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JP7617801B2 - Phase locked loop, transmitter, receiver, and method for controlling phase locked loop - Google Patents
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Phase locked loop, transmitter, receiver, and method for controlling phase locked loop Download PDF

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Description

本開示は、位相同期回路、送信機、受信機、および位相同期回路の制御方法に関する。 This disclosure relates to a phase locked loop, a transmitter, a receiver, and a method for controlling a phase locked loop.

デジタル変調を利用する送信機は、直交振幅変調などを行う変調部、ベースバンド信号をキャリア周波数帯域の信号に変換するアップコンバータ部、不要な周波数成分を抑制するバンドパスフィルタ(BPF:Band Pass Filter)などを備える。 Transmitters that use digital modulation include a modulation section that performs quadrature amplitude modulation, an up-converter section that converts baseband signals into signals in the carrier frequency band, and a band pass filter (BPF) that suppresses unnecessary frequency components.

デジタル変調では、変調信号の多値化が進むにつれ、送信機出力端におけるコンステレーションが歪みやすくなり、その結果、通信品質の劣化につながる。特に、コンステレーションマッピングを行う変調部は、基準クロック信号の周波数変動、位相変動、および位相雑音の影響を受けるため、通信品質の劣化につながりやすい。 In digital modulation, as the modulated signal becomes more multi-valued, the constellation at the transmitter output becomes more likely to become distorted, resulting in degradation of communication quality. In particular, the modulation section that performs constellation mapping is susceptible to frequency fluctuations, phase fluctuations, and phase noise in the reference clock signal, which can easily lead to degradation of communication quality.

ゆえに、位相同期(PLL:Phase Locked Loop)回路を用いることにより、発振器に起因する周波数および位相の変動ならびに雑音成分を取り除き、クロック信号をクリーンアップすることが必要である。ここで、PLL回路の出力信号周波数は、PLL回路の周囲の温度変化に伴って変化するという問題がある。 Therefore, it is necessary to use a phase locked loop (PLL) circuit to remove the frequency and phase fluctuations and noise components caused by the oscillator and clean up the clock signal. However, there is a problem in that the output signal frequency of the PLL circuit changes with the temperature change around the PLL circuit.

特開2012-044545号公報(特許文献1)に開示されたPLL回路は、PLLのメインループの他に電圧制御発振器(VCO:Voltage Controlled Oscillator)の温度特性を補償する温度補償ループを備える。具体的に、温度補償ループは、メインのPLLループにより生成される制御電圧を基準電圧と比較し、その差分値に基づいてチャージポンプ回路と温度補償ループフィルタとにより温度補償電圧を生成する。そして、この温度補償電圧により、電圧制御発振器の発振周波数が微調整される。 The PLL circuit disclosed in JP 2012-044545 A (Patent Document 1) includes a temperature compensation loop that compensates for the temperature characteristics of the voltage controlled oscillator (VCO) in addition to the main PLL loop. Specifically, the temperature compensation loop compares the control voltage generated by the main PLL loop with a reference voltage, and generates a temperature compensation voltage using a charge pump circuit and a temperature compensation loop filter based on the difference between the two. The oscillation frequency of the voltage controlled oscillator is then fine-tuned using this temperature compensation voltage.

特開2012-044545号公報JP 2012-044545 A

上記の特開2012-044545号公報(特許文献1)に開示されているように温度補償ループを設ける場合には、温度補償ループの時定数によっては温度補償ループがメインループと競合する可能性がある。競合の結果、PLLのメインループのロック外れが生じたり、出力信号の周波数の変動が生じたりする。結果として、PLL回路を備えた送信機において、良好な通信状態の確保が困難になる。 When a temperature compensation loop is provided as disclosed in the above-mentioned JP 2012-044545 A (Patent Document 1), depending on the time constant of the temperature compensation loop, the temperature compensation loop may compete with the main loop. As a result of the competition, the main loop of the PLL may lose lock, or the frequency of the output signal may fluctuate. As a result, it becomes difficult to ensure good communication conditions in a transmitter equipped with a PLL circuit.

本開示は、上記の問題点を考慮してなされたものであり、その目的の1つは、周囲温度が変化した場合でも、発振周波数の安定化を図ることが可能な位相同期回路を提供することである。なお、上記ではデジタル変調を利用した送信機を例に挙げて従来技術の問題点について説明したが、本開示の技術はPLL回路を利用した他の装置にも適用できる。 This disclosure has been made in consideration of the above problems, and one of its objectives is to provide a phase-locked loop circuit that can stabilize the oscillation frequency even when the ambient temperature changes. Note that, although the above describes the problems of the conventional technology using a transmitter that uses digital modulation as an example, the technology of this disclosure can also be applied to other devices that use a PLL circuit.

一実施形態の位相同期回路は、電圧制御発振器と、分周器と、位相比較器と、チャージポンプと、ループフィルタと、制御回路とを備える。電圧制御発振器は、第1制御パラメータおよび第1制御電圧に応じた周波数の出力信号を生成する。分周器は、電圧制御発振器の出力信号を分周する。位相比較器は、基準クロック信号と分周された出力信号との位相差を検出する。チャージポンプは、検出された位相差に応じた電流を出力する。ループフィルタは、チャージポンプの出力電流に基づいて第1制御電圧を生成する。制御回路は、位相同期回路の周囲に設けられた温度センサの検出温度に基づいて、第1制御パラメータを調整する。 The phase-locked loop circuit of one embodiment includes a voltage-controlled oscillator, a frequency divider, a phase comparator, a charge pump, a loop filter, and a control circuit. The voltage-controlled oscillator generates an output signal having a frequency according to a first control parameter and a first control voltage. The frequency divider divides the output signal of the voltage-controlled oscillator. The phase comparator detects a phase difference between a reference clock signal and the divided output signal. The charge pump outputs a current according to the detected phase difference. The loop filter generates a first control voltage based on the output current of the charge pump. The control circuit adjusts the first control parameter based on a temperature detected by a temperature sensor provided around the phase-locked loop circuit.

上記の実施形態によれば、位相同期回路の周囲に設けられた温度センサの検出温度に基づいて、第1制御パラメータを調整することにより、周囲温度が変化した場合でも、発振周波数の安定化を図ることができる。 According to the above embodiment, the first control parameter is adjusted based on the temperature detected by the temperature sensor provided around the phase locked loop, thereby stabilizing the oscillation frequency even when the ambient temperature changes.

実施の形態1の送信機1の全体構成を示すブロック図である。1 is a block diagram showing the overall configuration of a transmitter 1 according to a first embodiment. 図1のループフィルタの構成例を示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating an example of the configuration of a loop filter in FIG. 1 . ループフィルタの制御パラメータと、可変抵抗器の制御信号および可変容量の制御電圧との関係の一例を表形式で示す図である。10 is a diagram showing, in table form, an example of the relationship between the control parameters of the loop filter, the control signal of the variable resistor, and the control voltage of the variable capacitance. FIG. 図1の電圧制御発振器の構成例を示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration example of the voltage-controlled oscillator of FIG. 1 . 電圧制御発振器の制御パラメータと可変容量の制御電圧との関係の一例を表形式で示す図である。1 is a diagram showing, in table form, an example of the relationship between the control parameters of a voltage-controlled oscillator and the control voltage of a variable capacitance; ループフィルタから出力された制御電圧と電圧制御発振器の発振周波数との関係を示す図である。4 is a diagram showing the relationship between a control voltage output from a loop filter and an oscillation frequency of a voltage-controlled oscillator. FIG. 図1の温度監視部の構成例を示すブロック図である。2 is a block diagram showing a configuration example of a temperature monitoring unit in FIG. 1 . 温度センサの検出温度の時間変化に応じた温度範囲情報の出力の一例を示す図である。11A and 11B are diagrams illustrating an example of output of temperature range information corresponding to a change over time in the detected temperature of a temperature sensor. 温度センサの検出温度の時間変化に応じた温度変動情報の出力の一例を示す図である。11 is a diagram showing an example of output of temperature fluctuation information corresponding to a change over time in the temperature detected by a temperature sensor. FIG. PLL捕捉監視部の構成例を示すブロック図である。4 is a block diagram showing an example of the configuration of a PLL capture monitoring unit; PLL捕捉監視部の動作の一例を示すタイミング図である。11 is a timing diagram showing an example of the operation of a PLL capture monitoring unit. FIG. パラメータ調整部の構成例を示すブロック図である。4 is a block diagram showing an example of the configuration of a parameter adjustment unit; FIG. PLL回路の制御方法を示すフローチャートである。4 is a flowchart showing a control method of the PLL circuit. 実施の形態2の送信機1Aの全体構成を示すブロック図である。FIG. 11 is a block diagram showing the overall configuration of a transmitter 1A according to a second embodiment. 図14のパラメータ調整部33Aの構成例を示すブロック図である。FIG. 15 is a block diagram showing an example of the configuration of a parameter adjustment unit 33A in FIG. 14. 図14の分周器の構成例を示すブロック図である。FIG. 15 is a block diagram showing a configuration example of a frequency divider in FIG. 14 . 分周器の制御パラメータと分周比との関係を表形式で示す図である。FIG. 2 is a diagram showing, in table form, the relationship between the control parameters of the frequency divider and the frequency division ratio. 実施の形態2のPLL回路において、ループフィルタから出力された制御電圧と電圧制御発振器の発振周波数との関係を示す図である。13 is a diagram showing the relationship between the control voltage output from the loop filter and the oscillation frequency of the voltage controlled oscillator in the PLL circuit of the second embodiment. 基準クロック生成回路の変形例を示す図である。FIG. 13 is a diagram illustrating a modified example of the reference clock generating circuit. 実施の形態2のPLL回路の制御方法を示すフローチャートである。10 is a flowchart showing a control method of the PLL circuit according to the second embodiment. 実施の形態3の送信機1Bの全体構成を示すブロック図である。FIG. 11 is a block diagram showing the overall configuration of a transmitter 1B according to a third embodiment. 実施の形態3のPLL回路の制御方法を示すフローチャートである。13 is a flowchart showing a control method of the PLL circuit according to the third embodiment. 更新前および更新後の電圧制御発振器の制御パラメータの変換テーブルの一例を示す図である。FIG. 13 is a diagram showing an example of a conversion table of control parameters of a voltage-controlled oscillator before and after updating; 実施の形態4の送信機1Cの全体構成を示すブロック図である。FIG. 13 is a block diagram showing the overall configuration of a transmitter 1C according to a fourth embodiment. 実施の形態4のPLL回路の制御方法を示すフローチャートである。13 is a flowchart showing a control method of the PLL circuit according to the fourth embodiment. 実施の形態5の受信機2の全体構成を示すブロック図である。A block diagram showing the overall configuration of a receiver 2 of embodiment 5.

以下、各実施の形態について図面を参照して詳しく説明する。なお、同一または相当する部分には同一の参照符号を付して、その説明を繰り返さない。 Each embodiment will be described in detail below with reference to the drawings. Note that the same or corresponding parts will be given the same reference symbols and their description will not be repeated.

実施の形態1.
[送信機の全体構成]
図1は、実施の形態1の送信機1の全体構成を示すブロック図である。送信機1は、ベースバンド信号BSを受信し、受信したベースバンド信号BSを変調することにより変調信号MSを生成し、生成した変調信号MSを出力する。図1に示すように、送信機1は、送信回路10と、PLL回路11を制御するための制御回路30と、温度センサ34と、メモリ35とを備える。本開示では、制御回路30をPLL回路11の構成要素の1つとする場合もある。
Embodiment 1.
[Overall configuration of transmitter]
Fig. 1 is a block diagram showing an overall configuration of a transmitter 1 according to a first embodiment. The transmitter 1 receives a baseband signal BS, generates a modulated signal MS by modulating the received baseband signal BS, and outputs the generated modulated signal MS. As shown in Fig. 1, the transmitter 1 includes a transmission circuit 10, a control circuit 30 for controlling a PLL circuit 11, a temperature sensor 34, and a memory 35. In the present disclosure, the control circuit 30 may be one of the components of the PLL circuit 11.

送信回路10は、基準クロック生成回路12と、PLL回路11と、変調回路13とを備える。基準クロック生成回路12は、PLL回路11で使用する基準クロックCLKrefを生成する。基準クロック生成回路12として、たとえば、温度補償型水晶発振器(TCXO)が用いられる。 The transmission circuit 10 includes a reference clock generation circuit 12, a PLL circuit 11, and a modulation circuit 13. The reference clock generation circuit 12 generates a reference clock CLKref used by the PLL circuit 11. For example, a temperature compensated crystal oscillator (TCXO) is used as the reference clock generation circuit 12.

PLL回路11は、基準クロックCLKrefを受信し、受信した基準クロックCLKrefのクリーンアップを目的とした処理を行う。図1に示すように、PLL回路11は、位相比較器(PFD:Phase Frequency Detector)20と、チャージポンプ(CP:Charge Pump)21と、ループフィルタ(Loop Filter)22と、電圧制御発振器(VCO:Voltage Controlled Oscillator)23と、分周器(DIV:Divider)24とを含む。 The PLL circuit 11 receives a reference clock CLKref and performs processing for cleaning up the received reference clock CLKref. As shown in FIG. 1, the PLL circuit 11 includes a phase comparator (PFD: Phase Frequency Detector) 20, a charge pump (CP: Charge Pump) 21, a loop filter (Loop Filter) 22, a voltage controlled oscillator (VCO: Voltage Controlled Oscillator) 23, and a frequency divider (DIV: Divider) 24.

具体的に、位相比較器20は、基準クロックCLKrefと分周器24から出力された分周クロックCLKdivとの位相差を検出し、位相差に応じた電圧を出力する。チャージポンプ21は、位相比較器20から出力された位相差に応じた電圧を電流に変換する。ループフィルタ22は、チャージポンプ21の出力電流を電圧制御発振器23の制御電圧に変換するとともに、高周波成分を除去する。電圧制御発振器23は、ループフィルタ22から出力された制御電圧に応じて発振周波数が変化する発振器である。分周器24は、電圧制御発振器23から出力された出力クロックCLKoutを分周する。 Specifically, the phase comparator 20 detects the phase difference between the reference clock CLKref and the divided clock CLKdiv output from the frequency divider 24, and outputs a voltage according to the phase difference. The charge pump 21 converts the voltage according to the phase difference output from the phase comparator 20 into a current. The loop filter 22 converts the output current of the charge pump 21 into a control voltage for the voltage-controlled oscillator 23, and removes high-frequency components. The voltage-controlled oscillator 23 is an oscillator whose oscillation frequency changes according to the control voltage output from the loop filter 22. The frequency divider 24 divides the output clock CLKout output from the voltage-controlled oscillator 23.

上記の構成のPLL回路11において、ループフィルタ22の周波数特性は、制御回路30から出力された制御パラメータP_LFに応じて変化する。また、電圧制御発振器23の発振周波数は、制御回路30から出力された制御パラメータP_VCOに応じて変化する。ループフィルタ22のより詳細な構成例および動作は、図2および図3を参照して後述する。また、電圧制御発振器23のより詳細な構成例および動作は、図4~図6を参照して後述する。 In the PLL circuit 11 configured as above, the frequency characteristics of the loop filter 22 change according to the control parameter P_LF output from the control circuit 30. Also, the oscillation frequency of the voltage-controlled oscillator 23 changes according to the control parameter P_VCO output from the control circuit 30. A more detailed configuration example and operation of the loop filter 22 will be described later with reference to Figures 2 and 3. Also, a more detailed configuration example and operation of the voltage-controlled oscillator 23 will be described later with reference to Figures 4 to 6.

変調回路13は、ベースバンド信号BSとPLL回路11の出力クロックCLKoutとを受信し、出力クロックCLKoutをキャリア信号として使用してベースバンド信号BSを変調する。変調回路13は、たとえば、振幅シフト変調(ASK)、位相シフト変調(PSK)、周波数シフト変調(FSK)、直交振幅変調(QAM)などのデジタル変調を行うことにより、変調信号MSを生成する。 The modulation circuit 13 receives the baseband signal BS and the output clock CLKout of the PLL circuit 11, and modulates the baseband signal BS using the output clock CLKout as a carrier signal. The modulation circuit 13 generates a modulated signal MS by performing digital modulation such as amplitude shift keying (ASK), phase shift keying (PSK), frequency shift keying (FSK), and quadrature amplitude modulation (QAM).

制御回路30は、温度監視部31と、PLL捕捉監視部32と、パラメータ調整部33とを備える。 The control circuit 30 includes a temperature monitoring unit 31, a PLL capture monitoring unit 32, and a parameter adjustment unit 33.

温度監視部31は、PLL回路11の周囲の温度を検出する温度センサ34からの検出温度Tempの情報に基づいて、検出温度Tempが含まれる温度範囲、および検出温度Tempの時間変動量を判定する。PLL捕捉監視部32は、基準クロックCLKrefと分周クロックCLKdivとに基づいて、PLL回路11の動作開始時のPLL捕捉時間(すなわち、基準クロックCLKrefと分周クロックCLKdivとが同期するまでの時間)を判定する。パラメータ調整部33は、温度監視部31およびPLL捕捉監視部32の判定結果に基づいて、ループフィルタ22および電圧制御発振器23の制御パラメータP_LF,P_VCOを設定する。設定された制御パラメータP_LF,P_VCOは、PLL回路11に出力されるとともにメモリ35に保存される。 The temperature monitoring unit 31 determines the temperature range that includes the detected temperature Temp and the amount of time change of the detected temperature Temp based on information on the detected temperature Temp from the temperature sensor 34 that detects the temperature around the PLL circuit 11.The PLL capture monitoring unit 32 determines the PLL capture time at the start of operation of the PLL circuit 11 (i.e., the time until the reference clock CLKref and the divided clock CLKdiv are synchronized) based on the reference clock CLKref and the divided clock CLKdiv.The parameter adjustment unit 33 sets the control parameters P_LF and P_VCO of the loop filter 22 and the voltage controlled oscillator 23 based on the determination results of the temperature monitoring unit 31 and the PLL capture monitoring unit 32.The set control parameters P_LF and P_VCO are output to the PLL circuit 11 and stored in the memory 35.

上記の制御回路30は、CPU(Central Processing Unit)およびメモリを含むコンピュータに基づいて構成されてもよいし、FPGA(Field Programmable Gate Array)を利用して構成されてもよいし、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)などの専用の回路によって構成されてもよい。もしくは、制御回路30は、CPU、FPGA、およびASICのうちの少なくとも2つを組み合わせることによって構成されてもよい。メモリ35として、たとえば、フラッシュメモリなどの不揮発性メモリが用いられる。 The control circuit 30 may be configured based on a computer including a CPU (Central Processing Unit) and memory, may be configured using an FPGA (Field Programmable Gate Array), or may be configured by a dedicated circuit such as an ASIC (Application Specific Integrated Circuit). Alternatively, the control circuit 30 may be configured by combining at least two of a CPU, an FPGA, and an ASIC. For example, a non-volatile memory such as a flash memory is used as the memory 35.

上記の制御回路30のさらに詳細な構成および動作の詳細は、図7~図13を参照して後述する。なお、制御回路30は、PLL回路11の構成要素の1つとしてもよい。 A more detailed configuration and operation of the control circuit 30 will be described later with reference to Figures 7 to 13. The control circuit 30 may be one of the components of the PLL circuit 11.

[ループフィルタの構成例と動作]
図2は、図1のループフィルタの構成例を示す図である。図2を参照して、ループフィルタ22は、可変抵抗器40と、可変容量44,45と、変換回路46とを備える。可変容量44,45として可変容量ダイオード(バラクタとも称する)を用いることができる。可変抵抗器40は、一例として図2に示すように並列接続された抵抗素子41,42の一方をスイッチ43によって切り離すように構成されてもよい。
[Example of loop filter configuration and operation]
Fig. 2 is a diagram showing a configuration example of the loop filter of Fig. 1. Referring to Fig. 2, the loop filter 22 includes a variable resistor 40, variable capacitances 44 and 45, and a conversion circuit 46. Variable capacitance diodes (also called varactors) can be used as the variable capacitances 44 and 45. As an example, the variable resistor 40 may be configured such that one of resistance elements 41 and 42 connected in parallel as shown in Fig. 2 is separated by a switch 43.

可変抵抗器40および可変容量44は、電圧制御発振器23に制御電圧を供給するための信号線47とグランドGNDとの間に直列に接続される。可変容量45は、可変抵抗器40および可変容量44の直列接続全体と並列に接続される。 The variable resistor 40 and the variable capacitance 44 are connected in series between a signal line 47 for supplying a control voltage to the voltage-controlled oscillator 23 and ground GND. The variable capacitance 45 is connected in parallel with the entire series connection of the variable resistor 40 and the variable capacitance 44.

変換回路46は、制御回路30から受け取った制御パラメータP_LFに基づいて、可変抵抗器40のスイッチ43の制御信号SW_LF、可変容量44の制御電圧V_LF1、および可変容量45の制御電圧V_LF2を生成する。スイッチ43のオンオフは制御信号SW_LFによって制御され、可変容量44の容量値は制御電圧V_LF1によって制御され、可変容量45の容量値は制御電圧V_LF2によって制御される。変換回路46には、制御パラメータP_LFと制御信号SW_LFおよび制御電圧V_LF1,V_L2との対応関係を示す変換テーブル(パラメータテーブルとも称する)が格納されている。 The conversion circuit 46 generates a control signal SW_LF for the switch 43 of the variable resistor 40, a control voltage V_LF1 for the variable capacitance 44, and a control voltage V_LF2 for the variable capacitance 45 based on the control parameter P_LF received from the control circuit 30. The on/off of the switch 43 is controlled by the control signal SW_LF, the capacitance value of the variable capacitance 44 is controlled by the control voltage V_LF1, and the capacitance value of the variable capacitance 45 is controlled by the control voltage V_LF2. The conversion circuit 46 stores a conversion table (also called a parameter table) that indicates the correspondence between the control parameter P_LF and the control signal SW_LF and the control voltages V_LF1 and V_LF2.

図3は、ループフィルタの制御パラメータと、可変抵抗器の制御信号および可変容量の制御電圧との関係の一例を表形式で示す図である。図3では、ループフィルタ22の制御パラメータP_LF1~P_LF4にそれぞれ対応する、スイッチ43のオン(ON)オフ(OFF)状態、可変容量44の制御電圧V_LF1[V]、および可変容量45の制御電圧V_LF2[V]が示されている。図3の例では、これらの制御信号および制御電圧の設定値に応じて、ループフィルタ22のカットオフ周波数がfcから4fc[Hz]まで変化する。 Figure 3 is a diagram showing, in table form, an example of the relationship between the control parameters of the loop filter and the control signals of the variable resistor and the control voltages of the variable capacitance. In Figure 3, the on (ON) and off (OFF) states of the switch 43, the control voltage V_LF1 [V] of the variable capacitance 44, and the control voltage V_LF2 [V] of the variable capacitance 45, which correspond respectively to the control parameters P_LF1 to P_LF4 of the loop filter 22, are shown. In the example of Figure 3, the cutoff frequency of the loop filter 22 changes from fc to 4fc [Hz] depending on the set values of these control signals and control voltages.

より高帯域のノイズを除去するために、図2の場合よりも可変抵抗器の個数および可変容量の個数を増やしてもよい。また、可変容量44,45に代えてスイッチトキャパシタを用いてもよい。 To remove higher-frequency noise, the number of variable resistors and the number of variable capacitances may be increased from that shown in FIG. 2. Also, switched capacitors may be used instead of the variable capacitances 44 and 45.

[電圧制御発振器の構成例と動作]
図4は、図1の電圧制御発振器の構成例を示す図である。図4を参照して、電圧制御発振器23は、可変容量50,51と、インダクタ52と、変換回路53とを備える。可変容量50、可変容量51およびインダクタ52は、互いに並列に接続される。可変容量50,51として可変容量ダイオードを用いることができる。
[Example of the configuration and operation of a voltage-controlled oscillator]
Fig. 4 is a diagram showing an example of the configuration of the voltage-controlled oscillator of Fig. 1. Referring to Fig. 4, the voltage-controlled oscillator 23 includes variable capacitances 50 and 51, an inductor 52, and a conversion circuit 53. The variable capacitances 50 and 51 and the inductor 52 are connected in parallel with each other. Variable capacitance diodes can be used as the variable capacitances 50 and 51.

変換回路53は、制御回路30から受け取った制御パラメータP_VCOに基づいて、可変容量50の容量値を制御するための制御電圧V_VCOを生成する。可変容量51の容量値は、ループフィルタ22から出力された制御電圧によって制御される。可変容量50,51の容量値に基づいて電圧制御発振器23の発振周波数が調整される。変換回路53には、制御パラメータP_VCOと制御電圧V_VCOとの対応関係を示す変換テーブルが格納されている。 The conversion circuit 53 generates a control voltage V_VCO for controlling the capacitance value of the variable capacitance 50 based on the control parameter P_VCO received from the control circuit 30. The capacitance value of the variable capacitance 51 is controlled by the control voltage output from the loop filter 22. The oscillation frequency of the voltage-controlled oscillator 23 is adjusted based on the capacitance values of the variable capacitances 50 and 51. The conversion circuit 53 stores a conversion table indicating the correspondence between the control parameter P_VCO and the control voltage V_VCO.

図5は、電圧制御発振器の制御パラメータと可変容量の制御電圧との関係の一例を表形式で示す図である。図5では、電圧制御発振器23の制御パラメータP_VCO1~P_VCO4にそれぞれ対応する可変容量50の制御電圧V_VCO[V]が示されている。図5の例では、可変容量50の制御電圧V_VCOに応じて、電圧制御発振器23の発振周波数の上限値がfmaxから4fmax[Hz]まで変化する。 Figure 5 is a diagram showing, in table form, an example of the relationship between the control parameters of the voltage-controlled oscillator and the control voltage of the variable capacitance. In Figure 5, the control voltage V_VCO [V] of the variable capacitance 50 corresponding to each of the control parameters P_VCO1 to P_VCO4 of the voltage-controlled oscillator 23 is shown. In the example of Figure 5, the upper limit value of the oscillation frequency of the voltage-controlled oscillator 23 changes from fmax to 4fmax [Hz] depending on the control voltage V_VCO of the variable capacitance 50.

図6は、ループフィルタから出力された制御電圧と電圧制御発振器の発振周波数との関係を示す図である。図6に示すように、ループフィルタ22から出力された制御電圧は、下限値V1から上限値V2との間で変化する。具体的には、ループフィルタ22の出力電圧が下限値V1の場合に電圧制御発振器23の発振周波数は下限値となり、ループフィルタ22の出力電圧が上限値V2の場合に電圧制御発振器23の発振周波数は上限値となる。 Figure 6 is a diagram showing the relationship between the control voltage output from the loop filter and the oscillation frequency of the voltage-controlled oscillator. As shown in Figure 6, the control voltage output from the loop filter 22 varies between a lower limit value V1 and an upper limit value V2. Specifically, when the output voltage of the loop filter 22 is the lower limit value V1, the oscillation frequency of the voltage-controlled oscillator 23 is the lower limit value, and when the output voltage of the loop filter 22 is the upper limit value V2, the oscillation frequency of the voltage-controlled oscillator 23 is the upper limit value.

電圧制御発振器23の発振周波数は、制御回路30から出力される制御パラメータP_VCO1~P_VCO4によっても変化する。図6の例では、制御パラメータがP_VCO1の場合には、ループフィルタ22の出力電圧の上限値V2に対応する発振周波数の上限値は、fmaxとなる。制御パラメータがP_VCO4の場合には、ループフィルタ22の出力電圧の上限値V2に対応する発振周波数の上限値は、4fmaxとなる。 The oscillation frequency of the voltage-controlled oscillator 23 also changes depending on the control parameters P_VCO1 to P_VCO4 output from the control circuit 30. In the example of FIG. 6, when the control parameter is P_VCO1, the upper limit of the oscillation frequency corresponding to the upper limit V2 of the output voltage of the loop filter 22 is fmax. When the control parameter is P_VCO4, the upper limit of the oscillation frequency corresponding to the upper limit V2 of the output voltage of the loop filter 22 is 4fmax.

図4に示す電圧制御発振器23の構成例では、LC共振回路を用いたタンク型の構成を示した。これに代えて、コルピッツ型など他の構成の発振回路に基づいて電圧制御発振器を構成してもよい。 In the configuration example of the voltage-controlled oscillator 23 shown in FIG. 4, a tank-type configuration using an LC resonant circuit is shown. Alternatively, the voltage-controlled oscillator may be configured based on an oscillator circuit of another configuration, such as a Colpitts type.

[制御回路の構成例と動作]
次に、制御回路30の構成例と動作について詳細に説明する。図1で説明したように、制御回路30は、温度センサ34から検出温度Tempを表す信号を受信し、PLL回路11から基準クロックCLKrefおよび分周クロックCLKdivを受信する。制御回路30は、これらの受信信号に基づいてループフィルタ22および電圧制御発振器23を制御するための制御パラメータP_LF,P_VCOを設定してPLL回路11に出力する。以下、制御回路30を構成する、温度監視部31、PLL捕捉監視部32、およびパラメータ調整部33の構成例と動作について説明する。
[Example of configuration and operation of control circuit]
Next, a detailed description will be given of a configuration example and operation of the control circuit 30. As described in Fig. 1, the control circuit 30 receives a signal indicating the detected temperature Temp from the temperature sensor 34, and receives the reference clock CLKref and the divided clock CLKdiv from the PLL circuit 11. Based on these received signals, the control circuit 30 sets control parameters P_LF and P_VCO for controlling the loop filter 22 and the voltage controlled oscillator 23, and outputs them to the PLL circuit 11. Below, a description will be given of configuration examples and operations of the temperature monitoring unit 31, the PLL capture monitoring unit 32, and the parameter adjustment unit 33 that constitute the control circuit 30.

(温度監視部の構成例と動作)
図7は、図1の温度監視部の構成例を示すブロック図である。図7を参照して、温度監視部31は、温度範囲判定部56と、遅延回路55と、温度変動判定部57とを含む。
(Configuration example and operation of temperature monitoring unit)
Fig. 7 is a block diagram showing an example of the configuration of the temperature monitoring unit shown in Fig. 1. Referring to Fig. 7, temperature monitoring unit 31 includes a temperature range determination unit 56, a delay circuit 55, and a temperature fluctuation determination unit 57.

温度範囲判定部56は、温度センサ34から受信した検出温度Tempの情報に基づいて、複数の温度範囲のうちのどの温度範囲に検出温度Tempが含まれるかを判定する。温度範囲判定部56は、検出温度Tempが含まれる温度範囲を表す情報D_temp(以下、温度範囲情報D_tempと記載する)を出力する。複数の温度範囲をどのように定めるかは任意に設定可能であり、送信機の構成および使用環境に応じて温度範囲を適宜変更するのが望ましい。 The temperature range determination unit 56 determines which of the multiple temperature ranges includes the detected temperature Temp based on the information on the detected temperature Temp received from the temperature sensor 34. The temperature range determination unit 56 outputs information D_temp (hereinafter referred to as temperature range information D_temp) indicating the temperature range that includes the detected temperature Temp. How the multiple temperature ranges are defined can be set arbitrarily, and it is desirable to change the temperature range appropriately depending on the configuration of the transmitter and the usage environment.

温度変動判定部57は、温度センサ34から受信した現時点の検出温度Tempと、遅延回路55を通過した現時点よりも前の検出温度Tempとの差分に基づいて、検出温度Tempの時間変動量を判定する。具体的に、温度変動判定部57は、検出温度Tempの変動量が複数の変動範囲のうちどの変動範囲に含まれるかを表す温度変動情報D_deltatempを決定する。複数の温度変動範囲をどのように定めるかは任意に設定可能であり、送信機の構成および使用環境に応じて温度変動範囲を適宜変更するのが望ましい。 The temperature fluctuation determination unit 57 determines the amount of time fluctuation of the detected temperature Temp based on the difference between the current detected temperature Temp received from the temperature sensor 34 and the previous detected temperature Temp that has passed through the delay circuit 55. Specifically, the temperature fluctuation determination unit 57 determines temperature fluctuation information D_deltatemp, which indicates which of multiple fluctuation ranges the amount of fluctuation of the detected temperature Temp falls within. How the multiple temperature fluctuation ranges are defined can be set arbitrarily, and it is desirable to change the temperature fluctuation range as appropriate depending on the configuration of the transmitter and the usage environment.

図8は、温度センサの検出温度の時間変化に応じた温度範囲情報の出力の一例を示す図である。図8では、検出温度Tempの温度範囲が30℃から40℃までの場合の温度範囲情報D_tempをDt1とする。検出温度Tempの温度範囲が20℃から30℃までの場合の温度範囲情報D_tempをDt2とする。検出温度Tempの温度範囲が10℃から20℃までの場合の温度範囲情報D_tempをDt3とする。 Figure 8 is a diagram showing an example of temperature range information output according to the change over time in the detected temperature of the temperature sensor. In Figure 8, the temperature range information D_temp when the temperature range of the detected temperature Temp is 30°C to 40°C is Dt1. The temperature range information D_temp when the temperature range of the detected temperature Temp is 20°C to 30°C is Dt2. The temperature range information D_temp when the temperature range of the detected temperature Temp is 10°C to 20°C is Dt3.

図8の時刻T0,T1において、検出温度Tempは30℃から40℃までの範囲に含まれているので、温度範囲判定部56は、温度範囲情報D_tempとしてDt1を出力する。時刻T2,T3,T4において、検出温度Tempは20℃から30℃までの範囲に含まれているので、温度範囲判定部56は、温度範囲情報D_tempとしてDt2を出力する。時刻T5,T6において、検出温度Tempは10℃から20℃までの範囲に含まれているので、温度範囲判定部56は、温度範囲情報D_tempとしてDt3を出力する。 At times T0 and T1 in FIG. 8, the detected temperature Temp is in the range from 30°C to 40°C, so the temperature range determination unit 56 outputs Dt1 as the temperature range information D_temp. At times T2, T3, and T4, the detected temperature Temp is in the range from 20°C to 30°C, so the temperature range determination unit 56 outputs Dt2 as the temperature range information D_temp. At times T5 and T6, the detected temperature Temp is in the range from 10°C to 20°C, so the temperature range determination unit 56 outputs Dt3 as the temperature range information D_temp.

上記のように、温度範囲に応じてパラメータを設定することによって、保持するパラメータ数を削減でき、メモリの記憶容量を削減できる。 As described above, by setting parameters according to the temperature range, the number of parameters to be stored can be reduced, and memory storage capacity can be reduced.

図9は、温度センサの検出温度の時間変化に応じた温度変動情報の出力の一例を示す図である。図9では、検出温度Tempの温度変動量が0℃から10℃までの場合の温度変動情報D_deltatempをDdt0とする。検出温度Tempの温度変動量が10℃から20℃までの場合の温度変動情報D_deltatempをDdt1とする。検出温度Tempの温度変動量が20℃から30℃までの場合の温度変動情報D_deltatempをDdt2とする。 Figure 9 is a diagram showing an example of the output of temperature fluctuation information according to the change over time in the detected temperature of the temperature sensor. In Figure 9, the temperature fluctuation information D_deltatemp when the temperature fluctuation amount of the detected temperature Temp is from 0°C to 10°C is set to Ddt0. The temperature fluctuation information D_deltatemp when the temperature fluctuation amount of the detected temperature Temp is from 10°C to 20°C is set to Ddt1. The temperature fluctuation information D_deltatemp when the temperature fluctuation amount of the detected temperature Temp is from 20°C to 30°C is set to Ddt2.

図9の時刻T0から時刻T1までの温度変動量は10℃未満(温度範囲は40℃~50℃)であるので、時刻T1において温度変動判定部57は、温度変動情報D_deltatempとしてDdt0を出力する。同様に、時刻T2,T3においても温度変動量は10℃未満で安定しているので、温度変動判定部57は、温度変動情報D_deltatempとしてDdt0を出力する。 The temperature fluctuation from time T0 to time T1 in Figure 9 is less than 10°C (temperature range is 40°C to 50°C), so at time T1 the temperature fluctuation determination unit 57 outputs Ddt0 as the temperature fluctuation information D_deltatemp. Similarly, the temperature fluctuation at times T2 and T3 is stable at less than 10°C, so the temperature fluctuation determination unit 57 outputs Ddt0 as the temperature fluctuation information D_deltatemp.

時刻T3から時刻T4までの間で温度が大きく変化し、温度変動量ΔTは20℃以上30℃未満になる。したがって、時刻T4において温度変動判定部57は、温度変動情報D_deltatempとしてDdt2を出力する。次の時刻T5,T6において温度変動量は10℃未満(温度範囲は20℃~30℃)で安定しているので、温度変動判定部57は、温度変動情報D_deltatempとして再びDdt0を出力する。 The temperature changes significantly between time T3 and time T4, with the temperature fluctuation amount ΔT being greater than or equal to 20°C and less than 30°C. Therefore, at time T4, the temperature fluctuation determination unit 57 outputs Ddt2 as the temperature fluctuation information D_deltatemp. At the next times T5 and T6, the temperature fluctuation amount is stable at less than 10°C (temperature range is 20°C to 30°C), so the temperature fluctuation determination unit 57 again outputs Ddt0 as the temperature fluctuation information D_deltatemp.

(PLL捕捉監視部の構成例と動作)
PLL捕捉監視部32は、送信回路10の内部の基準クロック生成回路12およびPLL回路11から、基準クロックCLKrefと分周クロックCLKdivとを受信する。PLL捕捉監視部32は、これらのクロック信号に基づいて、PLL回路11の動作開始時に基準クロックCLKrefと分周クロックCLKdivとが同期するまでの時間、すなわち、PLL捕捉時間を検出する。PLL捕捉監視部32は、PLL捕捉時間を表す情報としてPLL捕捉情報D_locktimeを出力する。
(Configuration example and operation of PLL capture monitoring unit)
The PLL capture monitor 32 receives the reference clock CLKref and the divided clock CLKdiv from the reference clock generating circuit 12 and the PLL circuit 11 in the transmission circuit 10. Based on these clock signals, the PLL capture monitor 32 detects the time required for the reference clock CLKref and the divided clock CLKdiv to be synchronized when the PLL circuit 11 starts operating, that is, the PLL capture time. The PLL capture monitor 32 outputs PLL capture information D_locktime as information representing the PLL capture time.

図10は、PLL捕捉監視部の構成例を示すブロック図である。図10を参照して、PLL捕捉監視部32は、JKフリップフロップ(JKFF1,JKFF2)61,62と、NAND回路63と、同期判定部64と、カウンタ65とを含む。 Figure 10 is a block diagram showing an example of the configuration of the PLL capture monitoring unit. Referring to Figure 10, the PLL capture monitoring unit 32 includes JK flip-flops (JKFF1, JKFF2) 61, 62, a NAND circuit 63, a synchronization determination unit 64, and a counter 65.

図10に示すように、JKフリップフロップ61,62のJ端子はハイ(High)レベルに固定される。JKフリップフロップ61,62のK端子は、グランド電位(すなわち、ロウ(Low)レベル)に固定される。JKフリップフロップ61のクロック端子には基準クロックCLKrefが入力され、JKフリップフロップ62のクロック端子には分周クロックCLKdivが入力される。JKフリップフロップ61,62のQ出力は、入力クロック信号の立ち下がりで変化する。JKフリップフロップ61,62のCLR端子の入力がロウレベルのとき、Q出力はロウレベルにリセットされる。 As shown in FIG. 10, the J terminals of the JK flip-flops 61 and 62 are fixed to a high level. The K terminals of the JK flip-flops 61 and 62 are fixed to ground potential (i.e., a low level). The reference clock CLKref is input to the clock terminal of the JK flip-flop 61, and the divided clock CLKdiv is input to the clock terminal of the JK flip-flop 62. The Q outputs of the JK flip-flops 61 and 62 change at the falling edge of the input clock signal. When the input to the CLR terminals of the JK flip-flops 61 and 62 is at a low level, the Q outputs are reset to a low level.

NAND回路63は、JKフリップフロップ61のQ端子の出力FFOUT1とJKフリップフロップ62のQ端子の出力FFOUT2とのNAND演算を行い、NAND演算結果をJKフリップフロップ61,62のCLR端子に入力する。 The NAND circuit 63 performs a NAND operation on the output FFOUT1 of the Q terminal of the JK flip-flop 61 and the output FFOUT2 of the Q terminal of the JK flip-flop 62, and inputs the result of the NAND operation to the CLR terminals of the JK flip-flops 61 and 62.

同期判定部64は、基準クロックCLKrefの位相が分周クロックCLKdivの位相よりも進んでいる場合に、JKフリップフロップ61のQ端子の出力がハイレベルとなっている期間を計測する。一方、同期判定部64は、分周クロックCLKdivの位相が基準クロックCLKrefの位相よりも進んでいる場合に、JKフリップフロップ62のQ端子の出力がハイレベルとなっている期間を計測する。同期判定部64は、いずれの場合においても、Q端子の出力がハイレベルとなっている期間が閾値以下となったときに、出力PLL_LOCKをロウレベルからハイレベルに変化させる。 The synchronization judgment unit 64 measures the period during which the output of the Q terminal of the JK flip-flop 61 is at a high level when the phase of the reference clock CLKref leads the phase of the divided clock CLKdiv. On the other hand, the synchronization judgment unit 64 measures the period during which the output of the Q terminal of the JK flip-flop 62 is at a high level when the phase of the divided clock CLKdiv leads the phase of the reference clock CLKref. In either case, when the period during which the output of the Q terminal is at a high level falls below a threshold, the synchronization judgment unit 64 changes the output PLL_LOCK from a low level to a high level.

PLL捕捉監視部32は、PLL回路11の捕捉動作の開始から同期判定部64の出力PLL_LOCKがハイレベルになるまでをカウントする。カウンタ65のカウント結果は、PLL捕捉時間を表すPLL捕捉情報D_locktimeとしてパラメータ調整部33に出力される。 The PLL capture monitoring unit 32 counts from the start of the capture operation of the PLL circuit 11 until the output PLL_LOCK of the synchronization determination unit 64 goes high. The count result of the counter 65 is output to the parameter adjustment unit 33 as PLL capture information D_locktime, which indicates the PLL capture time.

図11は、PLL捕捉監視部の動作の一例を示すタイミング図である。以下、図11を参照して、PLL捕捉監視部32の動作についてさらに説明する。 Figure 11 is a timing diagram showing an example of the operation of the PLL capture monitoring unit. The operation of the PLL capture monitoring unit 32 will be further described below with reference to Figure 11.

図11の時刻T10において、PLL回路11の捕捉動作が開始され、カウンタ65のカウントが開示される。図11では、基準クロックCLKrefの位相が分周クロックCLKdivの位相よりも進んでいる場合が示されている。 At time T10 in FIG. 11, the capture operation of the PLL circuit 11 starts, and the count of the counter 65 starts. FIG. 11 shows a case where the phase of the reference clock CLKref leads the phase of the divided clock CLKdiv.

時刻T11において、基準クロックCLKrefが立ち下がるので、JKフリップフロップ61のQ端子出力FFOUT1がロウレベルからハイレベルに切り替わる。 At time T11, the reference clock CLKref falls, causing the Q terminal output FFOUT1 of the JK flip-flop 61 to switch from low to high.

時刻T12において、分周クロックCLKdivが立ち下がるので、JKフリップフロップ62のQ端子出力FFOUT2がロウレベルからハイレベルに切り替わる。しかし、これによりNAND回路63の出力がロウレベルになるので、JKフリップフロップ61,62のQ端子出力FFOUT1,FFOUT2は、いずれもロウレベルに戻る。 At time T12, the divided clock CLKdiv falls, causing the Q terminal output FFOUT2 of the JK flip-flop 62 to switch from low to high. However, this causes the output of the NAND circuit 63 to go low, so that the Q terminal outputs FFOUT1 and FFOUT2 of the JK flip-flops 61 and 62 both return to low.

同期判定部64は、JKフリップフロップ61のQ端子出力がハイレベルとなっている期間Td1を検出する。この期間Td1は、基準クロックCLKrefと分周クロックCLKdivとの位相差に対応している。同期判定部64は、検出した期間Td1が閾値を超えているので、出力PLL_LOCKをロウレベルのままで変化させない。 The synchronization determination unit 64 detects the period Td1 during which the Q terminal output of the JK flip-flop 61 is at a high level. This period Td1 corresponds to the phase difference between the reference clock CLKref and the divided clock CLKdiv. Because the detected period Td1 exceeds the threshold, the synchronization determination unit 64 does not change the output PLL_LOCK and keeps it at a low level.

次の時刻T13において、基準クロックCLKrefが立ち下がるので、JKフリップフロップ61のQ端子出力FFOUT1がロウレベルからハイレベルに切り替わる。 At the next time T13, the reference clock CLKref falls, causing the Q terminal output FFOUT1 of the JK flip-flop 61 to switch from low to high.

その次のT14において、分周クロックCLKdivが立ち下がるので、JKフリップフロップ62のQ端子出力FFOUT2がロウレベルからハイレベルに切り替わる。しかし、これによりNAND回路63の出力がロウレベルになるので、JKフリップフロップ61,62のQ端子出力FFOUT1,FFOUT2は、いずれもロウレベルに戻る。 At the next time T14, the divided clock CLKdiv falls, causing the Q terminal output FFOUT2 of the JK flip-flop 62 to switch from low to high. However, this causes the output of the NAND circuit 63 to go low, so that the Q terminal outputs FFOUT1 and FFOUT2 of the JK flip-flops 61 and 62 both return to low.

同期判定部64は、JKフリップフロップ61のQ端子出力がハイレベルとなっている期間Td2を検出する。同期判定部64は、検出した期間Td2が閾値以下であるので、出力PLL_LOCKをロウレベルからハイレベルに変化させる。これにより、カウンタ65はカウントアップを停止させる。 The synchronization determination unit 64 detects the period Td2 during which the Q terminal output of the JK flip-flop 61 is at a high level. Because the detected period Td2 is equal to or less than the threshold, the synchronization determination unit 64 changes the output PLL_LOCK from a low level to a high level. This causes the counter 65 to stop counting up.

(パラメータ調整部の構成例と動作)
パラメータ調整部33は、温度監視部31から温度範囲情報D_tempおよび温度変動情報D_deltatempを受信し、PLL捕捉監視部32からPLL捕捉情報D_locktimeを受信する。パラメータ調整部33は、これらの情報に基づいて、ループフィルタ22および電圧制御発振器23の制御パラメータP_LF,P_VCOを設定し、PLL回路11に出力する。
(Example of configuration and operation of parameter adjustment unit)
The parameter adjustment unit 33 receives the temperature range information D_temp and the temperature fluctuation information D_deltatemp from the temperature monitoring unit 31, and receives the PLL capture information D_locktime from the PLL capture monitoring unit 32. The parameter adjustment unit 33 sets the control parameters P_LF and P_VCO of the loop filter 22 and the voltage controlled oscillator 23 based on this information, and outputs them to the PLL circuit 11.

図12は、パラメータ調整部の構成例を示すブロック図である。図12を参照して、パラメータ調整部33は、パラメータ更新判定部70,72と、セレクタ71,73とを含む。 FIG. 12 is a block diagram showing an example of the configuration of the parameter adjustment unit. Referring to FIG. 12, the parameter adjustment unit 33 includes parameter update determination units 70 and 72 and selectors 71 and 73.

パラメータ更新判定部70は、温度範囲情報D_tempおよび温度変動情報D_deltatempに基づいて、電圧制御発振器23を制御する制御パラメータP_VCOの変更が必要か否かを判定する。たとえば、パラメータ更新判定部70は、温度変動量が閾値を超えるほど大きい場合、もしくは、温度変動量が大きくなくても、温度センサ34の検出温度Tempの温度範囲が閾値温度以上の場合に、制御パラメータP_VCOの変更が必要と判定する。この場合、パラメータ更新判定部70は、セレクタ71によって、制御パラメータの複数の設定値P_VCO1~P_VCONのうち温度範囲情報D_tempおよび温度変動情報D_deltatempに応じた設定値を選択する。セレクタ71は、選択された設定値P_VCO*をPLL回路11に出力する。 The parameter update determination unit 70 determines whether or not the control parameter P_VCO that controls the voltage-controlled oscillator 23 needs to be changed based on the temperature range information D_temp and the temperature fluctuation information D_deltatemp. For example, the parameter update determination unit 70 determines that the control parameter P_VCO needs to be changed when the temperature fluctuation amount is so large that it exceeds the threshold value, or when the temperature range of the temperature Temp detected by the temperature sensor 34 is equal to or greater than the threshold temperature even if the temperature fluctuation amount is not large. In this case, the parameter update determination unit 70 selects a setting value corresponding to the temperature range information D_temp and the temperature fluctuation information D_deltatemp from among the multiple setting values P_VCO1 to P_VCON of the control parameter by the selector 71. The selector 71 outputs the selected setting value P_VCO* to the PLL circuit 11.

同様に、パラメータ更新判定部72は、PLL捕捉情報D_locktimeに基づいて、ループフィルタ22を制御する制御パラメータP_LFに変更が必要か否かを判定する。パラメータ更新判定部72は、制御パラメータP_LFの更新が必要と判定した場合に、セレクタ73によって、制御パラメータの複数の設定値P_LF1~P_LFNのうちPLL捕捉情報D_locktimeに応じた設定値を選択する。セレクタ73は、選択された設定値P_LF*をPLL回路11に出力する。 Similarly, the parameter update determination unit 72 determines whether or not the control parameter P_LF that controls the loop filter 22 needs to be changed based on the PLL capture information D_locktime. If the parameter update determination unit 72 determines that the control parameter P_LF needs to be updated, the selector 73 selects a setting value corresponding to the PLL capture information D_locktime from among the multiple setting values P_LF1 to P_LFN of the control parameter. The selector 73 outputs the selected setting value P_LF* to the PLL circuit 11.

[制御回路の処理フロー]
図13は、PLL回路の制御方法を示すフローチャートである。以下、図13を参照して、これまで説明した制御回路30における処理フローを総括する。
[Processing flow of control circuit]
13 is a flow chart showing a method for controlling the PLL circuit. The process flow in the control circuit 30 described above will be summarized below with reference to FIG.

図13の処理フローは、PLL回路11の起動開始によって開始される。ステップS100において、制御回路30は、PLL回路11の捕捉動作が初回であるか否かを判定する。 The process flow in FIG. 13 begins with the start of the PLL circuit 11. In step S100, the control circuit 30 determines whether the capture operation of the PLL circuit 11 is the first time.

PLL捕捉動作が初回でない場合(ステップS100でNO)とは、送信機1または送信回路10の一時的なシャットダウンによるPLLの同期外れなどの場合である。この場合、前回のPLL捕捉動作時のパラメータを再使用することにより、PLL回路11の動作安定までの時間を短縮できる。すなわち、ステップS110において、制御回路30のパラメータ調整部33は、メモリ35から前回捕捉時のループフィルタ22および電圧制御発振器23の制御パラメータP_LF,P_VCOを読み出す。次のステップS120において、パラメータ調整部33は、ループフィルタ22の制御パラメータP_LFを設定する。さらに、その次のステップS160において、パラメータ調整部33は、電圧制御発振器23の初回(#1)の制御パラメータP_VCOを設定する。 If the PLL capture operation is not the first time (NO in step S100), this is the case when the PLL is out of sync due to a temporary shutdown of the transmitter 1 or the transmission circuit 10. In this case, the time until the operation of the PLL circuit 11 stabilizes can be shortened by reusing the parameters from the previous PLL capture operation. That is, in step S110, the parameter adjustment unit 33 of the control circuit 30 reads out the control parameters P_LF and P_VCO of the loop filter 22 and the voltage controlled oscillator 23 from the memory 35 at the time of the previous capture. In the next step S120, the parameter adjustment unit 33 sets the control parameter P_LF of the loop filter 22. Furthermore, in the next step S160, the parameter adjustment unit 33 sets the control parameter P_VCO of the voltage controlled oscillator 23 for the first time (#1).

一方、PLL捕捉動作が初回の場合(ステップS100でYES)、ステップS130においてパラメータ調整部33は、PLL捕捉監視部32からPLL捕捉情報D_locktimeを取得する。次のステップS140においてパラメータ調整部33は、取得したPLL捕捉情報D_locktimeに基づいて、ループフィルタ22の制御パラメータP_LFを設定し、設定値をメモリ35に記憶させる。さらに、その次のステップS150においてパラメータ調整部33は、温度監視部31から温度範囲情報D_tempおよび温度変動情報D_deltatempを読み出す。その次のステップS160において、パラメータ調整部33は、取得した温度範囲情報D_tempおよび温度変動情報D_deltatempに基づいて、初回(#1)の電圧制御発振器23の制御パラメータP_VCOを設定し、設定値をメモリ35に記憶させる。 On the other hand, if the PLL capture operation is the first time (YES in step S100), in step S130, the parameter adjustment unit 33 acquires PLL capture information D_locktime from the PLL capture monitoring unit 32. In the next step S140, the parameter adjustment unit 33 sets the control parameter P_LF of the loop filter 22 based on the acquired PLL capture information D_locktime, and stores the set value in the memory 35. Furthermore, in the next step S150, the parameter adjustment unit 33 reads the temperature range information D_temp and the temperature fluctuation information D_deltatemp from the temperature monitoring unit 31. In the next step S160, the parameter adjustment unit 33 sets the control parameter P_VCO of the voltage controlled oscillator 23 for the first time (#1) based on the acquired temperature range information D_temp and temperature fluctuation information D_deltatemp, and stores the set value in the memory 35.

以下のステップS170~S200は繰り返し実行される。この繰り返しループでは温度変動の判定が優先される。すなわち、ステップS170において、パラメータ調整部33は、温度監視部31から温度範囲情報D_tempおよび温度変動情報D_deltatempを読み出す。次のステップS180においてパラメータ調整部33は、温度変動量が閾値を超えるほど大きいか否かを判定する。パラメータ調整部33は、温度変動量が大きい場合には(ステップS180でYES)、ステップS200に処理を進める。ステップS200において、パラメータ調整部33は、温度範囲情報D_tempおよび温度変動情報D_deltatempに基づいて2回目以降(#2,#3,…)の電圧制御発振器23の制御パラメータP_VCOを設定し、設定値をメモリ35に記憶させる。 The following steps S170 to S200 are executed repeatedly. In this repeat loop, the determination of temperature fluctuation takes priority. That is, in step S170, the parameter adjustment unit 33 reads the temperature range information D_temp and the temperature fluctuation information D_deltatemp from the temperature monitoring unit 31. In the next step S180, the parameter adjustment unit 33 determines whether the temperature fluctuation amount is large enough to exceed the threshold value. If the temperature fluctuation amount is large (YES in step S180), the parameter adjustment unit 33 proceeds to step S200. In step S200, the parameter adjustment unit 33 sets the control parameter P_VCO of the voltage controlled oscillator 23 for the second and subsequent times (#2, #3, ...) based on the temperature range information D_temp and the temperature fluctuation information D_deltatemp, and stores the set value in the memory 35.

一方、温度変動量が閾値を超えるほど大きくなくても(ステップS180でNO)、温度センサ34の検出温度Tempの温度範囲が閾値を超えている場合には(ステップS190でYES)、パラメータ調整部33は上記のステップS200に処理を進める。以後、ステップS170以降の処理が繰り返される。 On the other hand, even if the temperature change amount is not large enough to exceed the threshold value (NO in step S180), if the temperature range of the detected temperature Temp of the temperature sensor 34 exceeds the threshold value (YES in step S190), the parameter adjustment unit 33 proceeds to the above-mentioned step S200. Thereafter, the processing from step S170 onwards is repeated.

このように、温度変動の判定が優先される理由は、急激な温度変動が生じた場合には緩やかな温度変動の場合に比べてPLL回路11の出力クロックCLKoutの周波数の変動が大きくなり、結果としてPLL回路11のロック外れが発生する可能性が高いためである。 The reason that temperature fluctuation judgment is prioritized in this way is that when a sudden temperature fluctuation occurs, the fluctuation in frequency of the output clock CLKout of the PLL circuit 11 becomes larger than when the temperature fluctuation occurs gradually, and as a result, there is a high possibility that the PLL circuit 11 will lose lock.

[実施の形態1の効果]
実施の形態1のPLL回路11は、ループフィルタ22の周波数特性および電圧制御発振器23の発振周波数が変更可能に構成される。そして、PLL回路11の周囲の検出温度Tempに応じて電圧制御発振器23の発振周波数が調整される。これにより、周囲温度が変化した場合でも、PLL回路11の発振周波数の安定化を図ることができる。また、PLL捕捉時間に基づいてループフィルタ22の周波数特性が調整される。さらに、送信機において上記構成のPLL回路11を利用することにより、良好な通信状態を実現できる。
[Effects of the First Embodiment]
The PLL circuit 11 of the first embodiment is configured so that the frequency characteristics of the loop filter 22 and the oscillation frequency of the voltage controlled oscillator 23 can be changed. The oscillation frequency of the voltage controlled oscillator 23 is adjusted according to the detected temperature Temp around the PLL circuit 11. This makes it possible to stabilize the oscillation frequency of the PLL circuit 11 even when the ambient temperature changes. The frequency characteristics of the loop filter 22 are adjusted based on the PLL capture time. Furthermore, by using the PLL circuit 11 configured as described above in a transmitter, a good communication state can be achieved.

実施の形態2.
実施の形態2では、分周器24の分周比を制御パラメータP_DIVに基づいて制御する場合について、図14~図20を参照して説明する。
Embodiment 2.
In the second embodiment, a case in which the division ratio of the frequency divider 24 is controlled based on the control parameter P_DIV will be described with reference to FIGS.

[送信機の全体構成]
図14は、実施の形態2の送信機1Aの全体構成を示すブロック図である。図14のパラメータ調整部33Aは、PLL捕捉情報D_locktime、温度範囲情報D_temp、および温度変動情報D_deltatempに基づいて、制御パラメータP_LF,P_VCOを出力するのに加えて、さらに制御パラメータP_DIVを出力する点で図1のパラメータ調整部33と異なる。
[Overall configuration of transmitter]
Fig. 14 is a block diagram showing the overall configuration of a transmitter 1A according to embodiment 2. Parameter adjustment unit 33A in Fig. 14 differs from parameter adjustment unit 33 in Fig. 1 in that it outputs control parameters P_LF and P_VCO based on PLL capture information D_locktime, temperature range information D_temp, and temperature fluctuation information D_deltatemp, and further outputs a control parameter P_DIV.

さらに、図14の分周器24Aは、制御パラメータP_DIVに基づいて発振周波数が変更可能な点で図1の分周器24と異なる。図14のその他の点は図1の場合と同様であるので、同一または相当する部分には同一の参照符号を付して説明を繰り返さない。 Furthermore, the divider 24A in FIG. 14 differs from the divider 24 in FIG. 1 in that the oscillation frequency can be changed based on the control parameter P_DIV. Since the other points in FIG. 14 are the same as those in FIG. 1, the same reference characters are used for the same or corresponding parts and the description will not be repeated.

[パラメータ調整部の構成例と動作]
図15は、図14のパラメータ調整部33Aの構成例を示すブロック図である。図15のパラメータ調整部33Aは、セレクタ74をさらに含む点で図12のパラメータ調整部33と異なる。
[Example of configuration and operation of parameter adjustment unit]
Fig. 15 is a block diagram showing an example of the configuration of parameter adjustment unit 33A of Fig. 14. Parameter adjustment unit 33A of Fig. 15 differs from parameter adjustment unit 33 of Fig. 12 in that it further includes a selector 74.

パラメータ更新判定部70は、温度範囲情報D_tempおよび温度変動情報D_deltatempに基づいて、PLL回路11の出力信号の周波数の変動を抑制するために分周器24の分周比の制御パラメータP_DIVの変更が必要であるか否かを判定する。そして、制御パラメータP_DIVの変更が必要と判定された場合、セレクタ74は、制御パラメータの複数の設定値P_DIV1~P_DIVMのうち、パラメータ更新判定部70によって選択された設定値P_DIV*をPLL回路11に出力する。図15のその他の点は図12の場合と同様であるので、同一または相当する部分には同一の参照符号を付して説明を繰り返さない。 The parameter update determination unit 70 determines whether or not it is necessary to change the control parameter P_DIV of the frequency division ratio of the frequency divider 24 in order to suppress fluctuations in the frequency of the output signal of the PLL circuit 11, based on the temperature range information D_temp and the temperature fluctuation information D_deltatemp. Then, if it is determined that it is necessary to change the control parameter P_DIV, the selector 74 outputs the setting value P_DIV* selected by the parameter update determination unit 70 from the multiple setting values P_DIV1 to P_DIVM of the control parameter to the PLL circuit 11. Since the other points in FIG. 15 are the same as those in FIG. 12, the same reference characters are used for the same or corresponding parts, and the description will not be repeated.

[分周器の構成例と動作]
図16は、図14の分周器の構成例を示すブロック図である。図16を参照して、分周器24Aは、プリスケーラ80と、カウンタ81,82と、変換回路83とを含む。図16の分周器24Aは、パルススワロー方式の分周器である。カウンタ81,82のカウント値の上限値をそれぞれA,Nとする。
[Example of frequency divider configuration and operation]
Fig. 16 is a block diagram showing an example of the configuration of the frequency divider of Fig. 14. Referring to Fig. 16, frequency divider 24A includes a prescaler 80, counters 81 and 82, and a conversion circuit 83. Frequency divider 24A of Fig. 16 is a pulse swallow type frequency divider. The upper limit values of the count values of counters 81 and 82 are A and N, respectively.

最初にプリスケーラ80の分周比がP+1に設定された状態で、カウンタ81,82のカウントが開始される。カウンタ81のカウント値が上限値Aに達すると、プリスケーラ80の分周比はPに切り替えられ、残りのN-Aカウントがカウントされる。したがって、分周比Ntは、
Nt=(P+1)・A+P・(N-A)=N・P+A …(1)
で表される。
First, the division ratio of the prescaler 80 is set to P+1, and the counters 81 and 82 start counting. When the count value of the counter 81 reaches the upper limit value A, the division ratio of the prescaler 80 is switched to P, and the remaining N-A counts are counted. Therefore, the division ratio Nt is expressed as follows:
Nt=(P+1)・A+P・(NA)=N・P+A…(1)
It is expressed as:

変換回路83は、変換テーブルに基づいて、制御パラメータP_DIVに対応付けられたカウンタ81,82の上限値A,Nを出力する。制御パラメータP_DIVを利用することにより、分周器24Aの分周比をさらに細かく設定できる。 The conversion circuit 83 outputs the upper limit values A and N of the counters 81 and 82 that correspond to the control parameter P_DIV based on the conversion table. By using the control parameter P_DIV, the division ratio of the divider 24A can be set more precisely.

図17は、分周器の制御パラメータと分周比との関係を表形式で示す図である。分周器24Aの制御パラメータP_DIVに応じて分周比Ntが設定され、分周比Ntに応じてPLL回路11の発振周波数の上限値が決まる。図17の場合には、制御パラメータの設定値P_DIV1に対応する発振周波数の上限値はfmaxであり、制御パラメータの設定値がP_DIV1からP_DIV2,P_DIV3,P_DIV4,…に変化するにつれて発振周波数の上限値が1Hzずつ加算される。 Figure 17 is a diagram showing in table form the relationship between the control parameters of the divider and the division ratio. The division ratio Nt is set according to the control parameter P_DIV of the divider 24A, and the upper limit of the oscillation frequency of the PLL circuit 11 is determined according to the division ratio Nt. In the case of Figure 17, the upper limit of the oscillation frequency corresponding to the control parameter setting value P_DIV1 is fmax, and as the control parameter setting value changes from P_DIV1 to P_DIV2, P_DIV3, P_DIV4, ... the upper limit of the oscillation frequency is increased by 1 Hz.

図18は、実施の形態2のPLL回路において、ループフィルタから出力された制御電圧と電圧制御発振器の発振周波数との関係を示す図である。図18のグラフは、図6のグラフに対応している。 Figure 18 is a diagram showing the relationship between the control voltage output from the loop filter and the oscillation frequency of the voltage-controlled oscillator in the PLL circuit of embodiment 2. The graph in Figure 18 corresponds to the graph in Figure 6.

図6で説明したように、ループフィルタ22から出力された制御電圧は、下限値V1から上限値V2との間で変化する。ループフィルタ22の出力電圧が上限値V2の場合に電圧制御発振器23の発振周波数は上限値となる。電圧制御発振器23の制御パラメータの設定値をP_VCO1からP_VCO2に変更することによって、電圧制御発振器23の発振周波数の上限値をfmaxから2・fmaxに変えることができる。さらに、分周器24Aの制御パラメータP_DIVを併用することによって、電圧制御発振器23の発振周波数をより細かく微調整できる。すなわち、図18に示すように、発振周波数の上限値はfmaxと2fmaxの間で細かく設定できる。 As explained in FIG. 6, the control voltage output from the loop filter 22 varies between a lower limit V1 and an upper limit V2. When the output voltage of the loop filter 22 is the upper limit V2, the oscillation frequency of the voltage-controlled oscillator 23 is at the upper limit. By changing the set value of the control parameter of the voltage-controlled oscillator 23 from P_VCO1 to P_VCO2, the upper limit of the oscillation frequency of the voltage-controlled oscillator 23 can be changed from fmax to 2·fmax. Furthermore, by using the control parameter P_DIV of the frequency divider 24A in combination, the oscillation frequency of the voltage-controlled oscillator 23 can be finely adjusted more precisely. That is, as shown in FIG. 18, the upper limit of the oscillation frequency can be finely set between fmax and 2fmax.

上記では、分周器24Aの分周比が整数の場合について説明したが、分周比をさらに細かく設定するために分数分周方式の分周器を用いてもよい。 The above describes the case where the division ratio of divider 24A is an integer, but a fractional division type divider may be used to set the division ratio more precisely.

[基準クロック生成回路の変形例]
分周器24Aの分周比がプログラム可能な場合には、基準クロック生成回路12の生成周波数を変更可能にしてもよい。
[Modification of the Reference Clock Generation Circuit]
If the division ratio of the frequency divider 24A is programmable, the generated frequency of the reference clock generating circuit 12 may be made changeable.

図19は、基準クロック生成回路の変形例を示す図である。図19では、発振周波数の異なる2つの基準クロック生成回路(1,2)14_1,14_2が設けられる。基準クロック生成回路14_1によって生成された基準クロックCLKref1および基準クロック生成回路14_2によって生成された基準クロックCLKref2のうち、スイッチ(SW)15によって選択された基準クロックがPLL回路11に出力される。 Figure 19 is a diagram showing a modified example of a reference clock generation circuit. In Figure 19, two reference clock generation circuits (1, 2) 14_1 and 14_2 with different oscillation frequencies are provided. Of the reference clock CLKref1 generated by the reference clock generation circuit 14_1 and the reference clock CLKref2 generated by the reference clock generation circuit 14_2, the reference clock selected by the switch (SW) 15 is output to the PLL circuit 11.

たとえば、基準クロック生成回路14_1のクロック周波数を10MHzとし、基準クロック生成回路14_2のクロック周波数を15MHzとする。クロック周波数は、送信機1の周辺機器の動作クロック周波数に一致しないように設定されるのが望ましい。仮に、送信機1の周辺機器の動作クロック周波数が10MHzの場合に、基準クロック生成回路のクロック周波数も10MHzにすると、PLL回路11が電磁波ノイズの影響を受けやすくなるからである。したがって、基準クロック生成回路のクロック周波数は15Hzに切り替えられる。この場合、分周器24Aの制御パラメータP_DIVを変更することにより、ループフィルタ22および電圧制御発振器23の制御パラメータP_LF,P_VCOを変更しなくても所望の出力クロックCLKoutを得ることができる。 For example, the clock frequency of the reference clock generation circuit 14_1 is set to 10 MHz, and the clock frequency of the reference clock generation circuit 14_2 is set to 15 MHz. It is desirable to set the clock frequency so that it does not match the operating clock frequency of the peripheral devices of the transmitter 1. If the operating clock frequency of the peripheral devices of the transmitter 1 is 10 MHz, and the clock frequency of the reference clock generation circuit is also set to 10 MHz, the PLL circuit 11 will be easily affected by electromagnetic noise. Therefore, the clock frequency of the reference clock generation circuit is switched to 15 Hz. In this case, by changing the control parameter P_DIV of the frequency divider 24A, the desired output clock CLKout can be obtained without changing the control parameters P_LF, P_VCO of the loop filter 22 and the voltage controlled oscillator 23.

[制御回路の処理フロー]
図20は、実施の形態2のPLL回路の制御方法を示すフローチャートである。図20のフローチャートは、ステップS110,S160がそれぞれステップS110A,S160Aに変更されるとともに、ステップS210が追加される点で、図13のフローチャートと異なる。
[Processing flow of control circuit]
Fig. 20 is a flowchart showing a method for controlling a PLL circuit according to embodiment 2. The flowchart in Fig. 20 differs from the flowchart in Fig. 13 in that steps S110 and S160 are changed to steps S110A and S160A, respectively, and step S210 is added.

具体的に、ステップS110Aにおいて、パラメータ調整部33は、メモリ35から前回捕捉時のループフィルタ22および電圧制御発振器23の制御パラメータP_LF,P_VCOに加えて、分周器24Aの制御パラメータP_DIVを読み出す。 Specifically, in step S110A, the parameter adjustment unit 33 reads from the memory 35 the control parameters P_LF and P_VCO of the loop filter 22 and the voltage controlled oscillator 23 at the time of the previous capture, as well as the control parameter P_DIV of the frequency divider 24A.

ステップS160Aにおいて、パラメータ調整部33は、取得した温度範囲情報D_tempおよび温度変動情報D_deltatempに基づいて、初回(#1)の電圧制御発振器23の制御パラメータP_VCOとともに分周器24Aの制御パラメータP_DIVを設定し、設定値をメモリ35に記憶させる。 In step S160A, the parameter adjustment unit 33 sets the control parameter P_VCO of the voltage controlled oscillator 23 for the first time (#1) and the control parameter P_DIV of the frequency divider 24A based on the acquired temperature range information D_temp and temperature fluctuation information D_deltatemp, and stores the set values in the memory 35.

さらに、温度変動量が閾値を超えるほど大きくなくても(ステップS180でNO)、温度センサ34の検出温度Tempの温度範囲が閾値を超えている場合には(ステップS190でYES)、パラメータ調整部33はステップS210に処理を進める。ステップS210において、パラメータ調整部33は、温度範囲情報D_tempに基づいて2回目以降(#2,#3,…)の分周器24Aの制御パラメータP_DIVを設定する。これによって、電圧制御発振器23の発振周波数をより細かく調整できる。 Furthermore, even if the temperature fluctuation amount is not large enough to exceed the threshold value (NO in step S180), if the temperature range of the detected temperature Temp of the temperature sensor 34 exceeds the threshold value (YES in step S190), the parameter adjustment unit 33 proceeds to step S210. In step S210, the parameter adjustment unit 33 sets the control parameter P_DIV of the frequency divider 24A for the second and subsequent times (#2, #3, ...) based on the temperature range information D_temp. This allows the oscillation frequency of the voltage controlled oscillator 23 to be adjusted more finely.

図20のその他のステップは図13の場合と同様であるので、同一または相当するステップには同一の参照符号を付して説明を繰り返さない。 The other steps in Figure 20 are similar to those in Figure 13, so the same or corresponding steps are given the same reference symbols and will not be described repeatedly.

[実施の形態2の効果]
実施の形態2のPLL回路11は、分周器24Aの分周比が変更可能となるように構成される。これにより、PLL回路11の周囲の温度変化に応じて、電圧制御発振器23の発振周波数をより細かく調整できる。さらに、分周器24Aの分周比をプログラム可能にすることにより、発振周波数の異なる複数の基準クロック生成回路に対して、それぞれ所望の周波数の出力クロックCLKoutを生成できる。
[Effects of the second embodiment]
The PLL circuit 11 of the second embodiment is configured to change the division ratio of the frequency divider 24A. This allows the oscillation frequency of the voltage controlled oscillator 23 to be more finely adjusted in response to changes in the temperature around the PLL circuit 11. Furthermore, by making the division ratio of the frequency divider 24A programmable, it is possible to generate output clocks CLKout with desired frequencies for a plurality of reference clock generating circuits with different oscillation frequencies.

実施の形態3.
実施の形態3では、電圧制御発振器23の制御パラメータP_VCOの設定値と制御電圧の設定値V_VCOとの対応関係を表す変換テーブルを変更する場合について、図21~図23を参照して説明する。
Embodiment 3.
In the third embodiment, a case where a conversion table indicating the correspondence relationship between the setting value of the control parameter P_VCO of the voltage controlled oscillator 23 and the setting value V_VCO of the control voltage is changed will be described with reference to FIGS.

[送信機の全体構成とパラメータ更新部の動作]
図21は、実施の形態3の送信機1Bの全体構成を示すブロック図である。図21の制御回路30は、パラメータ更新部36がさらに設けられている点で図14の制御回路30と異なる。
[Overall configuration of transmitter and operation of parameter update unit]
Fig. 21 is a block diagram showing the overall configuration of a transmitter 1B according to embodiment 3. The control circuit 30 in Fig. 21 differs from the control circuit 30 in Fig. 14 in that a parameter update unit 36 is further provided.

パラメータ更新部36は、制御パラメータP_VCO,P_DIVの複数の設定値のうち使用頻度が低くほとんど使われていない設定値がある場合には、制御パラメータP_VCOの複数の設定値と制御電圧V_VCOの値との対応関係を表す変換テーブルまたは制御パラメータP_DIVの設定値とカウンタ上限値A,Nとの対応関係を表す変換テーブルを変更する。変更後の変換テーブルは、PLL回路11の電圧制御発振器23の変換回路53または分周器24Aの変換回路83に格納される。これによって、制御電圧V_VCOの変更ステップまたはカウンタ81,82の上限値の変更ステップをより細かく設定できるので、電圧制御発振器23の発振周波数の制御性を高めることができる。 When there is a setting value that is infrequently used and rarely used among the multiple setting values of the control parameters P_VCO and P_DIV, the parameter update unit 36 changes the conversion table that represents the correspondence between the multiple setting values of the control parameter P_VCO and the value of the control voltage V_VCO or the conversion table that represents the correspondence between the setting value of the control parameter P_DIV and the counter upper limit values A and N. The changed conversion table is stored in the conversion circuit 53 of the voltage controlled oscillator 23 of the PLL circuit 11 or the conversion circuit 83 of the divider 24A. This allows the change step of the control voltage V_VCO or the change step of the upper limit values of the counters 81 and 82 to be set more finely, thereby improving the controllability of the oscillation frequency of the voltage controlled oscillator 23.

図21のその他の点は図14の場合と同様であるので、同一または相当する部分には同一の参照符号を付して説明を繰り返さない。 Other aspects of Figure 21 are similar to those of Figure 14, so the same or corresponding parts are given the same reference symbols and will not be described repeatedly.

[制御回路の処理フロー]
図22は、実施の形態3のPLL回路の制御方法を示すフローチャートである。図22のフローチャートは、ステップS220~S240をさらに含む点で図20のフローチャートと異なる。
[Processing flow of control circuit]
Fig. 22 is a flowchart showing a method for controlling a PLL circuit according to embodiment 3. The flowchart in Fig. 22 differs from the flowchart in Fig. 20 in that it further includes steps S220 to S240.

図22を参照して、電圧制御発振器23の制御パラメータP_VCOの設定変更後(ステップS200)または分周器24Aの制御パラメータP_DIVの設定変更後(ステップS210)に、パラメータ更新部36は、制御パラメータの設定値の更新回数をカウントする(ステップS220)。上記のカウント値が閾値(K)以下の場合(ステップS230でYES)、パラメータ更新部36は制御パラメータの変換テーブルを更新する(ステップS240)。更新後の変換テーブルは、PLL回路11の電圧制御発振器23の変換回路53または分周器24Aの変換回路83に送信される。 Referring to FIG. 22, after changing the setting of the control parameter P_VCO of the voltage-controlled oscillator 23 (step S200) or the control parameter P_DIV of the frequency divider 24A (step S210), the parameter update unit 36 counts the number of times the setting value of the control parameter is updated (step S220). If the count value is equal to or less than the threshold value (K) (YES in step S230), the parameter update unit 36 updates the conversion table of the control parameter (step S240). The updated conversion table is transmitted to the conversion circuit 53 of the voltage-controlled oscillator 23 of the PLL circuit 11 or the conversion circuit 83 of the frequency divider 24A.

図23は、更新前および更新後の電圧制御発振器の制御パラメータの変換テーブルの一例を示す図である。図23(A)に示す更新前の変換テーブルでは、制御パラメータの設定値P_VCO1~P_VCO4にそれぞれ対応して、制御電圧V_VCOの値が1.0[V]から1.9[V]までの間で設定される。 Figure 23 shows an example of a conversion table of control parameters of a voltage-controlled oscillator before and after updating. In the conversion table before updating shown in Figure 23 (A), the value of the control voltage V_VCO is set between 1.0 [V] and 1.9 [V] corresponding to the control parameter setting values P_VCO1 to P_VCO4, respectively.

一方、図23(B)に示す更新後の変換テーブルでは、制御パラメータの設定値P_VCO1~P_VCO4にそれぞれ対応して、制御電圧V_VCOの値が1.0[V]から1.6[V]までの間で設定される。これにより、発振周波数のステップ幅をより細かく設定できるので、電圧制御発振器23の発振周波数の制御性を高めることができる。 On the other hand, in the updated conversion table shown in FIG. 23(B), the value of the control voltage V_VCO is set between 1.0 [V] and 1.6 [V] corresponding to the control parameter setting values P_VCO1 to P_VCO4, respectively. This allows the step width of the oscillation frequency to be set more finely, thereby improving the controllability of the oscillation frequency of the voltage-controlled oscillator 23.

[実施の形態3の効果]
上記の実施形態によれば、ループフィルタ22、電圧制御発振器23、および分周器24Aを制御するための制御パラメータP_LF,P_VCO,P_DIVの複数の設定値の使用頻度に応じて、制御パラメータの複数の設定値と制御電圧などとの対応関係が変更される。これによって、電圧制御発振器23の発振周波数の変動範囲をより細かいステップ幅で制御できるので、PLL回路11の制御性を向上させることができる。
[Effects of the Third Embodiment]
According to the above embodiment, the correspondence between the multiple setting values of the control parameters P_LF, P_VCO, and P_DIV for controlling the loop filter 22, the voltage controlled oscillator 23, and the frequency divider 24A and the control voltages and the like is changed according to the frequency of use of the multiple setting values of the control parameters. This allows the variation range of the oscillation frequency of the voltage controlled oscillator 23 to be controlled in finer step widths, thereby improving the controllability of the PLL circuit 11.

実施の形態4.
実施の形態4では、送信機1Cの送信回路10の内部にエラーベクトル振幅(EVM:Error Vector Magnitude)検出回路17がさらに設けられている。以下、図24および図25を参照して具体的に説明する。
Embodiment 4.
In the fourth embodiment, an error vector amplitude (EVM) detection circuit 17 is further provided inside the transmission circuit 10 of the transmitter 1C. This will be specifically described below with reference to Figs.

[送信機の全体構成]
図24は、実施の形態4の送信機1Cの全体構成を示すブロック図である。図24の送信回路10は、EVM検出回路17をさらに備える点で図14の送信回路10と異なる。
[Overall configuration of transmitter]
Fig. 24 is a block diagram showing an overall configuration of a transmitter 1C according to embodiment 4. The transmission circuit 10 in Fig. 24 differs from the transmission circuit 10 in Fig. 14 in that it further includes an EVM detection circuit 17.

EVM検出回路17は、変調信号MSのエラーベクトル振幅を検出し、検出したエラーベクトル振幅の情報D_emvを制御回路30に出力する。制御回路30は、検出されたエラーベクトル振幅が閾値(M)を超えている場合には、ループフィルタ22の制御パラメータP_LFを変更する。これにより、高周波帯域のノイズを除去して、PLL回路11の位相雑音特性を向上させる。 The EVM detection circuit 17 detects the error vector amplitude of the modulated signal MS and outputs information D_emv on the detected error vector amplitude to the control circuit 30. If the detected error vector amplitude exceeds a threshold (M), the control circuit 30 changes the control parameter P_LF of the loop filter 22. This removes noise in the high frequency band and improves the phase noise characteristics of the PLL circuit 11.

図24のその他の点は図14の場合と同様であるので、同一または相当する部分には同一の参照符号を付して説明を繰り返さない。 Other aspects of Figure 24 are similar to those of Figure 14, so the same or corresponding parts are given the same reference symbols and will not be described repeatedly.

[制御回路の処理フロー]
図25は、実施の形態4のPLL回路の制御方法を示すフローチャートである。図25のフローチャートは、ステップS250,S260がさらに追加されている点で図20のフローチャートと異なる。
[Processing flow of control circuit]
Fig. 25 is a flowchart showing a method for controlling a PLL circuit according to embodiment 4. The flowchart in Fig. 25 differs from the flowchart in Fig. 20 in that steps S250 and S260 are further added.

温度変動量が閾値を超えるほど大きくなく(ステップS180でNO)、温度センサ34の検出温度Tempの温度範囲が閾値を超えていない場合には(ステップS190でNO)、パラメータ調整部33Aは処理をステップS250に進める。 If the temperature change amount is not large enough to exceed the threshold value (NO in step S180) and the temperature range of the detected temperature Temp of the temperature sensor 34 does not exceed the threshold value (NO in step S190), the parameter adjustment unit 33A proceeds to step S250.

ステップS250において、パラメータ調整部33Aは、EVM検出回路17から受信した変調信号MSのエラーベクトル振幅が閾値(M)を超えているか否かを判定する。パラメータ調整部33Aは、エラーベクトル振幅が閾値(M)を超えている場合に(ステップS250でYES)、ループフィルタ22の制御パラメータP_LFをエラーベクトル振幅に応じた値に設定し、設定値をメモリ35に保存する。 In step S250, the parameter adjustment unit 33A determines whether the error vector amplitude of the modulated signal MS received from the EVM detection circuit 17 exceeds the threshold value (M). If the error vector amplitude exceeds the threshold value (M) (YES in step S250), the parameter adjustment unit 33A sets the control parameter P_LF of the loop filter 22 to a value corresponding to the error vector amplitude and stores the set value in the memory 35.

図25のその他の点は図20の場合と同様であるので、同一または相当するステップには同一の参照符号を付して説明を繰り返さない。 Other aspects of Figure 25 are similar to those of Figure 20, so the same or corresponding steps are given the same reference symbols and will not be described repeatedly.

[実施の形態4の効果]
実施の形態4では、変調回路13の変調方式として、位相シフト変調(PSK)またはQPSK(Quadrature Phase Shift Keying)などが想定されている。このような変調方式の場合、エラーベクトル振幅の情報に基づいて、送信回路10から出力される変調信号MSの位相雑音特性を知ることができる。そして、エラーベクトル振幅が閾値(M)を超えている場合に、ループフィルタ22の制御パラメータP_LFを調整することにより、高周波帯域のノイズをさらに除去できる。この結果、PLL回路11の位相雑音特性の向上させることができる。
[Effects of the Fourth Embodiment]
In the fourth embodiment, the modulation method of the modulation circuit 13 is assumed to be phase shift keying (PSK) or quadrature phase shift keying (QPSK). In the case of such a modulation method, the phase noise characteristic of the modulated signal MS output from the transmission circuit 10 can be known based on the information of the error vector amplitude. Then, when the error vector amplitude exceeds the threshold value (M), the noise in the high frequency band can be further removed by adjusting the control parameter P_LF of the loop filter 22. As a result, the phase noise characteristic of the PLL circuit 11 can be improved.

実施の形態2のPLL回路11においてループフィルタ22の制御パラメータP_LFの調整は、PLL捕捉時の時間軸上の応答特性の向上を図るためであった。これに対して、実施の形態4の場合には、PLL回路11の時間応答特性および位相雑音特性の両方を向上させることができる。 In the PLL circuit 11 of the second embodiment, the control parameter P_LF of the loop filter 22 is adjusted to improve the response characteristics on the time axis when the PLL is captured. In contrast, in the case of the fourth embodiment, it is possible to improve both the time response characteristics and the phase noise characteristics of the PLL circuit 11.

[実施の形態4の変形例]
図24の送信機1Cでは、変調回路13の出力コンステレーションからエラーベクトル振幅を検出した。これと異なり、送信機1Cと対向する受信機内で、復調前の変調信号MSからエラーベクトル振幅を検出してもよい。受信機側でのエラーベクトル振幅に基づいてループフィルタ22の制御パラメータP_LFを調整することにより、受信機の周囲の通信環境を加味して制御パラメータP_LFを調整できる利点がある。なお、受信機側での通信品質を知る尺度として、エラーベクトル振幅(EVM)に代えて、符号誤り率(BER:Bit Error Rate)を用いてもよい。
[Modification of the fourth embodiment]
In the transmitter 1C in Fig. 24, the error vector amplitude is detected from the output constellation of the modulation circuit 13. Alternatively, the error vector amplitude may be detected from the pre-demodulation modulated signal MS in the receiver opposite to the transmitter 1C. By adjusting the control parameter P_LF of the loop filter 22 based on the error vector amplitude on the receiver side, there is an advantage that the control parameter P_LF can be adjusted taking into account the communication environment around the receiver. Note that, instead of the error vector amplitude (EVM), a bit error rate (BER) may be used as a measure of communication quality on the receiver side.

また、図24の送信機1Cでは、ベースバンド信号BSが送信機1Cに入力される構成となっている。これに代えて、送信機1C内部のベースバンド回路でベースバンド信号が生成される構成としてもよい。これにより、通信開始前にキャリブレーション等を実施するとき、送信機1Cにベースバンド信号BSを入力する手順を省略して、キャリブレーション手順を簡略化できる。 In addition, in the transmitter 1C of FIG. 24, a baseband signal BS is input to the transmitter 1C. Alternatively, the baseband signal may be generated in a baseband circuit inside the transmitter 1C. This makes it possible to omit the procedure of inputting the baseband signal BS to the transmitter 1C when performing calibration before starting communication, thereby simplifying the calibration procedure.

実施の形態5.
上述した実施の形態1~4のPLL回路11および制御回路30などの特徴は、受信機2にも適用でき、これまで説明した送信機1,1A~1Cの場合とほぼ同様の効果を奏する。
Embodiment 5.
The features of the PLL circuit 11 and the control circuit 30 of the first to fourth embodiments described above can also be applied to the receiver 2, and provide substantially the same effects as those of the transmitters 1, 1A to 1C described thus far.

図26は、実施の形態5の受信機2の全体構成を示すブロック図である。受信機2は、変調信号MSを受信し、受信した変調信号MSを復調することによりベースバンド信号BSを生成し、生成したベースバンド信号BSを出力する。図26に示すように、受信機2は、受信回路90と、制御回路30と、温度センサ34と、メモリ35とを備える。受信回路90は、復調回路91と、PLL回路11と、基準クロック生成回路12と、EVM検出回路17とを備える。 Figure 26 is a block diagram showing the overall configuration of a receiver 2 according to the fifth embodiment. The receiver 2 receives a modulated signal MS, demodulates the received modulated signal MS to generate a baseband signal BS, and outputs the generated baseband signal BS. As shown in Figure 26, the receiver 2 includes a receiving circuit 90, a control circuit 30, a temperature sensor 34, and a memory 35. The receiving circuit 90 includes a demodulation circuit 91, a PLL circuit 11, a reference clock generating circuit 12, and an EVM detection circuit 17.

復調回路91は、変調信号MSとPLL回路11の出力クロックCLKoutとを受信し、出力クロックCLKoutに基づいて変調信号MSを復調することにより、ベースバンド信号BSを生成する。図26のその他の点は図24の場合と同様であるので、同一または相当する部分には同一の参照符号を付して説明を繰り返さない。 The demodulation circuit 91 receives the modulated signal MS and the output clock CLKout of the PLL circuit 11, and generates a baseband signal BS by demodulating the modulated signal MS based on the output clock CLKout. Since other points in FIG. 26 are the same as those in FIG. 24, the same reference symbols are used for the same or corresponding parts, and the description will not be repeated.

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものでないと考えられるべきである。たとえば、2つ以上の実施の形態を組み合わせて実施してもよい。また、各実施の形態を部分的に実施してもよく、2つ以上の実施の形態を部分的に組み合わせて実施してもよい。この出願の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiments disclosed herein should be considered to be illustrative and not restrictive in all respects. For example, two or more embodiments may be implemented in combination. Each embodiment may be implemented in part, or two or more embodiments may be implemented in partial combination. The scope of this application is defined by the claims, not the above description, and is intended to include all modifications within the meaning and scope of the claims.

1,1A,1B,1C 送信機、2 受信機、10 送信回路、11 PLL回路、12,14 基準クロック生成回路、13 変調回路、17 EVM検出回路、20 位相比較器、21 チャージポンプ、22 ループフィルタ、23 電圧制御発振器、24,24A 分周器、30 制御回路、31 温度監視部、32 PLL捕捉監視部、33,33A パラメータ調整部、34 温度センサ、35 メモリ、36 パラメータ更新部、40 可変抵抗器、41,42 抵抗素子、43 スイッチ、44,45,50,51 可変容量、46,53,83 変換回路、47 信号線、52 インダクタ、55 遅延回路、56 温度範囲判定部、57 温度変動判定部、61,62 JKフリップフロップ、63 NAND回路、64 同期判定部、65,81,82 カウンタ、70,72 パラメータ更新判定部、71,73,74 セレクタ、80 プリスケーラ、90 受信回路、91 復調回路、BS ベースバンド信号、CLKdiv 分周クロック、CLKout 出力クロック、CLKref,CLKref1,CLKref2 基準クロック、D 捕捉情報、D_temp 温度範囲情報、D_deltatemp 温度変動情報、GND グランド、MS 変調信号、Temp 検出温度。 1, 1A, 1B, 1C transmitter, 2 receiver, 10 transmission circuit, 11 PLL circuit, 12, 14 reference clock generation circuit, 13 modulation circuit, 17 EVM detection circuit, 20 phase comparator, 21 charge pump, 22 loop filter, 23 voltage controlled oscillator, 24, 24A frequency divider, 30 control circuit, 31 temperature monitoring unit, 32 PLL capture monitoring unit, 33, 33A parameter adjustment unit, 34 temperature sensor, 35 memory, 36 parameter update unit, 40 variable resistor, 41, 42 resistance element, 43 switch, 44, 45, 50, 51 variable capacitance, 46, 53, 83 conversion circuit, 47 signal line, 52 inductor, 55 delay circuit, 56 temperature range determination unit, 57 temperature fluctuation determination unit, 61, 62 JK flip-flop, 63 NAND circuit, 64 synchronization determination unit, 65, 81, 82 counters, 70, 72 parameter update determination unit, 71, 73, 74 selector, 80 prescaler, 90 receiving circuit, 91 demodulation circuit, BS baseband signal, CLKdiv divided clock, CLKout output clock, CLKref, CLKref1, CLKref2 reference clock, D capture information, D_temp temperature range information, D_deltatemp temperature fluctuation information, GND ground, MS modulation signal, Temp detection temperature.

Claims (7)

位相同期回路であって、
第1制御パラメータおよび第1制御電圧に応じた周波数の出力信号を生成する電圧制御発振器と、
第2制御パラメータに応じた分周比で前記電圧制御発振器の前記出力信号を分周する分周器と、
基準クロック信号と前記分周された出力信号との位相差を検出する位相比較器と、
前記検出された位相差に応じた電流を出力するチャージポンプと、
前記チャージポンプの出力電流に基づいて前記第1制御電圧を生成するループフィルタと、
前記位相同期回路の周囲に設けられた温度センサの検出温度に基づいて、前記第1制御パラメータおよび前記第2制御パラメータを調整する制御回路とを備え
前記制御回路は、前記温度センサの前記検出温度の時間変動量に基づいて前記第1制御パラメータを調整し、前記温度センサの前記検出温度の温度範囲に基づいて前記第2制御パラメータを調整する、位相同期回路。
A phase locked loop circuit, comprising:
a voltage controlled oscillator that generates an output signal having a frequency responsive to a first control parameter and a first control voltage;
a frequency divider that divides the output signal of the voltage controlled oscillator by a frequency division ratio according to a second control parameter ;
a phase comparator for detecting a phase difference between a reference clock signal and the divided output signal;
a charge pump that outputs a current corresponding to the detected phase difference;
a loop filter that generates the first control voltage based on an output current of the charge pump;
a control circuit that adjusts the first control parameter and the second control parameter based on a detected temperature by a temperature sensor provided around the phase locked loop ;
The control circuit adjusts the first control parameter based on a time variation of the detected temperature of the temperature sensor, and adjusts the second control parameter based on a temperature range of the detected temperature of the temperature sensor .
前記電圧制御発振器の発振周波数は、前記第1制御電圧および第2制御電圧に応じて変化し、
前記電圧制御発振器は、前記第1制御パラメータの複数の設定値と前記第2制御電圧の値との対応関係を示すテーブルに従って前記第2制御電圧を変化させ、
前記制御回路は、前記第1制御パラメータの前記複数の設定値のうち使用頻度が閾値よりも低い設定値がある場合には、前記テーブルを更新する、請求項1に記載の位相同期回路。
an oscillation frequency of the voltage controlled oscillator varies in response to the first control voltage and the second control voltage;
the voltage controlled oscillator varies the second control voltage in accordance with a table indicating a correspondence relationship between a plurality of set values of the first control parameter and a value of the second control voltage;
2. The phase locked loop according to claim 1 , wherein said control circuit updates said table when any of said plurality of setting values of said first control parameter has a frequency of use lower than a threshold value.
前記ループフィルタの周波数特性は、第3制御パラメータに応じて変化し、
前記制御回路は、前記位相同期回路の起動時における捕捉時間に基づいて前記第3制御パラメータを調整する、請求項1または2に記載の位相同期回路。
the frequency characteristic of the loop filter varies in response to a third control parameter;
3. The phase locked loop according to claim 1, wherein the control circuit adjusts the third control parameter based on an acquisition time at the start-up of the phase locked loop.
請求項に記載の位相同期回路と、
前記電圧制御発振器の前記出力信号を利用して、ベースバンド信号を変調することにより変調信号を生成する変調回路とを備えた送信機。
A phase locked loop circuit according to claim 3 ;
a modulation circuit that generates a modulated signal by modulating a baseband signal using the output signal of the voltage controlled oscillator.
前記変調信号のエラーベクトル振幅を検出する検出回路をさらに備え、
前記制御回路は、前記エラーベクトル振幅の検出値に基づいて前記第3制御パラメータを調整する、請求項に記載の送信機。
a detection circuit for detecting an error vector magnitude of the modulated signal;
The transmitter of claim 4 , wherein the control circuit adjusts the third control parameter based on the detected value of the error vector magnitude.
請求項に記載の位相同期回路と、
前記電圧制御発振器の前記出力信号を利用して、変調信号を復調することによりベースバンド信号を生成する復調回路とを備えた受信機。
A phase locked loop circuit according to claim 3 ;
a demodulation circuit that utilizes the output signal of the voltage controlled oscillator to demodulate a modulated signal to generate a baseband signal.
位相同期回路の制御方法であって、
前記位相同期回路は、
第1制御パラメータおよび第1制御電圧に応じた周波数の出力信号を生成する電圧制御発振器と、
第2制御パラメータに応じた分周比で前記電圧制御発振器の前記出力信号を分周する分周器と、
基準クロック信号と前記分周された出力信号との位相差を検出する位相比較器と、
前記検出された位相差に応じた電流を出力するチャージポンプと、
前記チャージポンプの出力電流に基づいて前記第1制御電圧を生成するループフィルタとを含み、
前記制御方法は、
前記位相同期回路の周囲に設けられた温度センサの検出温度の情報を取得するステップと、
前記温度センサの前記検出温度に基づいて、前記第1制御パラメータおよび第2制御パラメータを調整するステップとを備え
前記調整するステップでは、前記温度センサの前記検出温度の時間変動量に基づいて前記第1制御パラメータを調整し、前記温度センサの前記検出温度の温度範囲に基づいて前記第2制御パラメータを調整する、位相同期回路の制御方法。
A method for controlling a phase locked loop, comprising the steps of:
The phase locked loop circuit includes:
a voltage controlled oscillator that generates an output signal having a frequency responsive to a first control parameter and a first control voltage;
a frequency divider that divides the output signal of the voltage controlled oscillator by a frequency division ratio according to a second control parameter ;
a phase comparator for detecting a phase difference between a reference clock signal and the divided output signal;
a charge pump that outputs a current corresponding to the detected phase difference;
a loop filter that generates the first control voltage based on an output current of the charge pump;
The control method includes:
acquiring information on a temperature detected by a temperature sensor provided around the phase locked loop;
adjusting the first control parameter and the second control parameter based on the detected temperature of the temperature sensor ;
A method for controlling a phase-locked loop, wherein in the adjusting step, the first control parameter is adjusted based on a time variation of the detected temperature of the temperature sensor, and the second control parameter is adjusted based on a temperature range of the detected temperature of the temperature sensor .
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