(57)【要約】【課題】本発明は、従来の周波数発生装置から共振チップを取り替えずに、その出力のクロック信号を需要の周波数に自由に調整することができる周波数発生装置を提供する。【解決手段】所定の振動周波数を有する第１クロック信号を発生する発振器モジュールと、操作により、需要の周波数に対応して制御信号を発生するプログラマブル制御モジュールと、前記発振器モジュールからの前記第１クロック信号と前記プログラマブル制御モジュールからの前記制御信号とを受信し、前記両信号に基づいて前記需要の周波数を有する第２クロック信号を発生することができるように前記発振器モジュールと前記プログラマブル制御モジュールとに電気的に連結されている直接デジタル周波数シンセサイザとからなっていることを特徴とするデジタル制御型の周波数発生装置を提供する。【選択図】図２
2010278630.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の振動周波数を有する第１クロック信号を発生する発振器モジュールと、
操作により、需要の周波数に対応して制御信号を発生するプログラマブル制御モジュールと、
前記発振器モジュールからの前記第１クロック信号と前記プログラマブル制御モジュールからの前記制御信号とを受信し、前記両信号に基づいて前記需要の周波数を有する第２クロック信号を発生することができるように前記発振器モジュールと前記プログラマブル制御モジュールとに電気的に連結されている直接デジタル周波数シンセサイザとを備えていることを特徴とするデジタル制御型の周波数発生装置。
【請求項２】
前記発振器モジュールからの前記第１クロック信号を感知してから前記プログラマブル制御モジュールに感知信号を送信することができるように前記発振器モジュールと前記プログラマブル制御モジュールとに電気的に連結されている周波数センサーを更に有し、
前記プログラマブル制御モジュールは、前記周波数センサーからの感知信号に基づいて前記第１クロック信号の前記所定の振動周波数と前記発振器モジュールの予め特定された所望の振動周波数との間の差を判定してから前記発振器モジュールに調整信号を送信することができるようになっており、
それにより、前記発振器モジュールは、前記調整信号に対応して自身からの前記第１クロック信号の前記所定の振動周波数を前記所望の振動周波数に調整し、確保することができることを特徴とする請求項１に記載のデジタル制御型の周波数発生装置。
【請求項３】
前記プログラマブル制御モジュールは、
操作により、前記需要の周波数に対応する入力信号を受信する入力インターフェースと、
前記周波数センサーから、前記感知信号を受信して該感知信号をデジタル信号に変換することができるように、前記周波数センサーに電気的に連結されているアナログ／デジタル変換器と、
前記入力インターフェースからの前記入力信号と前記アナログ／デジタル変換器からの前記デジタル信号を受信し、該入力信号及び該デジタル信号に基づいて前記制御信号を前記直接デジタル周波数シンセサイザに送信し、且つ、前記アナログ／デジタル変換器からの前記デジタル信号に基づいて前記調整信号を前記発振器モジュールに送信することができるように前記入力インターフェースと前記アナログ／デジタル変換器とに電気的に連結されているプロセッサーとからなっていることを特徴とする請求項２に記載のデジタル制御型の周波数発生装置。
【請求項４】
前記発振器モジュールは、水晶共振子及びオーブン制御型水晶発振器のいずれかを備えていることを特徴とする請求項１に記載のデジタル制御型の周波数発生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、周波数発生装置に関し、特に、デジタル制御型の周波数発生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１に示すように、従来の周波数発生装置は、クロック信号を出力する水晶発振器９と、入力モジュール８１と、水晶発振器９と入力モジュール８１とを電気的に連結する制御モジュール８２とからなっている。
【０００３】
水晶発振器９は、共振チップ９０と調整／発振回路９１とからなっている。
【０００４】
そのうち、共振チップ９０は、発振してクロック信号を発生するものであって、切削、ワキシング、ハーフィング、ラウンディング、ディワキシング、及びラップ仕上げによる周波数決めなどの工程によって作られるので、過程が煩雑であるばかりでなく、発振によるクロック信号の周波数もほぼ固定範囲にあって自由に変更することができない。
【０００５】
そして、調整／発振回路９１は、インバーター９１１と複数の可変キャパシター(Ｃ１, Ｃ２, Ｃ３)とからなっていて前記複数の可変キャパシター(Ｃ１, Ｃ２, Ｃ３)への調整により前記共振チップ９０を発振させるものである。
【０００６】
入力モジュール８１は、操作によって制御モジュール８２に制御信号を出力することができるように配置構成されている。
【０００７】
また、制御モジュール８２としては、マイクロ−コントローラーが使われていて、前記入力モジュール８１から出た制御信号に対応して前記複数の可変キャパシター(Ｃ１, Ｃ２, Ｃ３)の静電容量を調整し、前記水晶発振器９からのクロック信号の周波数を予定通りに制御し、確保するものが挙げられる。（以上、下記特許文献１参照）
【０００８】
即ち、従来の周波数発生装置では、出力するクロック信号の周波数がほぼ固定範囲にあって、使用者の需要によって自由に調整することができない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】米国特許第２００４／０２３３７３９号明細書（２００４年１１月２５日）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、周波数発生装置の使用を必要とする電気機器は多種多様あり、それで、必要とされる周波数も多種多様あるが、必要とされる周波数に応じて一々前記煩雑な過程によって周波数発生装置、特にその共振チップ９０を製作して提供することが不可能である。
【００１１】
それがために、本発明は、従来の周波数発生装置から共振チップを取り替えずに、その出力のクロック信号の周波数を需要の周波数に自由に調整することができる周波数発生装置を提供しようとすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記目的を達成するために、発明者は、研究に研究を重ねた結果、従来のほぼ固定範囲である周波数を出力する周波数発生装置に、デジタル制御を加えたら、その出力するクロック信号の周波数を自由に調整することができることを発見し、本発明を完成した。
【００１３】
即ち、本発明は、所定の振動周波数を有する第１クロック信号を発生する発振器モジュールと、操作により、需要の周波数に対応して制御信号を発生するプログラマブル制御モジュールと、前記発振器モジュールからの前記第１クロック信号と前記プログラマブル制御モジュールからの前記制御信号とを受信し、前記両信号に基づいて前記需要の周波数を有する第２クロック信号を発生することができるように前記発振器モジュールと前記プログラマブル制御モジュールとに電気的に連結されている直接デジタル周波数シンセサイザとを備えていることを特徴とするデジタル制御型の周波数発生装置を提供する。
【００１４】
本発明の実施形態として、更に、前記発振器モジュールと前記プログラマブル制御モジュールとに電気的に連結されている周波数センサーを有し、前記周波数センサーは、前記発振器モジュールからの前記第１クロック信号を感知してから前記プログラマブル制御モジュールに感知信号を送信することができるようになっており、前記プログラマブル制御モジュールは、前記感知信号に基づいて前記所定の振動周波数と前記発振器モジュールの予め特定された所望の振動周波数との間の差を判定してから前記発振器モジュールに調整信号を送信することができるようになっており、それにより、前記発振器モジュールは、前記調整信号に対応して自身からの前記第１クロック信号の前記所定の振動周波数を前記所望の振動周波数に調整し、確保することができるものが挙げられる。
【００１５】
また、前記プログラマブル制御モジュールは、操作により、前記需要の周波数に対応する入力信号を受信する入力インターフェースと、前記周波数センサーから、前記感知信号を受信して該感知信号をデジタル信号に変換することができるように、前記周波数センサーとに電気的に連結されているアナログ／デジタル変換器と、前記入力インターフェースからの前記入力信号と前記アナログ／デジタル変換器からの前記デジタル信号を受信し、該入力信号及び該デジタル信号に基づいて前記制御信号を前記直接デジタル周波数シンセサイザに送信し、且つ、前記アナログ／デジタル変換器からの前記デジタル信号に基づいて前記調整信号を前記発振器モジュールに送信することができるように前記入力インターフェースと前記アナログ／デジタル変換器とに電気的に連結されているプロセッサーとからなっているものも挙げられる。
【００１６】
さらに、前記発振器モジュールは、水晶共振子及びオーブン制御型水晶発振器のいずれかを備えているものも挙げられる。
【発明の効果】
【００１７】
上記の構成により、本発明のデジタル制御型の周波数発生装置は、需要の周波数に対応する入力信号を受信することによってその出力するクロック信号の周波数を該需要の周波数に自由に調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】従来の周波数発生装置の回路図である。
【図２】本発明の実施例の回路図である。
【図３】前記実施例における直接デジタル周波数シンセサイザのブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、図２及び図３を参照しながら本発明の実施例を説明する。
【００２０】
〔実施例〕
図２に示すように、本実施例のデジタル制御型の周波数発生装置１は、発振器モジュール１１と、プログラマブル制御モジュール１２と、直接デジタル周波数シンセサイザ１３と、フィルター１４と、バッファ１５と、周波数センサー１６とからなっている。
【００２１】
発振器モジュール１１は、所定の周波数を有する第１クロック信号を発生するものである。
【００２２】
この実施例には、発振器モジュール１１は、水晶共振子１１０と、インバーター１１１と複数の可変キャパシター(Ｃ１１, Ｃ１２, Ｃ１３)とを有する調整／発振回路とからなっている。
【００２３】
発振器モジュール１１から発生される第１クロック信号の振動周波数は、本来所望の振動周波数（fosc）に設定されるが、実際の使用における周囲温度、高さなどの条件によって範囲があり、製造にも誤差があり、そして時間の経過に伴う水晶共振子１１０のエージングによっても衰えるので、使用時に実際の数値が所望の振動周波数（fosc）に比べると多少差がある。従って、ここで、それを所定の振動周波数（fosc’）と称し、発振器モジュール１１の製造時に特定された所望の振動周波数（fosc）と区別する。
【００２４】
ちなみに、所定の振動周波数（fosc’）と所望の振動周波数（fosc）との差が、所望の振動周波数（fosc）×１０ｐｐｍの範囲内にあった場合は許容される。
【００２５】
なお、本発明の他の実施例としては、発振器モジュール１１がオーブン制御型水晶発振器を備えるものが挙げられる。
【００２６】
プログラマブル制御モジュール１２として、この実施例においては、ＰＩＣ２４コントロールモジュール（商品名、Microchip Technology Corporation社製）が使われていて、操作によって需要の周波数（fout）に対応して制御信号を発生することができるものである。
【００２７】
この実施例には、プログラマブル制御モジュール１２は、入力インターフェース１２１と、出力インターフェース１２２と、メモリー１２３と、アナログ／デジタル変換器１２４と、それらとに電気的に連結されているプロセッサー１２０とからなっている。
【００２８】
入力インターフェース１２１は、操作によって需要の周波数（fout）に対応するデジタル入力信号を受信することができるようになっている。
【００２９】
プロセッサー１２０は、入力インターフェース１２１からの前記デジタル入力信号を受信し、該デジタル入力信号とメモリー１２３に記憶された制御パラメーターに基づいて前記制御信号を発生して出力インターフェース１２２を通じて送信することができるようになっている。
【００３０】
周波数センサー１６は、発振器モジュール１１と、アナログ／デジタル変換器１２４とを電気的に連結している。
【００３１】
また、周波数センサー１６は、発振器モジュール１１からの第１クロック信号を感知してからアナログ／デジタル変換器１２４に感知信号を送信することができるようになっている。
【００３２】
アナログ／デジタル変換器１２４は、周波数センサー１６からの前記感知信号を受信してそれをデジタル信号に変換することができるようになっている。
【００３３】
プロセッサー１２０は、アナログ／デジタル変換器１２４からの前記デジタル信号を受信して、該デジタル信号とメモリー１２３に記憶された制御パラメーターに基づいて前記第１クロック信号の前記所定の振動周波数（fosc’）と発振器モジュール１１の前記所望の振動周波数（fosc）との間の差を判定し、且つ、調整信号を発生してから出力インターフェース１２２を通じて発振器モジュール１１に送信することができるように配置構成されている。
【００３４】
それにより、前記第１クロック信号の前記所定の振動周波数（fosc’）は、発振器モジュール１１のエージング、周囲温度及び周波数発生装置１が配置された位置の高さによる重力加速度により、発振器モジュール１１の前記所望の振動周波数（fosc）と差があっても、発振器モジュール１１の、前記調整信号に基づいて可変キャパシター(Ｃ１１, Ｃ１２, Ｃ１３)の静電容量を調整することによって前記所望の振動周波数（fosc）に調整されることができる。
【００３５】
さらに、プロセッサー１２０に、電圧制御型の発振器（ＶＣＯ）制御信号が入力インターフェース１２１を通じて入力されるのが好ましい。そうなると、プロセッサー１２０は、操作により前記ＶＣＯ制御信号に対応して前記第１クロック信号を安定させるように発振器モジュール１１を制御することができるからである。
【００３６】
そして、直接デジタル周波数シンセサイザ１３は、発振器モジュール１１とプログラマブル制御モジュール１２とに電気的に連結され、発振器モジュール１１からの前記第１クロック信号とプログラマブル制御モジュール１２からの前記制御信号とを受信し、該両信号に基づいて前記需要の周波数（fout）を有する第２クロック信号を発生することができるものである。
【００３７】
図３に示すように、直接デジタル周波数シンセサイザ１３は、発振器モジュール１１と出力インターフェース１２２とに電気的に連結されている位相累算器１３１と、位相累算器１３１に電気的に連結されていて位相及び振幅の検案表を記憶するメモリー１３２と、メモリー１３２に電気的に連結されているデジタル／アナログ変換器１３３とからなっている。
【００３８】
位相累算器１３１は、前記第１クロック信号と前記制御信号とを受信し、該両信号に基づいて位相信号を発生してメモリー１３２に送信するものである。
【００３９】
この実施例には、前記制御信号は周波数制御語（frequency control word）の形になっている。
【００４０】
前記位相信号は、前記検案表から対応する振幅を見つけ出し、位相と振幅とを有するデジタル信号に合成するものである。
【００４１】
デジタル／アナログ変換器１３３は、前記デジタル信号を前記第２クロック信号としてのアナログ信号に変換するものである。
【００４２】
この実施例では、前記第２クロック信号の前記需要の周波数（fout）は、前記所望の振動周波数（fosc）の倍以上である。
【００４３】
前記第２クロック信号は、直接デジタル周波数シンセサイザ１３に電気的に連結されているフィルター１４で需要でない部分を取り除かれてから、フィルター１４に電気的に連結されているバッファ１５を通じて出力される。
【００４４】
プログラマブル制御モジュール１２と直接デジタル周波数シンセサイザ１３との配置構成により、本発明のデジタル制御型の周波数発生装置１は、前記第１クロック信号に基づいて前記需要の周波数（fout）を有する前記第２クロック信号を出力することができる。
【００４５】
さらに、周波数センサー１６の配置構成と前記ＶＣＯ制御信号の入力とにより、前記第１クロック信号の前記所定の振動周波数（fosc’）を前記所望の振動周波数（fosc）に調整し、確保することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
如上のように、本発明のデジタル制御型の周波数発生装置は、出力する第２クロック信号の振動周波数が、各電気機器の必要とされる多種多様の周波数に応じて自由に調整され得るので、幅広く利用されることができる。
【００４７】
また、本発明のデジタル制御型の周波数発生装置は、エージング、周囲温度、重力加速度などの原因による周波数の変化を感知して補正することができる。
【符号の説明】
【００４８】
１  デジタル制御型の周波数発生装置
１１  発振器モジュール
１１０  水晶共振子
１１１  インバーター
１２  プログラマブル制御モジュール
１２０  プロセッサー
１２１  入力インターフェース
１２２  出力インターフェース
１２３  メモリー
１２４  アナログ／デジタル変換器
１３  直接デジタル周波数シンセサイザ
１３１  位相累算器
１３２  メモリー
１３３  デジタル／アナログ変換器
１４  フィルター
１５  バッファ
１６  周波数センサー
Ｃ１１, Ｃ１２, Ｃ１３    複数の可変キャパシター
fosc’  第１クロック信号の所定の振動周波数
fosc  特定された所望の振動周波数
fout  需要の周波数
【図１】
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【図２】
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【図３】
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