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JP4133630B2 - Frequency synthesizer, tuner and receiver - Google Patents
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JP4133630B2 - Frequency synthesizer, tuner and receiver - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、地上デジタルテレビ放送受信端末に使用される周波数シンセサイザ、チューナおよび受信機に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、地上デジタルテレビ放送の伝送路符号化方式および運用ガイドラインについては、例えば、社団法人電波産業会(ARIB:Association of Radio and Businesses)から発行された標準規格書であるARIB STD−B31 1.1版(平成13年5月31日作成、平成13年11月15日1.1改定)の項10ないし15、項70および項71に示されている。
【0003】
地上デジタルテレビ放送の周波数は、図9に示す構成となっている。地上デジタルテレビ放送は、UHF帯の13チャンネルから62チャンネルの50個のチャンネルで放送が行われる。1つのチャンネルの帯域幅は、6MHzである。この帯域内の下部5/14MHzと上部1/14MHzとを除いた6−5/14−1/14=6×13/14MHz(約5.6MHz)を13個のセグメントに分割し、1セグメント(6/14MHz=約430KHz)を単位として変調方式を変えられるようになっている。ここで、UHF帯の13+Nチャンネル(Nは0から49までの整数)の帯域に含まれる13個のセグメントの中心、すなわち中央の1セグメントの中心は、6N+473+1/7MHzとなる。
【0004】
13個のセグメントの使用方法としては、13個のセグメントの中央の1セグメントを携帯端末向けの放送に使用し、残りの12セグメントを固定端末向けの放送に使用することが考えられている。携帯端末向けの放送は、データ転送レートが低い一方、所要C/Nが低く、受信状況が悪くても受信しやすいQPSK(Quaternary Phase Shift Keying)変調方式が採用されている。これによって、移動中でも地上デジタルテレビ放送の受信が容易になるので、地上デジタルテレビ放送の1セグメント受信用チューナが内蔵された携帯電話やPDA(Personal Digital Assistance)等の携帯端末が広く普及することが期待されている。
【0005】
このような1セグメント受信用チューナを通常の方法で設計すると、中間周波数(IF:Intermediate Frequency)は57MHzになる。しかし、このような中間周波数を選んだ場合、チューナの後段のOFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)復調器におけるデジタル処理のために設けられたアナログ−デジタル変換器で用いるサンプリング周波数が高くなるので、消費電力が増大するという問題がある。
【0006】
また、このような1セグメント受信用チューナとして、現在では公知ではないが、以下のように構成することが想定される。
【0007】
13セグメントの帯域が6×13/14MHzであるのに対し、1セグメントの帯域は6/14MHz=約430KHzであるので、1セグメント受信用チューナの中間周波数を低く設定することが可能である。具体的には、地上デジタルテレビ放送の復調時のFFT(Fast Fourier Transform)サンプル周波数が512/63MHzと定められていることから、その1/16、1/8、1/4または1/2である32/63MHz、64/63MHz、128/63MHzまたは256/63MHzを所定の中間周波数と設定するのが妥当であると考えられる。
【0008】
中間周波数が32/63MHzの場合、セグメントの中心周波数が6N+473+1/7MHz(Nは0から49までの整数)であることにより、チューナに用いられる周波数シンセサイザの既定発振周波数は6N+473+1/7+32/63MHzまたは6N+473+1/7−32/63MHzとなる。
【0009】
なお、地上デジタル放送に使用されるUHF帯の最低チャンネルであるUHF13チャンネルの中心周波数は、図9に示すように473+1/7MHzである。
【0010】
ところが、このような発振周波数を持つ周波数シンセサイザにおいては、以下のような問題がある。
【0011】
周波数シンセサイザにおいては、所望の発振周波数よりはずれた周波数成分、すなわち位相雑音が問題となるが、周波数シンセサイザを構成するループフィルタのループ帯域内では位相雑音が抑圧される。ループ帯域の上限は、基準周波数の1/10程度になるように設定される。
【0012】
しかしながら、発振周波数が6N+473+1/7+32/63MHzまたは6N+473+1/7−32/63MHzである場合には、基準周波数が、例えば、1/7+32/63=41/63MHzまたは1+1/7−32/63=40/63の整数分の一(1/41または1/40)である1/63MHzと低く設定される。この場合、ループ帯域の上限が1/640MHz程度(約1.6KHz)と低くなり、ループフィルタでの位相雑音の抑圧が困難になる。
【0013】
また、基準周波数が低いと周波数シンセサイザを構成する可変分周器の分周数が大きくなるので、回路規模が大きくなり、消費電力が大きくなる。また、分周数が大きい為、発振周波数に対して位相比較する頻度が少なくなり位相雑音が発生しやすくなる。
【0014】
所定の中間周波数64/63MHz、128/63MHzまたは256/636MHzの場合も、基準周波数が1/63MHzと低く設定されると、同様の問題がある。
【0015】
基準周波数を高く設定する技術としては、例えば特許文献1に開示された位相同期ループ回路が挙げられる。この文献には、複数の整数の分周比が可変の可変分周器を用いて複数の整数の分周比を切り替えることにより、平均的の分周比として整数値+分数値を得て、基準周波数を高くすることが開示されている。
【0016】
【特許文献1】
特開2002―16494(公開日:平成14年1月18日)
【0017】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の位相同期ループ回路では、分周比を切り替えるための回路が複雑であるので、部品点数が多くなるだけでなく、消費電力も大きくなる。また、同位相同期ループ回路では、分周器の切り替えにメモリとCPUとを用いたCPU制御が必要であること、およびメモリのアクセススピードが低いために高い周波数でメモリへのアクセスが間に合わない可能性のあることが問題である。
【0018】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであって、地上デジタルテレビ放送のような帯域割当の放送システムにおいて、基準周波数が高く、位相雑音の抑圧が容易であり、回路規模および消費電力が小さい周波数シンセサイザ、チューナおよび受信機を提供することを目的としている。
【0019】
【課題を解決するための手段】
本発明の周波数シンセサイザは、第1の基準周波数と出力周波数の整数分の一の周波数とを一致させるように制御する位相同期ループを備えた周波数シンセサイザにおいて、上記の課題を解決するために、所定周波数の基準信号を発生する水晶発振器と、前記第1の基準周波数が、周波数シンセサイザの前記出力周波数を所定周波数オフセットさせた周波数の整数分の1となるように設定され、第2の基準周波数に基づいて固定周波数を有する固定周波数信号を出力する副位相同期ループと、前記位相同期ループ内で前記出力周波数と前記固定周波数とを混合する混合部とを備え、前記位相同期ループは、基準信号の所定周波数を固定の分周比で分周することにより前記第1の基準周波数を発生する第1の固定分周器を有し、前記副位相同期ループは、基準信号の所定周波数を固定の分周比で分周することにより前記第2の基準周波数を発生する第2の固定分周器を有していることを特徴としている。
【0020】
上記の周波数シンセサイザにおいて、位相同期ループは、例えば、基準周波数信号と可変分周器から出力される分周信号との位相差を出力する位相比較器と、この位相比較器の出力に基づいて制御電圧を発生する制御電圧発生部と、その制御電圧に基づいて制御した周波数の発振周波数信号を出力する電圧制御発振器と、前記発振周波数信号をチャンネル数に応じた数の異なる周波数に分周する可変分周器とを有するように構成される。基準周波数は、例えば、固定分周器によって得てもよいし、基準信号を発生する水晶発振器から直接得てもよいが、固定分周器で分周することで、より高い基準周波数が得られる。
【0021】
上記の構成では、基準周波数が既定発振周波数を所定周波数オフセットさせた周波数の整数分の1となるように設定されていることにより、発振周波数(出力周波数)の分母の数値を小さくすることができる。それゆえ、基準周波数を高くすることができる。
【0022】
例えば、地上デジタルテレビ放送のチャンネル数13+N(Nは0から49までの整数)に対し、既定発振周波数が6N+473+1/7+32/63MHzである場合、この既定発振周波数に−1/126MHzのオフセットを設けると、位相同期ループからは、6N+473+1/7+1/2MHzとなる発振周波数が得られる。これにより、発振周波数の分数部分が1/7+1/2=9/14MHzであるので、発振周波数の分母の数値が14となり従来の数値に比べて小さくなる。それゆえ、基準周波数を9/14MHzの整数分の一(1/9)である1/14MHzに設定すると、高い値の基準周波数を得ることができる。
【0023】
また、上記の場合と同様に、既定発振周波数が6N+473+1/7+32/63MHzである場合、この既定発振周波数に1/63MHzのオフセットを設けると、位相同期ループからは、6N+473+1/7+33/63MHzとなる発振周波数が得られる。これにより、1/7+32/63=41/63MHzに対して発振周波数の分数部分が1/7+33/63MHz=2/3MHzであるので、発振周波数の分母の数値が3となり従来の数値に比べて小さくなる。それゆえ、基準周波数を2/3MHzの整数分の一(1/2)である1/3MHzに設定すると、高い値の基準周波数を得ることができる。
【0024】
それゆえ、位相同期ループのループ帯域上限も基準周波数に応じて高められる(基準周波数の1/10程度)。
【0025】
前記の周波数シンセサイザは、固定周波数を出力する副位相同期ループと、前記位相同期ループ内で前記出力周波数と前記固定周波数とを混合する混合部とを備えていることにより、副位相同期ループから出力された固定周波数と位相同期ループから出力された出力周波数とが混合部で混合されるので、単一の位相同期ループを備えた周波数シンセサイザに比べて、基準周波数をより高めることができる。
【0026】
この周波数シンセサイザにおいては、前記位相同期ループの基準周波数f1と前記副位相同期ループの基準周波数f2とが次のように設定されていることが好ましい。
(a)f1=1/2MHz,f2=8/7MHz
(b)f1=1MHz,f2=8/3MHz
(c)f1=3MHz,f2=16/3MHz
(a)の組み合わせでは、ループ帯域の上限を1/20MHz程度に高くすることができる。これにより、位相雑音をより大きく抑圧することができる。
【0027】
(b)の組み合わせでは、ループ帯域の上限を1/10MHz程度に高くすることができる。これにより、位相雑音をより大きく抑圧することができる。
【0028】
(c)の組み合わせでは、ループ帯域の上限を3/10MHz程度に高くすることができる。これにより、位相雑音をより大きく抑圧することができる。
【0029】
本発明のチューナは、前記のいずれかの構成の周波数シンセサイザを備えていることを特徴としている。これにより、位相雑音の少ない、かつ回路規模および消費電力の小さいチューナを提供することができる。
【0030】
このチューナは、1/2MHzまたは33/63MHzの中間周波数を出力することが好ましい。1/2MHzは、周波数シンセサイザにおける発振周波数の1/126MHzのオフセットに対応する周波数の中で最も低い周波数となる。また、33/63MHzは、周波数シンセサイザにおける発振周波数の1/63MHzのオフセットに対応する周波数の中で最も低い周波数となる。中間周波数は、チューナの後段のOFDM復調器におけるデジタル処理のために設けられたアナログ−デジタル変換器を用いてサンプリングされるので、低い方がサンプリング周波数を低くすることができ、アナログ−デジタル変換器の消費電力を低減することができる。
【0031】
本発明の受信機は、前記チューナと、前記チューナから出力される中間周波数から前記オフセットを除去するオフセット除去部とを備えていることを特徴としている。
【0032】
このような構成では、チューナが出力する中間周波数に含まれるオフセットが除去部によって除去されるので、既定の中間周波数を得ることができる。それゆえ、中間周波数の増幅を正常に行うことができる。
【0033】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の一形態について図1ないし図8に基づいて説明すれば、以下の通りである。
【0034】
〔第1の参考例
図1は、第1の参考例である直接分周型の周波数シンセサイザの構成を示している。
【0035】
本周波数シンセサイザは、水晶発振器1、固定分周器2、位相比較器3、ループフィルタ4、電圧制御発振器5および可変分周器6を備えている。本周波数シンセサイザにおいては、位相比較器3、ループフィルタ4、電圧制御発振器5および可変分周器6によって位相同期ループ7が形成されている。
【0036】
水晶発振器1は、所定周波数、例えば16MHzの信号を発生する。固定分周器2は、16MHzの信号を固定の分周比224で分周して1/224の1/14MHzの信号を基準周波数信号として出力する。1/14MHzの基準周波数信号は、1/7+32/63=41/63MHzから1/126MHzのオフセットを減じた41/63−1/126=9/14の整数分の1(1/9)となっている。
【0037】
位相比較器3は、入力された基準周波数信号と可変分周器6からの分周信号との位相差を検出し、その位相差を電圧または電流のパルス状の位相差信号として出力する。ループフィルタ4は、位相比較器3が出力した位相差信号に含まれる不要な成分を除去し、かつ位相同期ループ7の全体的な応答特性を決定するために、位相差信号を積分して電圧制御発振器5に与える制御電圧を出力する。電圧制御発振器5は、入力された制御電圧に応じた周波数の出力信号を発生する。
【0038】
可変分周器6は、電圧制御発振器5の出力信号、すなわち周波数シンセサイザの出力信号を可変の分周比84N+6631(Nは0から49までの整数)によって1/(84N+6631)に分周し、分周した結果を分周信号として位相比較器3に出力する。可変分周器6は、可変の分周比84N+6631で分周するため、プログラマブルカウンタにより構成されている。例えば、可変分周器6の分周比は、6631〜10747であり、14ビットカウンタで実現される。
【0039】
より具体的には、可変分周器6は、一般的に“パルススワローカウンタ”と呼ばれる可変分周回路によって構成されている。この可変分周回路は、M分周とM+1分周とを切替えられる分周回路、およびこの分周回路による分周後のパルスをカウントするカウンタを内蔵している。このカウンタは、分周後のパルスをカウントすることにより、L−Aカウント分はM分周、Aカウント分はM+1分周となるように分周回路を制御する。これにより、トータルとして、(L−A)×M+A×(M+1)=L×M+A分周を実現し、入力パルスをL×M+A分周した出力パルスを出力する。可変分周器6は、位相比較器3での1比較サイクルの約1/Lの時間間隔(約1/LとなるのはM分周する期間とM+1分周する期間が異なるため)でM分周とM+1分周とを切替える。したがって、これらの整数M,L,Aを適切に設定することにより、上記84N+6631という整数分周を実現することができる。
【0040】
上記のように構成される周波数シンセサイザにおいて、出力信号の周波数制御は次のようにして行われる。分周信号の位相が基準周波数信号の位相より進んでいる場合には、電圧制御発振器5の発振周波数が低くなるように制御電圧が制御される。一方、分周信号の位相が基準周波数信号の位相より遅れている場合には、電圧制御発振器5の発振周波数が高くなるように制御電圧が制御される。これにより、基準周波数信号と分周信号との位相が一致し、基準周波数信号と分周信号との周波数が一致する。したがって、周波数シンセサイザの出力信号の周波数は、1/14×(84N+6631)=6N+473+1/7+1/2MHzとなる。
【0041】
以上のように、本参考例の周波数シンセサイザは、既定発振周波数6N+473+1/7+32/63MHzに−1/126MHzのオフセットを設けて、6N+473+1/7+32/63−1/126MHz=6N+473+1/7+1/2MHzとなる出力信号の周波数を得ている。これにより、1/7+1/2=9/14MHzであることを利用して、基準周波数を高い1/14MHzに設定することができる。それゆえ、ループ帯域上限が基準周波数の1/10である1/140MHz程度(約7kHz)に高められるので、位相雑音を容易に抑圧することができる。
【0042】
〔第の実施の形態〕
図2は、第の実施の形態であるミキサ型の周波数シンセサイザの構成を示している。
【0043】
本周波数シンセサイザは、水晶発振器11、固定分周器12、位相比較器13、ループフィルタ14、電圧制御発振器15、ミキサ16、ローパスフィルタ17、可変分周器18、固定分周器19、位相比較器20、ループフィルタ21、電圧制御発振器22および可変分周器23を備えている。本周波数シンセサイザにおいては、位相比較器13、ループフィルタ14、電圧制御発振器15、ミキサ16、ローパスフィルタ17および可変分周器18によって第1の位相同期ループ24が形成される。また、本周波数シンセサイザにおいては、位相比較器20、ループフィルタ21、電圧制御発振器22および可変分周器23によって第2の位相同期ループ25が形成される。
【0044】
水晶発振器11は、前述の水晶発振器1と同様、所定周波数、例えば16MHzの信号を発生する。固定分周器12は、16MHzの信号を固定の分周比32で分周して1/32の1/2MHzの信号を第1の基準周波数信号として出力する。
【0045】
位相比較器13は、入力された第1の基準周波数信号と可変分周器18からの分周信号との位相差を検出し、その位相差を電圧または電流のパルス状の位相差信号として出力する。ループフィルタ14は、位相比較器13が出力した位相差信号に含まれる不要な成分を除去し、かつ第1の位相同期ループ24の全体的な応答特性を決定するために、位相差信号を積分して電圧制御発振器15に与える制御電圧を出力する。電圧制御発振器15は、ループフィルタ14からの制御電圧に応じた周波数の出力信号を発生する。
【0046】
ミキサ16は、電圧制御発振器15の出力信号の周波数と後述する電圧制御発振器22からの固定周波数信号の周波数とを合成する。具体的には、ミキサ16は、例えば、fa,とfb(fa>fb)の二つの周波数を掛け合わせることにより、fa−fb,fa+fbの周波数を生成する。
【0047】
ローパスフィルタ17は、ミキサ16からの合成周波数信号における不要な高周波成分を除去する。
【0048】
可変分周器18は、ローパスフィルタ17からの合成周波数信号を可変の分周比12N+17(Nは0から49までの整数)によって1/(12N+17)に分周し、分周した結果を分周信号として位相比較器13に出力する。可変分周器18は、可変の分周比12N+17で分周するため、前述の可変分周器6(図1参照)と同様、パルススワローカウンタのようなプログラマブルカウンタにより構成されている。例えば、可変分周器18の分周比は、17〜605であり、10ビットカウンタで実現される。
【0049】
固定分周器19は、水晶発振器11で発生した16MHzの信号を固定の分周比14で分周して1/14の8/7MHzの信号を第2の基準周波数信号として出力する。
【0050】
位相比較器20は、入力された第2の基準周波数信号と固定分周器23からの分周信号との位相差を検出し、その位相差を電圧または電流のパルス状の位相差信号として出力する。ループフィルタ21は、位相比較器20が出力した位相差信号に含まれる不要な成分を除去し、かつ第2の位相同期ループ25の全体的な応答特性を決定するために、位相差信号を積分して電圧制御発振器22に与える制御電圧を出力する。
【0051】
電圧制御発振器22は、ループフィルタ21からの制御電圧に応じた周波数、すなわち3256/7MHzの固定周波数信号を発生する。固定分周器23は、電圧制御発振器22からの出力信号を固定の分周比407で1/407に分周し、分周した結果を分周信号として位相比較器20に出力する。
【0052】
ここで、第1および第2の基準周波数の設定方法について説明する。
【0053】
6N+473+1/7+1/2に対して、1/7の整数倍の成分と1/2の整数倍の成分とに分けて、以下のように基準周波数を考える。
【0054】
6N+473+1/7+1/2
=(6N+K+1/2)+(473−K+1/7)
=(12N+2K+1)/2+(3312−7K)/7
ここで、Kは整数である。右辺第1項より第1の基準周波数が1/2MHzに定まる。また、右辺第2項は、ミキサ16で合成される固定周波数であり、第2の基準周波数は(3312−7K)/7MHzの整数分の一になる。
【0055】
第2項の固定周波数に対しては、以下の3つの評価を行うことによりKを決定する。
(1)第2の基準周波数をできるだけ高くする。
(2)第2の基準周波数を第1の基準周波数と同じ水晶発信器11からの信号で生成できるような値にする。
(3)ミキサ16で合成した場合に生成される低周波側の成分と高周波側の成分とのうち不要な高周波側の成分をローパスフィルタ17で十分除去できるように、(3312−7K)/7を大きくする。
【0056】
以上のような条件を満たすのは、K=8である。この場合、(3312−7K)/7=3256/7=2×11×37/7であるので、第2の基準周波数は2/7=8/7MHzとなる。
【0057】
なお、K=0の場合でも、上記の条件を満たす。つまり、K=0であるとき、
(12N+2K+1)/2+(3312−7K)/7
=(12N+1)/2+(3311+1)/7
=6N+1/2+473+1/7
となる。
【0058】
上記のように構成される周波数シンセサイザにおいて、出力信号の周波数制御は次のようにして行われる。可変分周器18からの分周信号の位相が第1の基準周波数信号の位相より進んでいる場合、電圧制御発振器15の発振周波数が低くなるように制御電圧が制御される。一方、可変分周器18からの分周信号の位相が第1の基準周波数信号の位相より遅れている場合、電圧制御発振器15の発振周波数が高くなるように制御電圧が制御される。これにより、第1の基準周波数信号と分周信号との位相が一致し、第1の基準周波数信号と分周信号との周波数が一致する。
【0059】
したがって、周波数シンセサイザの出力信号は、第1および第2位相同期ループ24,25の周波数fa,fbを合成することにより、1/2×(12N+17)+3256/7=6N+473+1/7+1/2MHzとなる。また、ミキサ16において、fa(=6N+473+1/7+1/2=(12N+17)/2+3256/7MHz)とfb(=3256/7MHz)とを掛け合わせることにより、fa−fb=((12N+17)/2+3256/7)−(3256/7)=(12N+17)/2MHzが得られるので、第1の基準周波数を1/2MHzに設定できることになる。
【0060】
fa=6N+473+1/7+1/2MHzにおいて、整数では表せない1/7および1/2の項をまとめて扱おうとすると1/7+1/2=9/14となり分母が大きくなるので、基準周波数が低くなる。そこで、1/7および1/2の項を分け、1/2の項を中心に考えようとした場合、1/7の項は1/2の整数倍で表せない周波数となる。それゆえ、1/7に465を加えた3256/7という周波数fbを位相同期ループ25で生成することで、位相同期ループ24で生成すべき周波数を6N+473+1/7+1/2−3256/7=(12N+17)/2(1/2の整数倍)というように単純に表すことができる。
【0061】
以上のように、本実施の形態の周波数シンセサイザは、既定発振周波数を6N+473+1/7+32/63MHzに−1/126MHzのオフセットを設けて、6N+473+1/7+32/63−1/126MHz=6N+473+1/7+1/2MHzとなる出力信号の周波数を得ている。また、周波数シンセサイザは、第1および第2の位相同期ループ24,25で生成した周波数を合成することにより、上記の周波数を得ている。
【0062】
これにより、第1の基準周波数を1/2MHzに高く設定でき、第2の基準周波数も8/7MHzに高く設定できる。この結果、単一の位相同期ループを有する第1の参考例の周波数シンセサイザよりも高い出力周波数を得ることができる。それゆえ、ループ帯域の上限が1/20MHz程度(約50kHz)に高められるので、位相雑音を容易に抑圧することができる。また、第1および第2の位相同期ループ24,25を有することにより、いずれの位相同期ループの基準周波数も高くなるように、生成する周波数の組合せを適切に設定することができる。
【0063】
第1の基準周波数1/2MHzの方が第2の基準周波数8/7MHzより小さいので、ループフィルタ14のループ帯域の上限の方がループフィルタ21のループ帯域の上限より低くなる。したがって、周波数シンセサイザ全体の位相雑音に影響するのはループフィルタ14のループ帯域となる。これは、後述する第および第の実施の形態でも同様である。
【0064】
〔第参考例
図3は、第参考例である直接分周型の周波数シンセサイザの構成を示している。
【0065】
本周波数シンセサイザは、水晶発振器31、固定分周器32、位相比較器33、ループフィルタ34、電圧制御発振器35および可変分周器36を備えている。本周波数シンセサイザにおいては、位相比較器33、ループフィルタ34、電圧制御発振器35および可変分周器36によって位相同期ループ37が生成されている。
【0066】
水晶発振器31は、前述の水晶発振器1と同様、所定周波数、例えば16MHzの信号を発生する。固定分周器32は、16MHzの信号を固定の分周比48で分周して1/48の1/3MHzの信号を基準周波数信号として出力する。1/3MHzの基準周波数信号は、1/7+32/63=41/63MHzに1/63MHzのオフセットを加えた41/63+1/63=2/3MHzの整数分の1(1/2)となっている。
【0067】
位相比較器33は、入力された基準周波数信号と可変分周器36からの分周信号との位相差を検出し、その位相差を電圧または電流のパルス状の位相差信号として出力する。ループフィルタ34は、位相比較器33が出力した位相差信号に含まれる不要な成分を除去し、かつ位相同期ループ37の全体的な応答特性を決定するために、位相差信号を積分して電圧制御発振器35に与える制御電圧を出力する。電圧制御発振器35は、入力された制御電圧に応じた周波数の出力信号を発生する。
【0068】
可変分周器36は、電圧制御発振器35の出力信号、すなわち周波数シンセサイザの出力信号を可変の分周比18N+1421(Nは0から49までの整数)によって1/(18N+1421)に分周し、分周した結果を分周信号として位相比較器33に出力する。可変分周器36は、可変の分周比18N+1421で分周するため、前述の可変分周器6(図1参照)と同様、パルススワローカウンタのようなプログラマブルカウンタにより構成されている。例えば、可変分周器36の分周比は、1421〜2303であり、12ビットカウンタで実現される。
【0069】
上記のように構成される周波数シンセサイザにおいて、出力信号の周波数制御は次のようにして行われる。分周信号の位相が基準周波数信号の位相より進んでいる場合には、電圧制御発振器35の発振周波数が低くなるように制御電圧が制御される。一方、分周信号の位相が基準周波数信号の位相より遅れている場合には、電圧制御発振器35の発振周波数が高くなるように制御電圧が制御される。これにより、基準周波数信号と分周信号との位相が一致し、基準周波数信号と分周信号との周波数が一致する。したがって、周波数シンセサイザの出力信号の周波数は、1/3×(18N+1421)=6N+473+1/7+33/63MHzとなる。
【0070】
以上のように、本参考例の周波数シンセサイザは、既定発振周波数6N+473+1/7+32/63MHzに1/63MHzのオフセットを設けて、6N+473+1/7+32/63+1/63MHz=6N+473+1/7+33/63MHzとなる出力信号の周波数を得ている。これにより、1/7+33/63=2/3MHzであることを利用して、基準周波数を高い1/3MHzに設定することができる。それゆえ、ループ帯域上限が1/30MHz程度(約33kHz)に高められるので、位相雑音を容易に抑圧することができる。
【0071】
また、可変分周器36は、第1の参考例の周波数シンセサイザにおいて14ビットカウンタで実現される可変分周器6に比べて分周比が小さいことから、12ビットカウンタによって実現される。これにより、可変分周器6に比べて、可変分周器36の回路規模を小さく、かつ消費電力を低減することができる。また、分周比が小さいことにより、発振周波数に対して位相比較器33において位相比較する頻度が多くなるので、位相雑音がより発生しにくくなる。
【0072】
〔第の実施の形態〕
図4は、第の実施の形態であるミキサ型の周波数シンセサイザの構成を示している。
【0073】
本周波数シンセサイザは、水晶発振器41、固定分周器42、位相比較器43、ループフィルタ44、電圧制御発振器45、ミキサ46、ローパスフィルタ47、可変分周器48、固定分周器49、位相比較器50、ループフィルタ51、電圧制御発振器52および可変分周器53を備えている。本周波数シンセサイザにおいては、位相比較器43、ループフィルタ44、電圧制御発振器45、ミキサ46、ローパスフィルタ47および可変分周器48によって第1の位相同期ループ54が形成される。また、本周波数シンセサイザにおいては、位相比較器50、ループフィルタ51、電圧制御発振器52および可変分周器53によって第2の位相同期ループ55が形成される。
【0074】
水晶発振器41は、前述の水晶発振器1と同様、所定周波数、例えば16MHzの信号を発生する。固定分周器42は、16MHzの信号を固定の分周比16で分周して1/16の1MHzの信号を第1の基準周波数信号として出力する。
【0075】
位相比較器43は、入力された第1の基準周波数信号と可変分周器48からの分周信号との位相差を検出し、その位相差を電圧または電流のパルス状の位相差信号として出力する。ループフィルタ44は、位相比較器43が出力した位相差信号に含まれる不要な成分を除去し、かつ第1の位相同期ループ54の全体的な応答特性を決定するために、位相差信号を積分して電圧制御発振器45に与える制御電圧を出力する。電圧制御発振器45は、ループフィルタ44からの制御電圧に応じた周波数の出力信号を発生する。
【0076】
ミキサ46は、電圧制御発振器45の出力信号の周波数と後述する電圧制御発振器52からの固定周波数信号の周波数とを合成する。ローパスフィルタ47は、ミキサ46からの合成周波数信号における不要な高周波成分を除去する。可変分周器48は、ローパスフィルタ47からの合成周波数信号を可変の分周比6N+7(Nは0から49までの整数)によって1/(6N+7)に分周し、分周した結果を分周信号として位相比較器43に出力する。可変分周器48は、可変の分周比6N+7で分周するため、前述の可変分周器6(図1参照)と同様、パルススワローカウンタのようなプログラマブルカウンタにより構成されている。例えば、可変分周器48の分周比は、7〜301であり、9ビットカウンタで実現される。
【0077】
固定分周器49は、水晶発振器41で発生した16MHzの信号を固定の分周比6で分周して1/6の8/3MHzの信号を第2の基準周波数信号として出力する。位相比較器50は、入力された第2の基準周波数信号と固定分周器53からの分周信号との位相差を検出し、その位相差を電圧または電流のパルス状の位相差信号として出力する。ループフィルタ51は、位相比較器50が出力した位相差信号に含まれる不要な成分を除去し、かつ第2の位相同期ループ55の全体的な応答特性を決定するために、位相差信号を積分して電圧制御発振器52に与える制御電圧を出力する。
【0078】
電圧制御発振器52は、ループフィルタ51からの制御電圧に応じた周波数、すなわち1400/3MHzの固定周波数信号を発生する。固定分周器53は、電圧制御発振器52からの出力信号を固定の分周比、例えば175で1/175に分周し、分周した結果を分周信号として位相比較器50に出力する。
【0079】
ここで、第1および第2の基準周波数の設定方法について説明する。
【0080】
6N+473+1/7+33/63=6N+473+2/3に対して、1の整数倍の成分と1/3の整数倍の成分とに分けて、以下のように基準周波数を考える。
【0081】
6N+473+2/3=(6N+K)+(473−K+2/3)
=(6N+K)+(1421−3K)/3
ここで、Kは整数である。右辺第1項より第1の基準周波数が1MHzに定まる。また、右辺第2項は、ミキサ46で合成される固定周波数であり、第2の基準周波数は(1421−3K)/3MHzの整数分の一になる。
【0082】
第2項の固定周波数に対しては、以下の3つの評価を行うことによりKを決定する。
(1)第2の基準周波数をできるだけ高くする。
(2)第2の基準周波数を第1の基準周波数と同じ水晶発信器41からの信号で生成できるような値にする。
(3)ミキサ46で合成した場合に生成される低周波側の成分と高周波側の成分とのうち不要な高周波側の成分をローパスフィルタ47で十分除去できるように、(1421−3K)/3を大きくする。
【0083】
以上のような条件を満たすのは、K=7である。この場合、(1421−3K)/3=1400/3=2×5×7/3であるので、第2の基準周波数は2/3=8/3MHzとなる。
【0084】
上記のように構成される周波数シンセサイザにおいて、出力信号の周波数制御は次のようにして行われる。可変分周器48からの分周信号の位相が第1の基準周波数信号の位相より進んでいる場合、電圧制御発振器45の発振周波数が低くなるように制御電圧が制御される。一方、可変分周器48からの分周信号の位相が第1の基準周波数信号の位相より遅れている場合、電圧制御発振器45の発振周波数が高くなるように制御電圧が制御される。これにより、第1の基準周波数信号と分周信号との位相が一致し、第1の基準周波数信号と分周信号との周波数が一致する。したがって、周波数シンセサイザの出力信号は、第1および第2位相同期ループ54,55の周波数を合成することによって、(6N+7)+1400/3=6N+473+1/7+33/63MHzとなる。
【0085】
以上のように、本実施の形態の周波数シンセサイザは、既定発振周波数を6N+473+1/7+32/63MHzに1/63MHzのオフセットを設けて、6N+473+1/7+32/63+1/63MHz=6N+473+1/7+33/63MHzとなる出力信号の周波数を得ている。また、周波数シンセサイザは、第1および第2の位相同期ループ54,55で生成した周波数を合成することにより、上記の周波数を得ている。
【0086】
これにより、第1の基準周波数を1MHzに高く設定でき、第2の基準周波数も8/3MHzに高く設定できる。この結果、単一の位相同期ループを有する第参考例の周波数シンセサイザよりも高い出力周波数を得ることができる。それゆえ、ループ帯域の上限が1/10MHz程度(約100kHz)に高められるので、位相雑音を容易に抑圧することができる。また、第の実施の形態の周波数シンセサイザと同様、第1および第2の位相同期ループ54,55を有することにより、いずれの位相同期ループの基準周波数も高くなるように、生成する周波数の組合せを適切に設定することができる。
【0087】
また、可変分周器48は、第の実施の形態の周波数シンセサイザにおいて10ビットカウンタで実現される可変分周器18に比べて分周比が小さいことから、9ビットカウンタによって実現される。これにより、可変分周器18に比べて、可変分周器48の回路規模を小さく、かつ消費電力を低減することができる。また、分周比が小さいことにより、発振周波数に対して位相比較器43において位相比較する頻度が多くなるので、位相雑音がより発生しにくくなる。
【0088】
〔第の実施の形態〕
図5は、第の実施の形態であるミキサ型の周波数シンセサイザの構成を示している。
【0089】
本周波数シンセサイザは、水晶発振器61、固定分周器62、位相比較器63、ループフィルタ64、電圧制御発振器65、ミキサ66、ローパスフィルタ67、可変分周器68、固定分周器69、位相比較器70、ループフィルタ71、電圧制御発振器72および可変分周器73を備えている。本周波数シンセサイザにおいては、位相比較器63、ループフィルタ64、電圧制御発振器65、ミキサ66、ローパスフィルタ67および可変分周器68によって第1の位相同期ループ74が形成される。また、本周波数シンセサイザにおいては、位相比較器70、ループフィルタ71、電圧制御発振器72および可変分周器73によって第2の位相同期ループ75が形成される。
【0090】
水晶発振器61は、所定周波数、例えば48MHzの信号を発生する。固定分周器62は、48MHzの信号を固定の分周比16で分周して1/16の3MHzの信号を第1の基準周波数信号として出力する。
【0091】
位相比較器63は、入力された第1の基準周波数信号と可変分周器68からの分周信号との位相差を検出し、その位相差を電圧または電流のパルス状の位相差信号として出力する。ループフィルタ64は、位相比較器63が出力した位相差信号に含まれる不要な成分を除去し、かつ第1の位相同期ループ74の全体的な応答特性を決定するために、位相差信号を積分して電圧制御発振器65に与える制御電圧を出力する。電圧制御発振器65は、ループフィルタ64からの制御電圧に応じた周波数の出力信号を発生する。
【0092】
ミキサ66は、電圧制御発振器65の出力信号の周波数と後述する電圧制御発振器72からの固定周波数信号の周波数とを合成する。ローパスフィルタ67は、ミキサ66からの合成周波数信号における不要な高周波成分を除去する。可変分周器68は、ローパスフィルタ67からの合成周波数信号を可変の分周比2N+5(Nは0から49までの整数)によって1/(2N+5)に分周し、分周した結果を分周信号として位相比較器63に出力する。可変分周器68は、可変の分周比2N+5で分周するため、前述の可変分周器6(図1参照)と同様、パルススワローカウンタのようなプログラマブルカウンタにより構成されている。例えば、可変分周器68の分周比は、5〜103であり、7ビットカウンタで実現される。
【0093】
固定分周器69は、水晶発振器61で発生した48MHzの信号を固定の分周比9で分周して1/9の16/3MHzの信号を第2の基準周波数信号として出力する。位相比較器70は、入力された第2の基準周波数信号と固定分周器73からの分周信号との位相差を検出し、その位相差を電圧または電流のパルス状の位相差信号として出力する。ループフィルタ71は、位相比較器70が出力した位相差信号に含まれる不要な成分を除去し、かつ第2の位相同期ループ75の全体的な応答特性を決定するために、位相差信号を積分して電圧制御発振器72に与える制御電圧を出力する。
【0094】
電圧制御発振器72は、ループフィルタ71からの制御電圧に応じた周波数、すなわち1376/3MHzの固定周波数信号を発生する。固定分周器73は、電圧制御発振器72からの出力信号を固定の分周比86で1/86に分周し、分周した結果を分周信号として位相比較器70に出力する。
【0095】
ここで、第1および第2の基準周波数の設定方法について説明する。
【0096】
本周波数シンセサイザでは、第または第の実施の形態の周波数シンセサイザに比べて水晶発振器61の発振周波数を48MHzに高めることにより、第1の基準周波数を高めている。すなわち、6N+473+1/7+33/63=6N+473+2/3に対して、3の整数倍の整数倍の成分と1/3の整数倍の成分とに分けて、以下のように基準周波数を考える。
【0097】
6N+473+2/3=3(2N+K)+(473−3K+2/3)
=3(2N+K)+(1421−9K)/3
ここで、Kは整数である。右辺第1項より第1の基準周波数が3MHzに定まる。また、右辺第2項は、ミキサ66で合成される固定周波数であり、第2の基準周波数は(1421−9K)/3MHzの整数分の一になる。
【0098】
第2項の固定周波数に対しては、以下の3つの評価を行うことによりKを決定する。
(1)第2の基準周波数をできるだけ高くする。
(2)第2の基準周波数を第1の基準周波数と同じ水晶発信器61からの信号で生成できるような値にする。
(3)ミキサ66で合成した場合に生成される低周波側の成分と高周波側の成分とのうち不要な高周波側の成分をローパスフィルタ67で十分除去できるように、(1421−9K)/3を大きくする。
【0099】
以上のような条件を満たすのは、K=5である。この場合、(1421−9K)/3=1376/3=2×43/3であるので、第2の基準周波数は2/3=16/3MHzとなる。
【0100】
上記のように構成される周波数シンセサイザにおいて、出力信号の周波数制御は次のようにして行われる。可変分周器68からの分周信号の位相が第1の基準周波数信号の位相より進んでいる場合、電圧制御発振器65の発振周波数が低くなるように制御電圧が制御される。一方、可変分周器68からの分周信号の位相が第1の基準周波数信号の位相より遅れている場合、電圧制御発振器65の発振周波数が高くなるように制御電圧が制御される。これにより、第1の基準周波数信号と分周信号との位相が一致し、第1の基準周波数信号と分周信号との周波数が一致する。したがって、周波数シンセサイザの出力信号は、第1および第2位相同期ループ74,75の周波数を合成することによって、3×(2N+5)+1376/3=6N+473+1/7+33/63MHzとなる。
【0101】
以上のように、本実施の形態の周波数シンセサイザは、既定発振周波数を6N+473+1/7+32/63MHzに1/63MHzのオフセットを設けて、6N+473+1/7+32/63+1/63MHz=6N+473+1/7+33/63MHzとなる出力信号の周波数を得ている。また、周波数シンセサイザは、第1および第2の位相同期ループ74,75で生成した周波数を合成することにより、上記の周波数を得ている。
【0102】
これにより、第1の基準周波数を3MHzに高く設定でき、第2の基準周波数も16/3MHzに高く設定できる。この結果、第の実施の形態の周波数シンセサイザよりも高い出力周波数を得ることができる。それゆえ、ループ帯域の上限が3/10MHz程度(約300kHz)に高められるので、位相雑音を容易に抑圧することができる。また、第の実施の形態の周波数シンセサイザと同様、第1および第2の位相同期ループ74,75を有することにより、いずれの位相同期ループの基準周波数も高くなるように、生成する周波数の組合せを適切に設定することができる。
【0103】
また、可変分周器68は、第の実施の形態の周波数シンセサイザにおいて9ビットカウンタで実現される可変分周器48に比べて分周比が小さいことから、7ビットカウンタによって実現される。これにより、可変分周器48に比べて、可変分周器68の回路規模を小さく、かつ消費電力を低減することができる。また、分周比が小さいことにより、発振周波数に対して位相比較器63において位相比較する頻度が多くなるので、位相雑音がより発生しにくくなる。
【0104】
なお、第、第および第の実施の形態の周波数シンセサイザでは、ミキサで出力周波数に合成する固定周波数が第2の位相同期ループで発生するが、これには限定されない。例えば、固定周波数を発生するための別の回路を備える構成であっても、第1の基準周波数を高くすることができる。別の回路としては、例えば、図2に示す水晶発振器11とは別に、直接的に固定周波数を発生する水晶発振器が挙げられる。このような構成では、固定分周器19以降の回路が不要になる。
【0105】
しかしながら、固定周波数を位相同期ループで発生することにより、共通の水晶発振器によって2つの異なる周波数を発生させることができる。これにより、部品点数の削減が可能になるとともに、前述のように固定周波数を容易に高くすることができる。
【0106】
また、水晶発振器によって得られる周波数よりも高い固定周波数を必要とする場合には、一般に位相同期ループが用いられる。第、第および第の実施の形態における固定周波数の設定についての説明で用いたKの値を大きくすると、固定周波数は水晶発振器で発生させることのできる値になりますが、この場合、ローパスフィルタで不要な周波数成分を除くことが困難になるという不都合がある。
【0107】
〔第の実施の形態〕
図6は、第1の参考例または第の実施の形態の周波数シンセサイザを構成要素として含むチューナの構成を示している。
【0108】
本チューナは、RFフィルタ81、RFアンプ82、ミキサ83、周波数シンセサイザ84、イメージ除去フィルタ85、IFフィルタ86およびIFアンプ87を備えている。
【0109】
RFフィルタ81は、RF入力から不要な成分を除去して、後の処理を施す必要がある成分のみを通過させる。RFアンプ82は、RFフィルタ81からの信号を制御信号(RF AGC信号)に基づいて制御したゲインで増幅する回路である。ミキサ83は、周波数シンセサイザ84で発生した局部発振信号とRFアンプ82を経た信号とを混合する。ミキサ83では、RFアンプ82からのRF入力の周波数と周波数シンセサイザ84の局部発振周波数とが掛け合わされる。
【0110】
周波数シンセサイザ84は、前述の第1の参考例または第の実施の形態の周波数シンセサイザによって構成され、指定されたチャンネル13+N(Nは0から49までの整数)に応じた6N+473+1/7+1/2MHzの局部発振周波数の信号を発生する。イメージ除去フィルタ85は、ミキサ83より入力された信号の周波数のうち不要なイメージ成分を除去する。IFフィルタ86は、イメージ除去フィルタ85より入力された信号からさらに不要な周波数成分を除去する。IFアンプ87は、IFフィルタ86を経た信号を制御信号(IF AGC信号)に基づいて制御したゲインで増幅する。
【0111】
上記のように構成されるチューナでは、周波数シンセサイザ84で発生した6N+473+1/7+1/2MHzの局部発振周波数と入力周波数とが掛け合わされ、イメージ除去フィルタ85およびIFフィルタ86による処理の後、IFアンプ87から得られたIF出力の周波数は1/2MHzとなる。この中間周波数は、地上デジタルテレビ放送の所定の中間周波数32/63MHzに対して−1/126MHzのオフセット周波数foを有する。
【0112】
〔第の実施の形態〕
図7は、第2の参考例、第または第の実施の形態の周波数シンセサイザを構成要素として含むチューナの構成を示している。
【0113】
本チューナは、RFフィルタ91、RFアンプ92、ミキサ93、周波数シンセサイザ94、イメージ除去フィルタ95、IFフィルタ96およびIFアンプ97を備えている。
【0114】
RFフィルタ91は、RF入力から不要な成分を除去して、後の処理を施す必要がある成分のみを通過させる。RFアンプ92は、RFフィルタ91からの信号を制御信号(RF AGC信号)に基づいて制御したゲインで増幅する回路である。ミキサ93は、周波数シンセサイザ94で発生した局部発振信号とRFアンプ92を経た信号とを混合する。ミキサ93では、RFアンプ92からのRF入力の周波数と周波数シンセサイザ94の局部発振周波数とが掛け合わされる。
【0115】
周波数シンセサイザ94は、前述の第2の参考例、第または第の実施の形態の周波数シンセサイザによって構成され、指定されたチャンネル13+N(Nは0から49までの整数)に応じた6N+473+1/7+33/63MHzの局部発振周波数の信号を発生する。イメージ除去フィルタ95は、ミキサ93より入力された信号の周波数のうち不要なイメージ成分を除去する。IFフィルタ96は、イメージ除去フィルタ95より入力された信号からさらに不要な周波数成分を除去する。IFアンプ97は、IFフィルタ96を経た信号を制御信号(IF AGC信号)に基づいて制御したゲインで増幅する。
【0116】
上記のように構成されるチューナでは、周波数シンセサイザ94で発生した6N+473+1/7+33/63MHzの局部発振周波数と入力周波数とが掛け合わされ、イメージ除去フィルタ95およびIFフィルタ96による処理の後、IFアンプ97から得られたIF出力の周波数は33/63MHzとなる。この中間周波数は、地上デジタルテレビ放送の所定の中間周波数32/63MHzに対して1/63MHzのオフセット周波数foを有する。
【0117】
なお、以上に述べた第1の参考例、第2の参考例、第1ないし第5の実施の形態では、周波数シンセサイザの既定発振周波数は、6N+473+1/7+32/63MHz(Nは0から49までの整数)であるが、これには限定されない。例えば、既定発振周波数は、6M+473+1/7−32/63MHz(Nは0から49までの整数)であってもよく、この既定発振周波数によっても同様の効果が得られる。また、所定の中間周波数は、32/63MHzであるが、64/63MHz、128/63MHzあまいは256/63MHzであっても、同様の効果が得られる。
【0118】
〔第の実施の形態〕
図8は、第または第の実施の形態のチューナを構成要素として含む受信機の構成を示している。
【0119】
本受信機は、アンテナ101、チューナ102、自動周波数制御器(図中、AFC(Automatic Frequency Control ))103およびOFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplex )復調器104を備えている。
【0120】
チューナ102は、前述の第または第の実施の形態のチューナによって構成される。このチューナ102は、アンテナ101で受信したUHF帯の地上デジタルテレビ用のRF入力から指定されたチャンネル13+N(Nは0から49までの整数)の信号を選択して、選択した信号をIF出力に変換する。このIF出力の周波数は、前述のように、地上デジタルテレビ放送の所定の中間周波数である32/63MHzに前記のオフセット周波数foが加えられている。このオフセット周波数foは、チューナ102における周波数シンセサイザが第1の参考例または第の実施の形態の周波数シンセサイザである場合−1/126MHzであり、チューナ102における周波数シンセサイザが第2の参考例、第または第の実施の形態の周波数シンセサイザである場合1/63MHzである。
【0121】
自動周波数制御器103は、上記の中間周波数が正しく32/63MHzとなるように周波数を制御する。この自動周波数制御器103は、入力された中間周波数が引き込み周波数の範囲に入っていれば、位相同期ループなどを用いて、中間周波数を32/63MHzに調整する。例えば、±60KHz程度の引き込み周波数をもつ自動周波数制御器103であれば、1/126MHz=7.9KHzや1/63MHz=15.9KHzのオフセット周波数foは、上記の調整動作によって吸収される。
【0122】
また、単にオフセット周波数foを除去するだけであれば、オフセット周波数foをメモリに記憶させておき、入力された中間周波数からオフセットを除くことも可能である。しかしながら、このような構成では、メモリやメモリを制御するための回路などが必要である。しかも、周波数シンセサイザにおける局部発振周波数は、周囲温度や経時変化によって変動するので、このような変動を吸収する必要がある。したがって、このような要求を満たすためにも、自動周波数制御器103が必要とされる。
【0123】
OFDM復調器104は、自動周波数制御器103からのIF出力を復調して、地上デジタルテレビ放送の多重化フォーマット信号であるTS(Transport Stream)出力を出力する。
【0124】
上記のように構成される受信機においては、自動周波数制御器103で入力周波数が所定の中間周波数となるように調整される。これにより、チューナ102からの中間周波数にオフセット周波数foが含まれていても、所定の中間周波数である32/63MHzが得られるので、OFDM復調器104において正常に復調を行うことができる。
【0125】
なお、上記の構成では、中間周波数の調整を自動周波数制御器102で行うが、この調整をOFDM復調器104で行うようにしてもよい。
【0126】
【発明の効果】
以上のように、本発明の周波数シンセサイザは、第1の基準周波数と出力周波数の整数分の一の周波数とを一致させるように制御する位相同期ループを備え、また所定周波数の基準信号を発生する水晶発振器を備え、前記第1の基準周波数が、周波数シンセサイザの前記出力周波数を所定周波数オフセットさせた周波数の整数分の1となるように設定され、第2の基準周波数に基づいて固定周波数を有する固定周波数信号を出力する副位相同期ループと、前記位相同期ループ内で前記出力周波数と前記固定周波数とを混合する混合部とを備え、前記位相同期ループは、基準信号の所定周波数を固定の分周比で分周することにより前記第1の基準周波数を発生する第1の固定分周器を有し、前記副位相同期ループは、基準信号の所定周波数を固定の分周比で分周することにより前記第2の基準周波数を発生する第2の固定分周器を有している構成である。
【0127】
これにより、発振周波数(出力周波数)の分母の数値を小さくすることができる。それゆえ、位相同期ループのループ帯域上限も基準周波数に応じて高められる(基準周波数の1/10程度)。したがって、位相雑音を容易に抑圧することができる。また、基準周波数を高めることによって、発振周波数をチャンネル数に応じて分周するための分周比を小さくすることができる。それゆえ、その分周に用いられる分周器の回路規模および消費電力を小さくすることができるという効果を奏する。
【0128】
上記の周波数シンセサイザは、固定周波数を出力する副位相同期ループと、前記位相同期ループ内で前記出力周波数と前記固定周波数とを混合する混合部とを備えていることにより、副位相同期ループから出力された固定周波数と位相同期ループから出力された出力周波数とが混合部で混合されるので、単一の位相同期ループを備えた周波数シンセサイザに比べて、基準周波数をより高めることができる。
【0129】
また、本発明のチューナは、前記の構成の周波数シンセサイザを備えていることにより、位相雑音の少ない、かつ回路規模および消費電力の小さいチューナを提供することができる。
【0130】
また、本発明の受信機は、前記チューナと、前記チューナから出力される中間周波数から前記オフセットを除去するオフセット除去部とを備えている構成である。これにより、中間周波数に含まれるオフセットが除去されるので、既定の中間周波数を得ることができる。それゆえ、中間周波数の増幅を正常に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第1の参考例に係る直接分周型の周波数シンセサイザの構成を示すブロック図である。
【図2】 本発明の第の実施の形態に係るミキサ型の周波数シンセサイザの構成を示すブロック図である。
【図3】 本発明の第参考例に係る直接分周型の周波数シンセサイザの構成を示すブロック図である。
【図4】 本発明の第の実施の形態に係るミキサ型の周波数シンセサイザの構成を示すブロック図である。
【図5】 本発明の第の実施の形態に係るミキサ型の周波数シンセサイザの構成を示すブロック図である。
【図6】 本発明の第の実施の形態に係るチューナの構成を示すブロック図である。
【図7】 本発明の第の実施の形態に係るチューナの構成を示すブロック図である。
【図8】 本発明の第の実施の形態に係る受信機の構成を示すブロック図である。
【図9】 地上デジタルテレビ放送で用いられる周波数の構成を図である。
【符号の説明】
1,11,31,41,61 水晶発振器
2,12,19,32,42,49,62,69 固定分周器
7,37 位相同期ループ
24,54,74 第1の位相同期ループ(位相同期ループ)
25,55,75 第2の位相同期ループ(副位相同期ループ)
84,94 周波数シンセサイザ
102 チューナ
103 自動周波数制御器(オフセット除去部)
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a frequency synthesizer, a tuner and a receiver used for a digital terrestrial television broadcast receiving terminal.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, the transmission path coding method and operation guidelines for digital terrestrial television broadcasting are, for example, ARIB STD-B31 1.1, which is a standard document issued by the Association of Radio and Businesses (ARIB). It is shown in paragraphs 10 to 15, 70 and 71 of the edition (created on May 31, 2001, revised on November 15, 2001, 1.1).
[0003]
The frequency of terrestrial digital television broadcasting has the configuration shown in FIG. Digital terrestrial television broadcasting is performed on 50 channels from 13 to 62 channels in the UHF band. The bandwidth of one channel is 6 MHz. 6-5 / 14-1 / 14 = 6 × 13/14 MHz (about 5.6 MHz) excluding the lower 5/14 MHz and the upper 1/14 MHz in this band is divided into 13 segments, and one segment ( 6/14 MHz = about 430 KHz), and the modulation method can be changed. Here, the center of 13 segments included in the 13 + N channel band (N is an integer from 0 to 49) of the UHF band, that is, the center of one central segment is 6N + 473 + 1/7 MHz.
[0004]
As a method of using the 13 segments, it is considered that one central segment of the 13 segments is used for broadcasting for mobile terminals and the remaining 12 segments are used for broadcasting for fixed terminals. Broadcasting for portable terminals employs a QPSK (Quaternary Phase Shift Keying) modulation method that has a low data transfer rate but a low required C / N and is easy to receive even in poor reception conditions. This makes it easy to receive terrestrial digital TV broadcasts even when moving, and mobile terminals such as mobile phones and PDAs (Personal Digital Assistance) with built-in tuners for receiving 1-segment digital terrestrial TV broadcasts may become widespread. Expected.
[0005]
When such a one-segment reception tuner is designed by a normal method, an intermediate frequency (IF) is 57 MHz. However, when such an intermediate frequency is selected, the sampling frequency used in the analog-to-digital converter provided for digital processing in the OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) demodulator at the latter stage of the tuner becomes high. There is a problem that increases.
[0006]
In addition, such a one-segment reception tuner is not currently known, but is assumed to be configured as follows.
[0007]
The band of 13 segments is 6 × 13/14 MHz, whereas the band of 1 segment is 6/14 MHz = about 430 KHz, so the intermediate frequency of the tuner for receiving 1 segment can be set low. Specifically, since the FFT (Fast Fourier Transform) sample frequency at the time of demodulation of digital terrestrial television broadcasting is determined to be 512/63 MHz, it is 1/16, 1/8, 1/4 or 1/2. It is considered reasonable to set a certain 32/63 MHz, 64/63 MHz, 128/63 MHz or 256/63 MHz as the predetermined intermediate frequency.
[0008]
When the intermediate frequency is 32/63 MHz, since the center frequency of the segment is 6N + 473 + 1/7 MHz (N is an integer from 0 to 49), the default oscillation frequency of the frequency synthesizer used for the tuner is 6N + 473 + 1/7 + 32/63 MHz or 6N + 473 + 1 / 7-32 / 63 MHz.
[0009]
The center frequency of the UHF 13 channel, which is the lowest channel in the UHF band used for terrestrial digital broadcasting, is 473 + 1/7 MHz as shown in FIG.
[0010]
However, a frequency synthesizer having such an oscillation frequency has the following problems.
[0011]
In the frequency synthesizer, a frequency component deviated from a desired oscillation frequency, that is, phase noise becomes a problem, but the phase noise is suppressed within the loop band of the loop filter constituting the frequency synthesizer. The upper limit of the loop band is set to be about 1/10 of the reference frequency.
[0012]
However, when the oscillation frequency is 6N + 473 + 1/7 + 32/63 MHz or 6N + 473 + 1 / 7−32 / 63 MHz, the reference frequency is, for example, 1/7 + 32/63 = 41/63 MHz or 1 + 1 / 7−32 / 63 = 40 / It is set as low as 1/63 MHz, which is an integer of 63 (1/41 or 1/40). In this case, the upper limit of the loop band is as low as about 1/640 MHz (about 1.6 KHz), and it is difficult to suppress phase noise in the loop filter.
[0013]
Further, when the reference frequency is low, the frequency dividing number of the variable frequency divider constituting the frequency synthesizer increases, so that the circuit scale increases and the power consumption increases. Further, since the frequency dividing number is large, the frequency of phase comparison with respect to the oscillation frequency is reduced, and phase noise is likely to occur.
[0014]
In the case of the predetermined intermediate frequency of 64/63 MHz, 128/63 MHz or 256/636 MHz, there is a similar problem if the reference frequency is set low as 1/63 MHz.
[0015]
As a technique for setting the reference frequency high, for example, a phase locked loop circuit disclosed in Patent Document 1 can be cited. In this document, an integer value + fractional value is obtained as an average division ratio by switching a plurality of integer division ratios using a variable frequency divider having a variable number of integer division ratios. It is disclosed that the reference frequency is increased.
[0016]
[Patent Document 1]
JP 2002-16494 (release date: January 18, 2002)
[0017]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above-described phase-locked loop circuit, the circuit for switching the frequency division ratio is complicated, so that not only the number of parts increases, but also power consumption increases. Also, in the in-phase locked loop circuit, CPU control using a memory and a CPU is necessary for switching the frequency divider, and access to the memory at a high frequency may not be in time because the memory access speed is low. It is a problem to have sex.
[0018]
The present invention has been made in view of the above problems, and in a band assignment broadcasting system such as digital terrestrial television broadcasting, the reference frequency is high, phase noise can be easily suppressed, circuit scale and power consumption. Is intended to provide a low frequency synthesizer, tuner and receiver.
[0019]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problem, a frequency synthesizer according to the present invention is a frequency synthesizer including a phase-locked loop that controls a first reference frequency and an integer frequency of an output frequency to coincide with each other. A crystal oscillator that generates a reference signal of a predetermined frequency; The first reference frequency is a frequency synthesizer The output frequency And a sub-phase locked loop that outputs a fixed frequency signal having a fixed frequency based on the second reference frequency, and is set in the phase locked loop to A mixing unit that mixes an output frequency and the fixed frequency, and the phase-locked loop includes: Predetermined frequency of reference signal Having a first fixed frequency divider that generates the first reference frequency by dividing the frequency by a fixed division ratio, and the sub-phase locked loop includes: Predetermined frequency of reference signal It is characterized by having a second fixed frequency divider that generates the second reference frequency by dividing the frequency by a fixed frequency division ratio.
[0020]
In the above frequency synthesizer, the phase locked loop is controlled based on, for example, a phase comparator that outputs a phase difference between a reference frequency signal and a frequency-divided signal output from a variable frequency divider, and an output of the phase comparator. A control voltage generator for generating a voltage; a voltage-controlled oscillator that outputs an oscillation frequency signal having a frequency controlled based on the control voltage; and a variable that divides the oscillation frequency signal into a number of different frequencies according to the number of channels. And a frequency divider. The reference frequency may be obtained by, for example, a fixed frequency divider or directly from a crystal oscillator that generates a reference signal, but a higher reference frequency can be obtained by dividing the frequency by the fixed frequency divider. .
[0021]
In the above configuration, since the reference frequency is set to be a fraction of an integer obtained by offsetting the predetermined oscillation frequency by a predetermined frequency, the numerical value of the denominator of the oscillation frequency (output frequency) can be reduced. . Therefore, the reference frequency can be increased.
[0022]
For example, if the default oscillation frequency is 6N + 473 + 1/7 + 32/63 MHz with respect to the number of channels of terrestrial digital television broadcasting 13 + N (N is an integer from 0 to 49), an offset of −1/126 MHz is provided for this default oscillation frequency. From the phase locked loop, an oscillation frequency of 6N + 473 + 1/7 + 1/2 MHz is obtained. Thereby, since the fractional part of the oscillation frequency is 1/7 + 1/2 = 9/14 MHz, the numerical value of the denominator of the oscillation frequency becomes 14, which is smaller than the conventional numerical value. Therefore, if the reference frequency is set to 1/14 MHz, which is 1/9 of an integer of 9/14 MHz, a high reference frequency can be obtained.
[0023]
Similarly to the above case, when the default oscillation frequency is 6N + 473 + 1/7 + 32/63 MHz, if a 1/63 MHz offset is provided for this default oscillation frequency, the oscillation becomes 6N + 473 + 1/7 + 33/63 MHz from the phase-locked loop. The frequency is obtained. As a result, since the fractional part of the oscillation frequency is 1/7 + 33/63 MHz = 2/3 MHz with respect to 1/7 + 32/63 = 41/63 MHz, the numerical value of the denominator of the oscillation frequency is 3, which is smaller than the conventional numerical value. Become. Therefore, if the reference frequency is set to 1/3 MHz, which is an integral fraction (1/2) of 2/3 MHz, a high reference frequency can be obtained.
[0024]
Therefore, the upper limit of the loop band of the phase locked loop is also increased according to the reference frequency (about 1/10 of the reference frequency).
[0025]
The frequency synthesizer includes a sub-phase locked loop that outputs a fixed frequency, and a mixing unit that mixes the output frequency and the fixed frequency in the phase locked loop. By Since the fixed frequency output from the secondary phase locked loop and the output frequency output from the phase locked loop are mixed in the mixing section, the reference frequency is further increased compared to the frequency synthesizer with a single phase locked loop. be able to.
[0026]
In this frequency synthesizer, it is preferable that the reference frequency f1 of the phase-locked loop and the reference frequency f2 of the sub-phase-locked loop are set as follows.
(A) f1 = 1/2 MHz, f2 = 8/7 MHz
(B) f1 = 1 MHz, f2 = 8/3 MHz
(C) f1 = 3 MHz, f2 = 16/3 MHz
In the combination (a), the upper limit of the loop band can be increased to about 1/20 MHz. Thereby, phase noise can be suppressed more greatly.
[0027]
In the combination (b), the upper limit of the loop band can be increased to about 1/10 MHz. Thereby, phase noise can be suppressed more greatly.
[0028]
In the combination (c), the upper limit of the loop band can be increased to about 3/10 MHz. Thereby, phase noise can be suppressed more greatly.
[0029]
A tuner according to the present invention includes the frequency synthesizer having any one of the above-described configurations. As a result, it is possible to provide a tuner with a small phase noise and a small circuit scale and power consumption.
[0030]
This tuner preferably outputs an intermediate frequency of 1/2 MHz or 33/63 MHz. 1/2 MHz is the lowest frequency among the frequencies corresponding to the offset of 1/126 MHz of the oscillation frequency in the frequency synthesizer. 33/63 MHz is the lowest frequency among the frequencies corresponding to the offset of 1/63 MHz of the oscillation frequency in the frequency synthesizer. The intermediate frequency is sampled by using an analog-to-digital converter provided for digital processing in the OFDM demodulator at the latter stage of the tuner, so that the lower one can lower the sampling frequency, and the analog-to-digital converter Power consumption can be reduced.
[0031]
The receiver according to the present invention includes the tuner and an offset removing unit that removes the offset from an intermediate frequency output from the tuner.
[0032]
In such a configuration, since the offset included in the intermediate frequency output from the tuner is removed by the removal unit, a predetermined intermediate frequency can be obtained. Therefore, the intermediate frequency can be normally amplified.
[0033]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 8 as follows.
[0034]
[First Reference example ]
FIG. 1 shows the first Reference example 1 shows the configuration of a direct frequency dividing type frequency synthesizer.
[0035]
This frequency synthesizer includes a crystal oscillator 1, a fixed frequency divider 2, a phase comparator 3, a loop filter 4, a voltage controlled oscillator 5, and a variable frequency divider 6. In this frequency synthesizer, a phase locked loop 7 is formed by the phase comparator 3, the loop filter 4, the voltage controlled oscillator 5, and the variable frequency divider 6.
[0036]
The crystal oscillator 1 generates a signal having a predetermined frequency, for example, 16 MHz. The fixed divider 2 divides the 16 MHz signal by a fixed division ratio 224 and outputs a 1/224 1/14 MHz signal as a reference frequency signal. The reference frequency signal of 1/14 MHz becomes 1 / (1/9) of an integer of 41 / 63-1 / 126 = 9/14 obtained by subtracting the offset of 1/126 MHz from 1/7 + 32/63 = 41/63 MHz. ing.
[0037]
The phase comparator 3 detects the phase difference between the input reference frequency signal and the frequency-divided signal from the variable frequency divider 6 and outputs the phase difference as a voltage or current pulse-like phase difference signal. The loop filter 4 integrates the phase difference signal and removes the unnecessary component included in the phase difference signal output from the phase comparator 3 and determines the overall response characteristic of the phase locked loop 7. A control voltage applied to the controlled oscillator 5 is output. The voltage controlled oscillator 5 generates an output signal having a frequency corresponding to the input control voltage.
[0038]
The variable frequency divider 6 divides the output signal of the voltage controlled oscillator 5, that is, the output signal of the frequency synthesizer, to 1 / (84N + 6631) by a variable frequency division ratio 84N + 6631 (N is an integer from 0 to 49). The result of the rotation is output to the phase comparator 3 as a divided signal. The variable frequency divider 6 is constituted by a programmable counter in order to divide by a variable frequency dividing ratio 84N + 6631. For example, the frequency dividing ratio of the variable frequency divider 6 is 6631 to 10747, which is realized by a 14-bit counter.
[0039]
More specifically, the variable frequency divider 6 is configured by a variable frequency dividing circuit generally called a “pulse swallow counter”. This variable frequency dividing circuit includes a frequency dividing circuit capable of switching between M frequency dividing and M + 1 frequency dividing, and a counter for counting pulses after frequency division by the frequency dividing circuit. This counter counts the divided pulses, thereby controlling the frequency dividing circuit so that the LA count is divided by M and the A count is divided by M + 1. Thereby, as a total, (LA) × M + A × (M + 1) = L × M + A frequency division is realized, and an output pulse obtained by dividing the input pulse by L × M + A is output. The variable frequency divider 6 has a time interval of about 1 / L of one comparison cycle in the phase comparator 3 (because it becomes about 1 / L because the period of dividing by M is different from the period of dividing by M + 1). Switch between frequency division and M + 1 frequency division. Therefore, the integer division of 84N + 6631 can be realized by appropriately setting the integers M, L, and A.
[0040]
In the frequency synthesizer configured as described above, the frequency control of the output signal is performed as follows. When the phase of the frequency-divided signal is ahead of the phase of the reference frequency signal, the control voltage is controlled so that the oscillation frequency of the voltage-controlled oscillator 5 is lowered. On the other hand, when the phase of the divided signal is delayed from the phase of the reference frequency signal, the control voltage is controlled so that the oscillation frequency of the voltage controlled oscillator 5 becomes higher. Thereby, the phases of the reference frequency signal and the frequency-divided signal match, and the frequencies of the reference frequency signal and the frequency-divided signal match. Therefore, the frequency of the output signal of the frequency synthesizer is 1/14 × (84N + 6631) = 6N + 473 + 1/7 + 1/2 MHz.
[0041]
As above, the book Reference example The frequency synthesizer provides an offset of −1/126 MHz to the predetermined oscillation frequency 6N + 473 + 1/7 + 32/63 MHz, and obtains an output signal frequency of 6N + 473 + 1/7 + 32 / 63-1 / 126 MHz = 6N + 473 + 1/7 + 1/2 MHz. Thereby, the reference frequency can be set to a high 1/14 MHz by using the fact that 1/7 + 1/2 = 9/14 MHz. Therefore, since the upper limit of the loop band is increased to about 1/140 MHz (about 7 kHz), which is 1/10 of the reference frequency, phase noise can be easily suppressed.
[0042]
[No. 1 Embodiment of
FIG. 1 1 shows a configuration of a mixer-type frequency synthesizer according to the embodiment.
[0043]
This frequency synthesizer includes a crystal oscillator 11, a fixed divider 12, a phase comparator 13, a loop filter 14, a voltage control oscillator 15, a mixer 16, a low-pass filter 17, a variable divider 18, a fixed divider 19, and a phase comparison. 20, a loop filter 21, a voltage controlled oscillator 22, and a variable frequency divider 23. In this frequency synthesizer, the phase comparator 13, the loop filter 14, the voltage controlled oscillator 15, the mixer 16, the low pass filter 17 and the variable frequency divider 18 form a first phase locked loop 24. In this frequency synthesizer, the phase comparator 20, the loop filter 21, the voltage controlled oscillator 22, and the variable frequency divider 23 form a second phase locked loop 25.
[0044]
The crystal oscillator 11 generates a signal having a predetermined frequency, for example, 16 MHz, similarly to the crystal oscillator 1 described above. The fixed frequency divider 12 divides the 16 MHz signal by a fixed division ratio 32 and outputs a 1/32 1/2 MHz signal as the first reference frequency signal.
[0045]
The phase comparator 13 detects the phase difference between the input first reference frequency signal and the frequency-divided signal from the variable frequency divider 18 and outputs the phase difference as a voltage or current pulse-like phase difference signal. To do. The loop filter 14 integrates the phase difference signal in order to remove unnecessary components included in the phase difference signal output from the phase comparator 13 and to determine the overall response characteristic of the first phase locked loop 24. Then, the control voltage applied to the voltage controlled oscillator 15 is output. The voltage controlled oscillator 15 generates an output signal having a frequency corresponding to the control voltage from the loop filter 14.
[0046]
The mixer 16 synthesizes the frequency of the output signal of the voltage controlled oscillator 15 and the frequency of the fixed frequency signal from the voltage controlled oscillator 22 described later. Specifically, the mixer 16 generates frequencies of fa−fb and fa + fb by multiplying, for example, two frequencies of fa and fb (fa> fb).
[0047]
The low pass filter 17 removes unnecessary high frequency components in the synthesized frequency signal from the mixer 16.
[0048]
The variable frequency divider 18 divides the synthesized frequency signal from the low-pass filter 17 by 1 / (12N + 17) by a variable frequency division ratio 12N + 17 (N is an integer from 0 to 49), and divides the frequency division result. The signal is output to the phase comparator 13 as a signal. Since the variable frequency divider 18 divides the frequency by a variable frequency dividing ratio 12N + 17, the variable frequency divider 18 is constituted by a programmable counter such as a pulse swallow counter as in the above-described variable frequency divider 6 (see FIG. 1). For example, the frequency dividing ratio of the variable frequency divider 18 is 17 to 605, which is realized by a 10-bit counter.
[0049]
The fixed frequency divider 19 divides the 16 MHz signal generated by the crystal oscillator 11 by a fixed frequency dividing ratio 14 and outputs a 1/14 8/7 MHz signal as the second reference frequency signal.
[0050]
The phase comparator 20 detects the phase difference between the input second reference frequency signal and the frequency-divided signal from the fixed frequency divider 23, and outputs the phase difference as a voltage or current pulse-like phase difference signal. To do. The loop filter 21 integrates the phase difference signal in order to remove unnecessary components included in the phase difference signal output from the phase comparator 20 and to determine the overall response characteristic of the second phase locked loop 25. Then, a control voltage applied to the voltage controlled oscillator 22 is output.
[0051]
The voltage controlled oscillator 22 generates a fixed frequency signal having a frequency corresponding to the control voltage from the loop filter 21, that is, 3256/7 MHz. The fixed divider 23 divides the output signal from the voltage controlled oscillator 22 by 1/407 with a fixed division ratio 407 and outputs the divided result to the phase comparator 20 as a divided signal.
[0052]
Here, a method for setting the first and second reference frequencies will be described.
[0053]
With respect to 6N + 473 + 1/7 + 1/2, a reference frequency is considered as follows by dividing into an integral multiple of 1/7 and an integral multiple of 1/2.
[0054]
6N + 473 + 1/7 + 1/2
= (6N + K + 1/2) + (473-K + 1/7)
= (12N + 2K + 1) / 2 + (3312-7K) / 7
Here, K is an integer. From the first term on the right side, the first reference frequency is determined to be 1/2 MHz. The second term on the right side is a fixed frequency synthesized by the mixer 16, and the second reference frequency is an integral fraction of (3312-7K) / 7 MHz.
[0055]
For the fixed frequency of the second term, K is determined by performing the following three evaluations.
(1) Increase the second reference frequency as much as possible.
(2) The second reference frequency is set to a value that can be generated by a signal from the crystal oscillator 11 that is the same as the first reference frequency.
(3) (3312-7K) / 7 so that the low-frequency filter 17 can sufficiently remove unnecessary high-frequency components out of the low-frequency components and the high-frequency components generated by the mixer 16. Increase
[0056]
K = 8 satisfies the above conditions. In this case, (3312-7K) / 7 = 3256/7 = 2 3 Since × 11 × 37/7, the second reference frequency is 2 3 / 7 = 8/7 MHz.
[0057]
Note that the above condition is satisfied even when K = 0. That is, when K = 0,
(12N + 2K + 1) / 2 + (3312-7K) / 7
= (12N + 1) / 2 + (3311 + 1) / 7
= 6N + 1/2 + 473 + 1/7
It becomes.
[0058]
In the frequency synthesizer configured as described above, the frequency control of the output signal is performed as follows. When the phase of the frequency-divided signal from the variable frequency divider 18 is ahead of the phase of the first reference frequency signal, the control voltage is controlled so that the oscillation frequency of the voltage-controlled oscillator 15 is lowered. On the other hand, when the phase of the frequency-divided signal from the variable frequency divider 18 is delayed from the phase of the first reference frequency signal, the control voltage is controlled so that the oscillation frequency of the voltage-controlled oscillator 15 becomes higher. As a result, the phases of the first reference frequency signal and the frequency-divided signal match, and the frequencies of the first reference frequency signal and the frequency-divided signal match.
[0059]
Therefore, the output signal of the frequency synthesizer is ½ × (12N + 17) + 3256/7 = 6N + 473 + 1/7 + ½ MHz by combining the frequencies fa and fb of the first and second phase locked loops 24 and 25. Further, in the mixer 16, fa− = fb = ((12N + 17) / 2 + 3256/7) by multiplying fa (= 6N + 473 + 1/7 + 1/2 = (12N + 17) / 2 + 3256/7 MHz) and fb (= 3256/7 MHz). )-(3256/7) = (12N + 17) / 2 MHz, the first reference frequency can be set to 1/2 MHz.
[0060]
In fa = 6N + 473 + 1/7 + 1/2 MHz, when trying to collectively deal with 1/7 and 1/2 terms that cannot be expressed as integers, 1/7 + 1/2 = 9/14 and the denominator becomes large, so the reference frequency becomes low. Therefore, if the 1/7 and 1/2 terms are separated and the 1/2 term is considered as the center, the 1/7 term becomes a frequency that cannot be expressed by an integral multiple of 1/2. Therefore, by generating the frequency fb of 3256/7 obtained by adding 465 to 1/7, the frequency to be generated by the phase locked loop 24 is 6N + 473 + 1/7 + 1 / 2−3256 / 7 = (12N + 17 ) / 2 (an integral multiple of 1/2).
[0061]
As described above, in the frequency synthesizer of the present embodiment, the default oscillation frequency is 6N + 473 + 1/7 + 32/63 MHz with an offset of −1/126 MHz, and 6N + 473 + 1/7 + 32 / 63-1 / 126 MHz = 6N + 473 + 1/7 + 1/2 MHz. The output signal frequency is obtained. The frequency synthesizer obtains the above frequency by synthesizing the frequencies generated by the first and second phase locked loops 24 and 25.
[0062]
Thereby, the first reference frequency can be set high to 1/2 MHz, and the second reference frequency can also be set high to 8/7 MHz. As a result, the first having a single phase-locked loop Reference example An output frequency higher than that of the frequency synthesizer can be obtained. Therefore, the upper limit of the loop band is increased to about 1/20 MHz (about 50 kHz), so that phase noise can be easily suppressed. Further, by having the first and second phase locked loops 24 and 25, it is possible to appropriately set the combination of the frequencies to be generated so that the reference frequency of any phase locked loop is increased.
[0063]
Since the first reference frequency 1/2 MHz is smaller than the second reference frequency 8/7 MHz, the upper limit of the loop band of the loop filter 14 is lower than the upper limit of the loop band of the loop filter 21. Therefore, it is the loop band of the loop filter 14 that affects the phase noise of the entire frequency synthesizer. This is the second 2 And second 3 This also applies to the embodiment.
[0064]
[No. 2 of Reference example ]
FIG. 2 of Reference example 1 shows the configuration of a direct frequency dividing type frequency synthesizer.
[0065]
This frequency synthesizer includes a crystal oscillator 31, a fixed frequency divider 32, a phase comparator 33, a loop filter 34, a voltage controlled oscillator 35, and a variable frequency divider 36. In this frequency synthesizer, a phase locked loop 37 is generated by a phase comparator 33, a loop filter 34, a voltage controlled oscillator 35 and a variable frequency divider 36.
[0066]
The crystal oscillator 31 generates a signal having a predetermined frequency, for example, 16 MHz, similarly to the crystal oscillator 1 described above. The fixed frequency divider 32 divides the 16 MHz signal by a fixed frequency division ratio 48 and outputs a 1/48 1/3 MHz signal as a reference frequency signal. The reference frequency signal of 1/3 MHz is 1/7 + 32/63 = 41/63 MHz plus an offset of 1/63 MHz, which is 1/1/2 of an integer of 41/63 + 1/63 = 2/3 MHz. .
[0067]
The phase comparator 33 detects the phase difference between the input reference frequency signal and the frequency-divided signal from the variable frequency divider 36, and outputs the phase difference as a voltage or current pulse-like phase difference signal. The loop filter 34 integrates the phase difference signal and removes the unnecessary component contained in the phase difference signal output from the phase comparator 33 and determines the overall response characteristic of the phase locked loop 37. A control voltage applied to the control oscillator 35 is output. The voltage controlled oscillator 35 generates an output signal having a frequency corresponding to the input control voltage.
[0068]
The variable frequency divider 36 divides the output signal of the voltage controlled oscillator 35, that is, the output signal of the frequency synthesizer, into 1 / (18N + 1421) by a variable frequency dividing ratio 18N + 1421 (N is an integer from 0 to 49). The result of the rotation is output to the phase comparator 33 as a divided signal. Since the variable frequency divider 36 divides the frequency by a variable frequency dividing ratio 18N + 1421, it is constituted by a programmable counter such as a pulse swallow counter, similar to the above-described variable frequency divider 6 (see FIG. 1). For example, the frequency dividing ratio of the variable frequency divider 36 is 1421 to 2303, and is realized by a 12-bit counter.
[0069]
In the frequency synthesizer configured as described above, the frequency control of the output signal is performed as follows. When the phase of the frequency-divided signal is ahead of the phase of the reference frequency signal, the control voltage is controlled so that the oscillation frequency of the voltage-controlled oscillator 35 is lowered. On the other hand, when the phase of the frequency-divided signal is delayed from the phase of the reference frequency signal, the control voltage is controlled so that the oscillation frequency of the voltage-controlled oscillator 35 becomes higher. Thereby, the phases of the reference frequency signal and the frequency-divided signal match, and the frequencies of the reference frequency signal and the frequency-divided signal match. Therefore, the frequency of the output signal of the frequency synthesizer is 1/3 × (18N + 1422) = 6N + 473 + 1/7 + 33/63 MHz.
[0070]
As above, the book Reference example The frequency synthesizer provides an output signal frequency of 6N + 473 + 1/7 + 32/63 + 1/63 MHz = 6N + 473 + 1/7 + 33/63 MHz by providing an offset of 1/63 MHz to the predetermined oscillation frequency 6N + 473 + 1/7 + 32/63 MHz. Thereby, the reference frequency can be set to a high 1/3 MHz by using the fact that 1/7 + 33/63 = 2/3 MHz. Therefore, since the upper limit of the loop band is increased to about 1/30 MHz (about 33 kHz), phase noise can be easily suppressed.
[0071]
The variable frequency divider 36 includes a first Reference example This frequency synthesizer is realized by a 12-bit counter because the frequency division ratio is smaller than that of the variable frequency divider 6 realized by a 14-bit counter. Thereby, compared with the variable frequency divider 6, the circuit scale of the variable frequency divider 36 can be made small, and power consumption can be reduced. Further, since the frequency division ratio is small, the frequency of phase comparison in the phase comparator 33 with respect to the oscillation frequency increases, so that phase noise is less likely to occur.
[0072]
[No. 2 Embodiment of
FIG. 2 1 shows a configuration of a mixer-type frequency synthesizer according to the embodiment.
[0073]
This frequency synthesizer includes a crystal oscillator 41, a fixed frequency divider 42, a phase comparator 43, a loop filter 44, a voltage controlled oscillator 45, a mixer 46, a low-pass filter 47, a variable frequency divider 48, a fixed frequency divider 49, and a phase comparison. 50, a loop filter 51, a voltage controlled oscillator 52, and a variable frequency divider 53. In this frequency synthesizer, the phase comparator 43, the loop filter 44, the voltage controlled oscillator 45, the mixer 46, the low-pass filter 47 and the variable frequency divider 48 form a first phase locked loop 54. In the present frequency synthesizer, the phase comparator 50, the loop filter 51, the voltage controlled oscillator 52, and the variable frequency divider 53 form a second phase locked loop 55.
[0074]
The crystal oscillator 41 generates a signal having a predetermined frequency, for example, 16 MHz, like the crystal oscillator 1 described above. The fixed divider 42 divides the 16 MHz signal by a fixed division ratio 16 and outputs a 1/16 1 MHz signal as a first reference frequency signal.
[0075]
The phase comparator 43 detects the phase difference between the input first reference frequency signal and the frequency-divided signal from the variable frequency divider 48, and outputs the phase difference as a voltage or current pulse-like phase difference signal. To do. The loop filter 44 integrates the phase difference signal in order to remove unnecessary components included in the phase difference signal output from the phase comparator 43 and to determine the overall response characteristic of the first phase locked loop 54. Then, a control voltage to be applied to the voltage controlled oscillator 45 is output. The voltage controlled oscillator 45 generates an output signal having a frequency corresponding to the control voltage from the loop filter 44.
[0076]
The mixer 46 combines the frequency of the output signal of the voltage controlled oscillator 45 with the frequency of the fixed frequency signal from the voltage controlled oscillator 52 described later. The low pass filter 47 removes unnecessary high frequency components in the synthesized frequency signal from the mixer 46. The variable frequency divider 48 divides the synthesized frequency signal from the low-pass filter 47 into 1 / (6N + 7) by a variable frequency division ratio 6N + 7 (N is an integer from 0 to 49), and divides the frequency division result. The signal is output to the phase comparator 43 as a signal. Since the variable frequency divider 48 divides the frequency by a variable frequency dividing ratio 6N + 7, the variable frequency divider 48 is configured by a programmable counter such as a pulse swallow counter like the above-described variable frequency divider 6 (see FIG. 1). For example, the frequency dividing ratio of the variable frequency divider 48 is 7 to 301, which is realized by a 9-bit counter.
[0077]
The fixed divider 49 divides the 16 MHz signal generated by the crystal oscillator 41 by a fixed division ratio 6 and outputs a 1/6 8/3 MHz signal as the second reference frequency signal. The phase comparator 50 detects the phase difference between the input second reference frequency signal and the frequency-divided signal from the fixed frequency divider 53, and outputs the phase difference as a voltage or current pulse-like phase difference signal. To do. The loop filter 51 integrates the phase difference signal in order to remove unnecessary components included in the phase difference signal output from the phase comparator 50 and to determine the overall response characteristic of the second phase locked loop 55. As a result, the control voltage applied to the voltage controlled oscillator 52 is output.
[0078]
The voltage controlled oscillator 52 generates a frequency corresponding to the control voltage from the loop filter 51, that is, a fixed frequency signal of 1400/3 MHz. The fixed frequency divider 53 divides the output signal from the voltage controlled oscillator 52 by a fixed frequency division ratio, for example, 175 to 1/175, and outputs the frequency division result to the phase comparator 50 as a frequency divided signal.
[0079]
Here, a method for setting the first and second reference frequencies will be described.
[0080]
With respect to 6N + 473 + 1/7 + 33/63 = 6N + 473 + 2/3, a reference frequency is considered as follows by dividing into an integral multiple of 1 and an integral multiple of 1/3.
[0081]
6N + 473 + 2/3 = (6N + K) + (473-K + 2/3)
= (6N + K) + (1421-3K) / 3
Here, K is an integer. From the first term on the right side, the first reference frequency is determined to be 1 MHz. Also, the second term on the right side is a fixed frequency synthesized by the mixer 46, and the second reference frequency is an integral fraction of (1421-3K) / 3 MHz.
[0082]
For the fixed frequency of the second term, K is determined by performing the following three evaluations.
(1) Increase the second reference frequency as much as possible.
(2) The second reference frequency is set to a value that can be generated by a signal from the crystal oscillator 41 that is the same as the first reference frequency.
(3) (1421-3K) / 3 so that the low-frequency filter 47 can sufficiently remove unnecessary high-frequency components out of the low-frequency components and the high-frequency components generated by the mixer 46. Increase
[0083]
K = 7 satisfies the above conditions. In this case, (1421-3K) / 3 = 1400/3 = 2 3 × 5 2 Since x 7/3, the second reference frequency is 2 3 / 3 = 8/3 MHz.
[0084]
In the frequency synthesizer configured as described above, the frequency control of the output signal is performed as follows. When the phase of the frequency-divided signal from the variable frequency divider 48 is ahead of the phase of the first reference frequency signal, the control voltage is controlled so that the oscillation frequency of the voltage-controlled oscillator 45 is lowered. On the other hand, when the phase of the frequency-divided signal from the variable frequency divider 48 is delayed from the phase of the first reference frequency signal, the control voltage is controlled so that the oscillation frequency of the voltage-controlled oscillator 45 becomes higher. As a result, the phases of the first reference frequency signal and the frequency-divided signal match, and the frequencies of the first reference frequency signal and the frequency-divided signal match. Therefore, the output signal of the frequency synthesizer is (6N + 7) + 1400/3 = 6N + 473 + 1/7 + 33/63 MHz by synthesizing the frequencies of the first and second phase locked loops 54 and 55.
[0085]
As described above, the frequency synthesizer according to the present embodiment provides an output signal of 6N + 473 + 1/7 + 32/63 + 1/63 MHz = 6N + 473 + 1/7 + 33/63 MHz by providing a predetermined oscillation frequency of 6N + 473 + 1/7 + 32/63 MHz with a 1/63 MHz offset. Is getting the frequency of The frequency synthesizer obtains the above frequency by synthesizing the frequencies generated by the first and second phase locked loops 54 and 55.
[0086]
Thereby, the first reference frequency can be set high to 1 MHz, and the second reference frequency can also be set high to 8/3 MHz. This results in a second phase having a single phase-locked loop. 2 of Reference example An output frequency higher than that of the frequency synthesizer can be obtained. Therefore, the upper limit of the loop band is increased to about 1/10 MHz (about 100 kHz), so that phase noise can be easily suppressed. The second 1 As with the frequency synthesizer of the embodiment, by having the first and second phase locked loops 54 and 55, the combination of the frequencies to be generated is appropriately set so that the reference frequency of any phase locked loop is increased. can do.
[0087]
The variable frequency divider 48 has a first 1 In the frequency synthesizer of this embodiment, the frequency division ratio is smaller than that of the variable frequency divider 18 realized by a 10-bit counter, so that it is realized by a 9-bit counter. Thereby, compared with the variable frequency divider 18, the circuit scale of the variable frequency divider 48 can be reduced and the power consumption can be reduced. In addition, since the frequency division ratio is small, the frequency of the phase comparator 43 performing phase comparison with respect to the oscillation frequency is increased, so that phase noise is less likely to occur.
[0088]
[No. 3 Embodiment of
FIG. 3 1 shows a configuration of a mixer-type frequency synthesizer according to the embodiment.
[0089]
This frequency synthesizer includes a crystal oscillator 61, a fixed frequency divider 62, a phase comparator 63, a loop filter 64, a voltage controlled oscillator 65, a mixer 66, a low pass filter 67, a variable frequency divider 68, a fixed frequency divider 69, and a phase comparison. 70, a loop filter 71, a voltage controlled oscillator 72, and a variable frequency divider 73. In the present frequency synthesizer, a first phase locked loop 74 is formed by the phase comparator 63, the loop filter 64, the voltage controlled oscillator 65, the mixer 66, the low pass filter 67 and the variable frequency divider 68. In this frequency synthesizer, the phase comparator 70, the loop filter 71, the voltage controlled oscillator 72, and the variable frequency divider 73 form a second phase locked loop 75.
[0090]
The crystal oscillator 61 generates a signal having a predetermined frequency, for example, 48 MHz. The fixed divider 62 divides the 48 MHz signal by a fixed division ratio 16 and outputs a 1/16 3 MHz signal as a first reference frequency signal.
[0091]
The phase comparator 63 detects the phase difference between the input first reference frequency signal and the frequency-divided signal from the variable frequency divider 68, and outputs the phase difference as a voltage or current pulse-like phase difference signal. To do. The loop filter 64 integrates the phase difference signal in order to remove unnecessary components included in the phase difference signal output from the phase comparator 63 and determine the overall response characteristic of the first phase locked loop 74. Then, the control voltage applied to the voltage controlled oscillator 65 is output. The voltage controlled oscillator 65 generates an output signal having a frequency corresponding to the control voltage from the loop filter 64.
[0092]
The mixer 66 synthesizes the frequency of the output signal of the voltage controlled oscillator 65 and the frequency of the fixed frequency signal from the voltage controlled oscillator 72 described later. The low pass filter 67 removes unnecessary high frequency components in the synthesized frequency signal from the mixer 66. The variable frequency divider 68 divides the synthesized frequency signal from the low-pass filter 67 into 1 / (2N + 5) by a variable frequency dividing ratio 2N + 5 (N is an integer from 0 to 49), and divides the frequency division result. The signal is output to the phase comparator 63 as a signal. Since the variable frequency divider 68 divides the frequency by a variable frequency dividing ratio 2N + 5, the variable frequency divider 68 is constituted by a programmable counter such as a pulse swallow counter as in the above-described variable frequency divider 6 (see FIG. 1). For example, the frequency dividing ratio of the variable frequency divider 68 is 5 to 103, and is realized by a 7-bit counter.
[0093]
The fixed frequency divider 69 divides the 48 MHz signal generated by the crystal oscillator 61 by a fixed frequency dividing ratio of 9, and outputs a 1/9 16/3 MHz signal as a second reference frequency signal. The phase comparator 70 detects the phase difference between the input second reference frequency signal and the frequency-divided signal from the fixed frequency divider 73, and outputs the phase difference as a voltage or current pulse-like phase difference signal. To do. The loop filter 71 integrates the phase difference signal in order to remove unnecessary components included in the phase difference signal output from the phase comparator 70 and determine the overall response characteristic of the second phase locked loop 75. As a result, the control voltage applied to the voltage controlled oscillator 72 is output.
[0094]
The voltage controlled oscillator 72 generates a fixed frequency signal having a frequency corresponding to the control voltage from the loop filter 71, that is, 1376/3 MHz. The fixed frequency divider 73 divides the output signal from the voltage controlled oscillator 72 by 1/86 by a fixed frequency division ratio 86 and outputs the frequency division result to the phase comparator 70 as a frequency division signal.
[0095]
Here, a method for setting the first and second reference frequencies will be described.
[0096]
In this frequency synthesizer, 1 Or second 2 The first reference frequency is raised by raising the oscillation frequency of the crystal oscillator 61 to 48 MHz as compared with the frequency synthesizer of the embodiment. That is, with respect to 6N + 473 + 1/7 + 33/63 = 6N + 473 + 2/3, the reference frequency is considered as follows by dividing into an integral multiple of 3 and an integral multiple of 1/3.
[0097]
6N + 473 + 2/3 = 3 (2N + K) + (473-3K + 2/3)
= 3 (2N + K) + (1421-9K) / 3
Here, K is an integer. From the first term on the right side, the first reference frequency is determined to be 3 MHz. The second term on the right side is a fixed frequency synthesized by the mixer 66, and the second reference frequency is an integral fraction of (1421-9K) / 3 MHz.
[0098]
For the fixed frequency of the second term, K is determined by performing the following three evaluations.
(1) Increase the second reference frequency as much as possible.
(2) The second reference frequency is set to a value that can be generated by the same signal from the crystal oscillator 61 as the first reference frequency.
(3) (1421-9K) / 3 so that the low-frequency filter 67 can sufficiently remove unnecessary high-frequency components out of the low-frequency components and the high-frequency components generated by the mixer 66. Increase
[0099]
The condition that satisfies the above condition is K = 5. In this case, (1421-9K) / 3 = 1376/3 = 2 5 Since × 43/3, the second reference frequency is 2 4 / 3 = 16/3 MHz.
[0100]
In the frequency synthesizer configured as described above, the frequency control of the output signal is performed as follows. When the phase of the frequency-divided signal from the variable frequency divider 68 is ahead of the phase of the first reference frequency signal, the control voltage is controlled so that the oscillation frequency of the voltage-controlled oscillator 65 is lowered. On the other hand, when the phase of the frequency-divided signal from the variable frequency divider 68 is delayed from the phase of the first reference frequency signal, the control voltage is controlled so that the oscillation frequency of the voltage-controlled oscillator 65 becomes higher. As a result, the phases of the first reference frequency signal and the frequency-divided signal match, and the frequencies of the first reference frequency signal and the frequency-divided signal match. Therefore, the output signal of the frequency synthesizer is 3 × (2N + 5) + 1376/3 = 6N + 473 + 1/7 + 33/63 MHz by synthesizing the frequencies of the first and second phase locked loops 74 and 75.
[0101]
As described above, the frequency synthesizer according to the present embodiment provides an output signal of 6N + 473 + 1/7 + 32/63 + 1/63 MHz = 6N + 473 + 1/7 + 33/63 MHz by providing a predetermined oscillation frequency of 6N + 473 + 1/7 + 32/63 MHz with a 1/63 MHz offset. Is getting the frequency of The frequency synthesizer obtains the above frequency by synthesizing the frequencies generated by the first and second phase locked loops 74 and 75.
[0102]
Thereby, the first reference frequency can be set high to 3 MHz, and the second reference frequency can also be set high to 16/3 MHz. As a result, 2 An output frequency higher than that of the frequency synthesizer of the embodiment can be obtained. Therefore, since the upper limit of the loop band is increased to about 3/10 MHz (about 300 kHz), the phase noise can be easily suppressed. The second 1 Similar to the frequency synthesizer of the embodiment, by having the first and second phase locked loops 74 and 75, the combination of the generated frequencies is appropriately set so that the reference frequency of any phase locked loop is increased. can do.
[0103]
The variable frequency divider 68 includes a first 2 In the frequency synthesizer of this embodiment, since the frequency division ratio is smaller than that of the variable frequency divider 48 realized by a 9-bit counter, the frequency synthesizer is realized by a 7-bit counter. Thereby, compared with the variable frequency divider 48, the circuit scale of the variable frequency divider 68 can be reduced and the power consumption can be reduced. Further, since the frequency division ratio is small, the frequency of phase comparison in the phase comparator 63 with respect to the oscillation frequency is increased, so that phase noise is less likely to occur.
[0104]
The first 1 The second 2 And second 3 In the frequency synthesizer of the embodiment, a fixed frequency to be synthesized with the output frequency by the mixer is generated in the second phase-locked loop, but the present invention is not limited to this. For example, even if the configuration includes another circuit for generating a fixed frequency, the first reference frequency can be increased. As another circuit, for example, apart from the crystal oscillator 11 shown in FIG. 2, a crystal oscillator that directly generates a fixed frequency can be cited. In such a configuration, the circuit after the fixed frequency divider 19 becomes unnecessary.
[0105]
However, by generating a fixed frequency in the phase locked loop, two different frequencies can be generated by a common crystal oscillator. Thereby, the number of parts can be reduced, and the fixed frequency can be easily increased as described above.
[0106]
Further, when a fixed frequency higher than that obtained by a crystal oscillator is required, a phase locked loop is generally used. First 1 The second 2 And second 3 If the value of K used in the description of the fixed frequency setting in the embodiment is increased, the fixed frequency becomes a value that can be generated by a crystal oscillator. In this case, an unnecessary frequency component is removed by a low-pass filter. There is an inconvenience that it becomes difficult to remove.
[0107]
[No. 4 Embodiment of
FIG. 6 shows the first Reference example Or second 1 2 shows a configuration of a tuner including the frequency synthesizer of the embodiment as a component.
[0108]
The tuner includes an RF filter 81, an RF amplifier 82, a mixer 83, a frequency synthesizer 84, an image removal filter 85, an IF filter 86, and an IF amplifier 87.
[0109]
The RF filter 81 removes unnecessary components from the RF input, and passes only components that need to be subjected to subsequent processing. The RF amplifier 82 is a circuit that amplifies the signal from the RF filter 81 with a gain controlled based on a control signal (RF AGC signal). The mixer 83 mixes the local oscillation signal generated by the frequency synthesizer 84 and the signal passed through the RF amplifier 82. In the mixer 83, the frequency of the RF input from the RF amplifier 82 is multiplied by the local oscillation frequency of the frequency synthesizer 84.
[0110]
The frequency synthesizer 84 is the first synthesizer described above. Reference example Or second 1 And generates a signal having a local oscillation frequency of 6N + 473 + 1/7 + 1/2 MHz corresponding to a designated channel 13 + N (N is an integer from 0 to 49). The image removal filter 85 removes unnecessary image components from the frequency of the signal input from the mixer 83. The IF filter 86 further removes unnecessary frequency components from the signal input from the image removal filter 85. The IF amplifier 87 amplifies the signal that has passed through the IF filter 86 with a gain controlled based on the control signal (IF AGC signal).
[0111]
In the tuner configured as described above, the local oscillation frequency of 6N + 473 + 1/7 + 1/2 MHz generated by the frequency synthesizer 84 is multiplied by the input frequency, and after processing by the image removal filter 85 and IF filter 86, the IF amplifier 87 The frequency of the IF output obtained is ½ MHz. This intermediate frequency has an offset frequency fo of −1/126 MHz with respect to a predetermined intermediate frequency of 32/63 MHz of terrestrial digital television broadcasting.
[0112]
[No. 5 Embodiment of
FIG. Reference example of 2 The second 2 Or second 3 2 shows a configuration of a tuner including the frequency synthesizer of the embodiment as a component.
[0113]
The tuner includes an RF filter 91, an RF amplifier 92, a mixer 93, a frequency synthesizer 94, an image removal filter 95, an IF filter 96, and an IF amplifier 97.
[0114]
The RF filter 91 removes unnecessary components from the RF input and allows only components that need to be subjected to subsequent processing to pass therethrough. The RF amplifier 92 is a circuit that amplifies the signal from the RF filter 91 with a gain controlled based on a control signal (RF AGC signal). The mixer 93 mixes the local oscillation signal generated by the frequency synthesizer 94 and the signal passed through the RF amplifier 92. In the mixer 93, the frequency of the RF input from the RF amplifier 92 is multiplied by the local oscillation frequency of the frequency synthesizer 94.
[0115]
The frequency synthesizer 94 is Reference example of 2 The second 2 Or second 3 And generates a signal having a local oscillation frequency of 6N + 473 + 1/7 + 33/63 MHz corresponding to a designated channel 13 + N (N is an integer from 0 to 49). The image removal filter 95 removes unnecessary image components from the frequency of the signal input from the mixer 93. The IF filter 96 further removes unnecessary frequency components from the signal input from the image removal filter 95. The IF amplifier 97 amplifies the signal that has passed through the IF filter 96 with a gain controlled based on the control signal (IF AGC signal).
[0116]
In the tuner configured as described above, the local oscillation frequency of 6N + 473 + 1/7 + 33/63 MHz generated by the frequency synthesizer 94 is multiplied by the input frequency, and after processing by the image removal filter 95 and IF filter 96, the IF amplifier 97 The frequency of the obtained IF output is 33/63 MHz. This intermediate frequency has an offset frequency fo of 1/63 MHz with respect to a predetermined intermediate frequency 32/63 MHz of terrestrial digital television broadcasting.
[0117]
As mentioned above First reference example, second reference example, first to fifth In this embodiment, the default oscillation frequency of the frequency synthesizer is 6N + 473 + 1/7 + 32/63 MHz (N is an integer from 0 to 49), but is not limited thereto. For example, the predetermined oscillation frequency may be 6M + 473 + 1 / 7-32 / 63 MHz (N is an integer from 0 to 49), and the same effect can be obtained by this predetermined oscillation frequency. In addition, the predetermined intermediate frequency is 32/63 MHz, but the same effect can be obtained even if 64/63 MHz and 128/63 MHz are 256/63 MHz.
[0118]
[No. 6 Embodiment of
FIG. 4 Or second 5 2 shows a configuration of a receiver including the tuner according to the embodiment as a constituent element.
[0119]
The receiver includes an antenna 101, a tuner 102, an automatic frequency controller (AFC (Automatic Frequency Control) in the figure) 103, and an OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplex) demodulator 104.
[0120]
The tuner 102 is the first one described above. 4 Or second 5 It is comprised by the tuner of embodiment. The tuner 102 selects a signal of a designated channel 13 + N (N is an integer from 0 to 49) from the RF input for UHF band digital terrestrial television received by the antenna 101, and converts the selected signal to IF output. Convert. As described above, the IF output frequency is obtained by adding the offset frequency fo to 32/63 MHz, which is a predetermined intermediate frequency of digital terrestrial television broadcasting. This offset frequency fo is the first frequency synthesizer in the tuner 102. Reference example Or second 1 In the case of the frequency synthesizer of the embodiment, −1/126 MHz, and the frequency synthesizer in the tuner 102 is the first Reference example of 2 The second 2 Or second 3 In the case of the frequency synthesizer of the embodiment, the frequency is 1/63 MHz.
[0121]
The automatic frequency controller 103 controls the frequency so that the intermediate frequency is correctly 32/63 MHz. The automatic frequency controller 103 adjusts the intermediate frequency to 32/63 MHz using a phase locked loop or the like if the inputted intermediate frequency is within the range of the pull-in frequency. For example, in the case of the automatic frequency controller 103 having a pull-in frequency of about ± 60 KHz, the offset frequency fo of 1/126 MHz = 7.9 KHz or 1/63 MHz = 15.9 KHz is absorbed by the above adjustment operation.
[0122]
If the offset frequency fo is simply removed, the offset frequency fo can be stored in the memory and the offset can be removed from the inputted intermediate frequency. However, such a configuration requires a memory and a circuit for controlling the memory. In addition, since the local oscillation frequency in the frequency synthesizer varies depending on the ambient temperature and changes with time, it is necessary to absorb such variations. Therefore, the automatic frequency controller 103 is required to satisfy such a requirement.
[0123]
The OFDM demodulator 104 demodulates the IF output from the automatic frequency controller 103 and outputs a TS (Transport Stream) output that is a multiplexed format signal of terrestrial digital television broadcasting.
[0124]
In the receiver configured as described above, the automatic frequency controller 103 adjusts the input frequency so as to be a predetermined intermediate frequency. As a result, even if the offset frequency fo is included in the intermediate frequency from the tuner 102, 32/63 MHz which is a predetermined intermediate frequency is obtained, so that the OFDM demodulator 104 can perform normal demodulation.
[0125]
In the above configuration, the adjustment of the intermediate frequency is performed by the automatic frequency controller 102, but this adjustment may be performed by the OFDM demodulator 104.
[0126]
【The invention's effect】
As described above, the frequency synthesizer of the present invention includes a phase-locked loop that controls the first reference frequency and an integer frequency of the output frequency to match, Also equipped with a crystal oscillator that generates a reference signal of a predetermined frequency, The first reference frequency is a frequency synthesizer The output frequency And a sub-phase locked loop that outputs a fixed frequency signal having a fixed frequency based on the second reference frequency, and is set in the phase locked loop to A mixing unit that mixes an output frequency and the fixed frequency, and the phase-locked loop includes: Predetermined frequency of reference signal Having a first fixed frequency divider that generates the first reference frequency by dividing the frequency by a fixed division ratio, and the sub-phase locked loop includes: Predetermined frequency of reference signal Is divided by a fixed frequency dividing ratio, and has a second fixed frequency divider that generates the second reference frequency.
[0127]
Thereby, the numerical value of the denominator of the oscillation frequency (output frequency) can be reduced. Therefore, the upper limit of the loop band of the phase locked loop is also increased according to the reference frequency (about 1/10 of the reference frequency). Therefore, phase noise can be easily suppressed. Further, by increasing the reference frequency, the frequency division ratio for dividing the oscillation frequency according to the number of channels can be reduced. Therefore, the circuit scale and power consumption of the frequency divider used for the frequency division can be reduced.
[0128]
The frequency synthesizer includes a sub-phase locked loop that outputs a fixed frequency, and a mixing unit that mixes the output frequency and the fixed frequency in the phase-locked loop. Since the fixed frequency and the output frequency output from the phase locked loop are mixed by the mixing unit, the reference frequency can be further increased as compared with the frequency synthesizer having a single phase locked loop.
[0129]
In addition, the tuner of the present invention includes the frequency synthesizer having the above-described configuration, so that it is possible to provide a tuner with little phase noise, small circuit scale, and low power consumption.
[0130]
The receiver according to the present invention includes the tuner and an offset removing unit that removes the offset from an intermediate frequency output from the tuner. Thereby, since the offset contained in the intermediate frequency is removed, a predetermined intermediate frequency can be obtained. Therefore, the intermediate frequency can be normally amplified.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 shows the first of the present invention. Reference example It is a block diagram which shows the structure of the direct frequency division type frequency synthesizer concerning.
FIG. 2 shows the first of the present invention. 1 It is a block diagram which shows the structure of the mixer type frequency synthesizer which concerns on this embodiment.
FIG. 3 shows the first aspect of the present invention. 2 of Reference example It is a block diagram which shows the structure of the direct frequency division type frequency synthesizer concerning.
FIG. 4 shows the first aspect of the present invention. 2 It is a block diagram which shows the structure of the mixer type frequency synthesizer which concerns on this embodiment.
FIG. 5 shows the first of the present invention. 3 It is a block diagram which shows the structure of the mixer type frequency synthesizer which concerns on this embodiment.
FIG. 6 shows the first of the present invention. 4 It is a block diagram which shows the structure of the tuner which concerns on this embodiment.
FIG. 7 shows the first of the present invention. 5 It is a block diagram which shows the structure of the tuner which concerns on this embodiment.
FIG. 8 shows the first of the present invention. 6 It is a block diagram which shows the structure of the receiver which concerns on this embodiment.
FIG. 9 is a diagram showing a frequency configuration used in digital terrestrial television broadcasting.
[Explanation of symbols]
1,11,31,41,61 crystal oscillator
2,12,19,32,42,49,62,69 Fixed frequency divider
7,37 Phase-locked loop
24, 54, 74 First phase locked loop (phase locked loop)
25, 55, 75 Second phase locked loop (sub-phase locked loop)
84,94 frequency synthesizer
102 Tuner
103 Automatic frequency controller (offset removal unit)

Claims (8)

第1の基準周波数と出力周波数の整数分の一の周波数とを一致させるように制御する位相同期ループを備えた周波数シンセサイザにおいて、
所定周波数の基準信号を発生する水晶発振器と、
前記第1の基準周波数が、周波数シンセサイザの前記出力周波数を所定周波数オフセットさせた周波数の整数分の1となるように設定され、
第2の基準周波数に基づいて固定周波数を有する固定周波数信号を出力する副位相同期ループと、
前記位相同期ループ内で前記出力周波数と前記固定周波数とを混合する混合部とを備え、
前記位相同期ループは、前記基準信号の所定周波数を固定の分周比で分周することにより前記第1の基準周波数を発生する第1の固定分周器を有し、
前記副位相同期ループは、前記基準信号の所定周波数を固定の分周比で分周することにより前記第2の基準周波数を発生する第2の固定分周器を有していることを特徴とする周波数シンセサイザ。
In a frequency synthesizer including a phase locked loop that controls a first reference frequency and a frequency that is a fraction of an output frequency to coincide with each other,
A crystal oscillator that generates a reference signal of a predetermined frequency;
The first reference frequency is set to be an integer fraction of a frequency obtained by offsetting the output frequency of the frequency synthesizer by a predetermined frequency;
A sub-phase locked loop that outputs a fixed frequency signal having a fixed frequency based on a second reference frequency;
A mixing unit for mixing the output frequency and the fixed frequency in the phase-locked loop;
The phase-locked loop includes a first fixed frequency divider that generates the first reference frequency by dividing a predetermined frequency of the reference signal by a fixed division ratio;
The sub-phase locked loop includes a second fixed frequency divider that generates the second reference frequency by dividing the predetermined frequency of the reference signal by a fixed division ratio. Frequency synthesizer to play.
前記オフセットが1/126MHzである一方、前記位相同期ループの基準周波数が1/2MHzであり、前記副位相同期ループの基準周波数が8/7MHzであることを特徴とする請求項1記載の周波数シンセサイザ。  The frequency synthesizer according to claim 1, wherein the offset is 1/126 MHz, the reference frequency of the phase-locked loop is 1/2 MHz, and the reference frequency of the sub-phase-locked loop is 8/7 MHz. . 前記オフセットが1/63MHzである一方、前記位相同期ループの基準周波数が1MHzであり、前記副位相同期ループの基準周波数が8/3MHzであることを特徴とする請求項1記載の周波数シンセサイザ。  2. The frequency synthesizer according to claim 1, wherein the offset is 1/63 MHz, the reference frequency of the phase-locked loop is 1 MHz, and the reference frequency of the sub-phase-locked loop is 8/3 MHz. 前記オフセットが1/63MHzである一方、前記位相同期ループの基準周波数が3MHzであり、前記副位相同期ループの基準周波数が16/3MHzであることを特徴とする請求項1記載の周波数シンセサイザ。  The frequency synthesizer according to claim 1, wherein the offset is 1/63 MHz, the reference frequency of the phase-locked loop is 3 MHz, and the reference frequency of the sub-phase-locked loop is 16/3 MHz. 請求項1ないし4のいずれか1項に記載の周波数シンセサイザを備えていることを特徴とするチューナ。  A tuner comprising the frequency synthesizer according to any one of claims 1 to 4. 1/2MHzの中間周波数を出力することを特徴とする請求項5記載のチューナ。  6. The tuner according to claim 5, wherein an intermediate frequency of 1/2 MHz is output. 33/63MHzの中間周波数を出力することを特徴とする請求項5記載のチューナ。  6. The tuner according to claim 5, wherein an intermediate frequency of 33/63 MHz is output. 請求項5記載のチューナと、
前記チューナから出力される中間周波数から前記オフセットを除去するオフセット除去部とを備えていることを特徴とする受信機。
A tuner according to claim 5;
A receiver comprising: an offset removing unit that removes the offset from an intermediate frequency output from the tuner.
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