前記電圧制御発振器からの帰還信号波との
位相差に応じた誤差信号を前記位相比較器から出力し、
その誤差信号に基づいて前記基準発振波に同期した出力
波を前記電圧制御発振器から出力する位相同期発振器に
おいて、前記位相比較器は、逆極性の2つのダイオード
を並列接続したアンチパラレルダイオードペアを内蔵し
た偶高調波ミクサを用いたことを特徴とする位相同期発
振器。1. A phase comparator for externally inputting a reference oscillation wave, and a voltage controlled oscillator for outputting an output wave, wherein a phase difference between the reference oscillation wave and a feedback signal wave from the voltage controlled oscillator is provided. The error signal output from the phase comparator,
In the phase-locked oscillator that outputs an output wave synchronized with the reference oscillation wave from the voltage-controlled oscillator based on the error signal, the phase comparator includes an anti-parallel diode pair in which two diodes of opposite polarities are connected in parallel. A phase-locked oscillator using a mixed even harmonic mixer.
器と、出力波を出力する電圧制御発振器とを備え、その
基準発振波と前記電圧制御発振器からの帰還信号波との
位相差に応じた誤差信号を前記位相比較器から出力し、
その誤差信号に基づいて前記基準発振波に同期した出力
波を前記電圧制御発振器から出力する位相同期発振器に
おいて、前記位相比較器は、リングダイオードと平衡・
不平衡変換回路とを内蔵した偶高調波ミクサを用いたこ
とを特徴とする位相同期発振器。2. A phase comparator for externally inputting a reference oscillation wave, and a voltage-controlled oscillator for outputting an output wave, wherein a phase difference between the reference oscillation wave and a feedback signal wave from the voltage-controlled oscillator is provided. The error signal output from the phase comparator,
In the phase-locked oscillator that outputs an output wave synchronized with the reference oscillation wave from the voltage-controlled oscillator based on the error signal, the phase comparator includes a ring diode and a balanced diode.
A phase-locked oscillator using an even harmonic mixer incorporating an unbalanced conversion circuit.
からの基準発振波を用いると共に、その偶高調波ミクサ
の局部発振波として電圧制御発振器からの出力波を用い
たことを特徴とする請求項1または請求項2記載の位相
同期発振器。3. The method according to claim 1, wherein an external reference oscillation wave is used as a high-frequency signal of the even harmonic mixer, and an output wave from a voltage controlled oscillator is used as a local oscillation wave of the even harmonic mixer. The phase-locked oscillator according to claim 1 or claim 2.
制御発振器からの出力波を用いると共に、その偶高調波
ミクサの局部発振波として外部からの基準発振波を用い
たことを特徴とする請求項1または請求項2記載の位相
同期発振器。4. The method according to claim 1, wherein an output wave from a voltage controlled oscillator is used as a high frequency signal of the even harmonic mixer, and an external reference oscillation wave is used as a local oscillation wave of the even harmonic mixer. The phase-locked oscillator according to claim 1 or claim 2.
に分周器を接続したことを特徴とする請求項1から請求
項4のうちのいずれか1項記載の位相同期発振器。5. The phase locked oscillator according to claim 1, wherein a frequency divider is connected between the voltage controlled oscillator and the even harmonic mixer.
に逓倍器を接続したことを特徴とする請求項1から請求
項4のうちのいずれか1項記載の位相同期発振器。6. The phase locked oscillator according to claim 1, wherein a multiplier is connected between the voltage controlled oscillator and the even harmonic mixer.
およびその偶高調波ミクサの基準発振波の入力側のう
ち、少なくともどちらか一方にリミタを接続したことを
特徴とする請求項1から請求項6のうちのいずれか1項
記載の位相同期発振器。7. A limiter is connected between at least one of a voltage controlled oscillator and an even harmonic mixer and at least one of an input side of a reference oscillation wave of the even harmonic mixer. The phase-locked oscillator according to claim 6.
およびその偶高調波ミクサの基準発振波の入力側のう
ち、少なくともどちらか一方にフィルタを接続したこと
を特徴とする請求項1から請求項7のうちのいずれか1
項記載の位相同期発振器。8. A filter is connected between at least one of the voltage controlled oscillator and the even harmonic mixer and at least one of the input side of the reference oscillation wave of the even harmonic mixer. Any one of claims 7
The phase-locked oscillator described in the paragraph.
越える終端抵抗を接続したことを特徴とする請求項1か
ら請求項8のうちのいずれか1項記載の位相同期発振
器。9. The phase-locked oscillator according to claim 1, wherein a terminal resistance exceeding 50 ohms is connected to the output side of the even harmonic mixer.
か1項記載の位相同期発振器の位相比較器に、無線また
は有線回線の伝送信号を基準発振波として入力すること
を特徴とする通信装置。10. A communication characterized in that a transmission signal of a wireless or wired line is input as a reference oscillation wave to the phase comparator of the phase-locked oscillator according to any one of claims 1 to 9. apparatus.
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|---|---|---|---|
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