【手続補正書】
【提出日】平成16年6月3日(2004.6.3)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】発明の名称
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の名称】ΣΔ変調器制御式の位相同期ループ回路およびこれに関連する方法
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】  入力基準信号による調整を受ける電圧制御発振器を有するとともにこの電圧制御発振器の出力信号を分周するための分周器をフィードバックループに有する位相同期ループ回路における前記分周器に供給され、分周比の決定に使用される分周比制御信号を発生する装置であって、
少なくとも擬似的なランダム値のディザ信号を発生するディザ信号発生器と、
前記ディザ信号発生器に接続され、前記ディザ信号発生器から入力される前記ディザ信号と第１の信号特性を有する周波数入力信号系列とを加算し、その加算値に応じて、第２の信号特性を有する分周比制御信号を発生する雑音整形器と、
を備え、
前記ディザ信号発生器は、
入力された複数の値を記憶するための記憶域を有するメモリ装置を含み、該記憶域は少なくとも擬似ランダムにアクセスされ、該記憶域に記憶された該複数の値が少なくとも前記ディザ信号の一部を形成することを特徴とする装置。
【請求項２】  前記ディザ信号発生器は、
前記メモリ装置の前記記憶域のアドレス指定に使用される擬似ランダム雑音値を発生する少なくとも１の擬似ランダム雑音発生器を、更に備えることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】  前記少なくとも１の擬似ランダム雑音発生器は、
第１の擬似ランダムビットを発生する第１の擬似ランダム雑音発生器と、
第２の擬似ランダムビットを発生する第２の擬似ランダム雑音発生器と、
第３の擬似ランダムビットを発生する第３の擬似ランダム雑音発生器と、
を備え、
第１の擬似ランダムビットと、第２の擬似ランダムビットと、第３の擬似ランダムビットとで各ビットを構成する３ビットの組み合わせが、前記メモリ装置の記憶域のアドレス指定に使用される前記擬似ランダム雑音値を形成することを特徴とする請求項２に記載の装置。
【請求項４】  前記雑音整形器は、ΣΔ変調器を含むことを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項５】  前記ΣΔ変調器は、量子化器を備え、該量子化器への入力の前段で前記周波数入力信号と前記ディザ信号とが加算されることを特徴とする請求項４に記載の装置。
【請求項６】  前記ΣΔ変調器は、高次ΣΔ変調器であることを特徴とする請求項４に記載の装置。
【請求項７】  前記ΣΔ変調器は、
第１の２次ΣΔ変調器と第２の２次ΔΣ変調器とが従属接続されて構成される３次フィードフォワードΣΔ変調器であることを特徴とする請求項６に記載の装置。
【請求項８】  前記雑音整形器と前記ディザ信号発生器とに接続されるクロック信号発生器を更に備え、
該クロック信号発生器は、クロック信号を発生し、
前記雑音整形器および前記ディザ信号発生器は、該クロック信号の個々のクロックパルスの検出に応じて動作することが可能であることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項９】  前記雑音整形器に接続されるクロック信号発生器を更に備え、
該クロック信号発生器は、クロック信号を発生し、
前記雑音整形器は、設定された該クロック信号のクロックパルスの検出に応じて信号整形動作を行うことが可能であることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項１０】  前記ディザ信号発生器に接続されるクロック信号発生器を更に備え、
該クロック信号発生器は、クロック信号を発生し、
前記ディザ信号発生器は、設定された該クロック信号のクロックパルスの検出に応じてディザ信号を発生することが可能であることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項１１】  前記電圧制御発振器をロックするための前記入力基準信号は、第１の周波数特性を有して発生し、前記クロック信号発生器で発生した前記クロック信号は、該第１の周波数特性にほぼ一致する特性を有するクロック信号であることを特徴とする請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】  前記雑音整形器に入力される前記周波数入力信号は、設定された搬送波周波数を規定する信号であることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項１３】  前記雑音整形器に入力される前記周波数入力信号は、情報信号を規定する信号であることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項１４】  入力基準信号による調整を受ける電圧制御発振器を有するとともにこの電圧制御発振器の出力信号を分周するための分周器をフィードバックループに有する位相同期ループ回路における前記分周器に供給され、分周比の決定に使用される分周比制御信号を発生する装置であって、
少なくとも擬似的なランダム値のディザ信号を発生するディザ信号発生器と、
前記ディザ信号発生器に接続され、前記ディザ信号発生器から入力される前記ディザ信号と第１の信号特性を有する周波数入力信号系列とを加算し、その加算値に応じて、第２の信号特性を有する分周比制御信号を発生する雑音整形器と、
を備え、
前記雑音整形器は、第１の２次ΣΔ変調器と第２の２次ΔΣ変調器とが従属接続されて構成される３次フィードフォワードΣΔ変調器を有し、
該第１の２次ΣΔ変調器は、第１の量子化器を備え、該第２の２次ΔΣ変調器は、第２の量子化器を備え、該第１および第２の量子化器の各々の入力の前段で、前記第１および第２の２次ΣΔ変調器の各々の周波数入力信号に、ディザ信号が加算されることを特徴とする装置。
【請求項１５】  分周器に供給され分周比の決定に使用される分周比制御信号を発生する分周比制御信号発生回路を有する無線電話装置であって、
少なくとも擬似的なランダム値のディザ信号を発生するディザ信号発生器と、
第１の信号特性を有する周波数入力信号を受信するとともに前記ディザ信号発生器で発生した前記ディザ信号を受信し、前記ディザ信号と前記周波数入力信号とに応じて、第２の信号特性を有する分周比制御系列からなる分周比制御信号を発生する雑音整形器と、
を備え、
前記ディザ信号発生器は、
入力された複数の値を記憶するための記憶域を有するメモリ装置を含み、該記憶域は少なくとも擬似ランダムにアクセスされ、該記憶域に記憶された該複数の値が少なくとも前記ディザ信号の一部を形成することを特徴とする無線電話装置。
【請求項１６】  位相同期ループ回路における分周器に入力される分周比制御信号を発生する方法であって、
少なくとも擬似的なランダム値からなるディザ信号を発生するために、入力された複数の値を記憶するための記憶域を有するメモリ装置に少なくとも擬似ランダムにアクセスし、アクセスした該記憶域からの前記複数の値の少なくとも一部に基づいて、ディザ信号の少なくとも一部を形成する、ディザ信号発生工程と、
合成信号を生成するために、前記ディザ信号発生工程で発生したディザ信号と、第１の特性を有する周波数入力信号とを合成する合成工程と、
第２の特性を有し、かつ、前記分周比制御信号を形成する量子化信号を生成するために、前記合成工程で生成された合成信号を量子化する量子化工程と、
を有することを特徴とする方法。
【請求項１７】  前記合成工程と前記量子化工程とによって、少なくとも前記周波数入力信号の一部の雑音成分を整形することを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】  入力基準信号を受信するように構成された位相同期ループ回路の一部をなす電圧制御発振器の調整動作の方法であって、
フィードバックループ内の分周器を前記電圧制御発振器に接続する接続工程と、
周波数入力系列と、擬似ランダムにアクセスされるメモリの記憶域から取り出される値の少なくとも一部から得られるディザ信号との加算信号の少なくとも雑音成分を所望の特性に整形することを可能とするΣΔ変調器により、前記分周器におけるフィードバック信号の分周比の決定に使用される分周比制御信号を発生する分周比制御信号発生工程と、
前記接続工程で接続された前記分周器に、前記分周比制御信号を供給する工程と、
分周信号を形成するために、前記分周比で前記フィードバック信号を分周する工程と、
該分周された信号と前記入力基準信号との位相差を検出する位相検波工程と、
前記位相検波工程で検出された位相差に応じて前記電圧制御発振器の発振を調整する発振調整工程と、
を有することを特徴とする方法。
【請求項１９】  入力基準信号による調整を受ける電圧制御発振器を有するとともにこの電圧制御発振器の出力信号を分周するための分周器をフィードバックループに有する位相同期ループ回路における前記分周器に供給され、分周比の決定に使用される分周比制御信号を発生する装置であって、
少なくとも擬似的なランダム値のディザ信号を発生するディザ信号発生器と、
第１の信号特性を有する周波数入力信号系列を受信し、および該ディザ信号発生器で発生した該ディザ信号を受信する雑音整形器と、
を備え、
該雑音整形器は、
前記周波数入力信号系列をフィルタリングし、第２の信号特性を有するフィルタ信号を生成する少なくとも１のフィルタと、
前記ディザ信号と前記フィルタ信号とを加算して、加算信号を生成する少なくとも１の加算器と、
該加算信号を量子化する少なくとも１の量子化器と、
を備え、
前記雑音整形器は、前記加算信号に応じて、第３の信号特性を有する分周比制御信号を生成することを特徴とする装置。
【請求項２０】  前記ディザ信号発生器は、
入力された複数の値を記憶するための記憶域を有するメモリ装置を含み、該記憶域は少なくとも擬似ランダムにアクセスされ、該記憶域に記憶された該複数の値が少なくとも前記ディザ信号の一部を形成することを特徴とする請求項１９に記載の装置。
【請求項２１】  前記ディザ信号発生器は、
前記メモリ装置の前記記憶域のアドレス指定に使用される擬似ランダム雑音信号を発生する少なくとも３の擬似ランダム雑音発生器を、更に備えることを特徴とする請求項２０に記載の装置。
【請求項２２】  前記ディザ信号発生器は、少なくとも１の最大長擬似雑音系列発生器を含むことを特徴とする請求項１９に記載の装置。
【請求項２３】  前記雑音整形器は、ΣΔ変調器を含むことを特徴とする請求項１９に記載の装置。
【請求項２４】  前記ΣΔ変調器は、高次ΣΔ変調器であることを特徴とする請求項２３に記載の装置。
【請求項２５】  クロックが、前記ディザ信号発生器および前記雑音整形器の双方のクロック動作を行うことを特徴とする請求項１９に記載の装置。
【請求項２６】  前記ディザ信号発生器は、前記入力基準信号の基準信号に等しい周波数を有するクロックでクロック動作することを特徴とする請求項１９に記載の装置。
【請求項２７】  前記雑音整形器に入力される前記周波数入力信号は、設定された搬送波周波数と情報信号とのうち少なくともいずれか一方を規定する信号であることを特徴とする請求項１９に記載の装置。
【請求項２８】  分周器に供給され、分周比の決定に使用される分周比制御信号を発生する分周比制御信号発生回路を有する無線電話装置であって、
少なくとも擬似的なランダム値のディザ信号を発生するディザ信号発生器と、
第１の信号特性を有する周波数入力信号を入力し、第２の信号特性を有するフィルタ信号を生成するフィルタと、前記ディザ信号と前記フィルタ信号との双方から得られる信号を入力する量子化器とを含み、該入力された信号に応じて、第３の信号特性を有する分周比制御系列を形成する前記分周比制御信号を生成する雑音整形器と、
を備えることを特徴とする無線電話装置。
【請求項２９】  位相同期ループ回路における分周器に入力される分周比制御信号を発生する方法であって、
少なくとも擬似的なランダム値からなるディザ信号を発生するディザ信号発生工程と、
第１の特性を有する周波数入力信号を受信する受信工程と、
第２の特性を有するフィルタ信号を生成するために、前記周波数入力信号をフィルタリングするフィルタ工程と、
合成信号を生成するために、前記ディザ信号発生工程で発生したディザ信号と、前記フィルタ信号とを合成する合成工程と、
第３の特性を有し、かつ、前記分周器に供給するための前記分周比制御信号を形成する量子化信号を生成するために、前記合成工程で生成された合成信号を量子化する量子化工程と、
を有することを備える方法。
【請求項３０】  前記合成工程と前記量子化工程によって、少なくとも前記周波数入力信号の一部の雑音成分を整形することを特徴とする請求項２９に記載の方法。
【請求項３１】  入力基準信号を受信するように構成された位相同期ループ回路の一部をなす電圧制御発振器の調整動作の方法であって、
フィードバックループ内の分周器を前記電圧制御発振器に接続する接続工程と、
ΣΔ変調器の量子化器の入力にディザ信号を供給する工程と、
周波数入力信号と前記ディザ信号とで形成される加算信号の少なくとも雑音成分を所望の特性に整形することを可能とする前記ΣΔ変調器により、前記分周器におけるフィードバック信号の分周比の決定に使用される分周比制御信号を生成する工程と、
前記接続工程で接続された前記分周器に、前記分周比制御信号を供給する工程と、
分周信号を形成するために、前記分周比で前記フィードバック信号を分周する工程と、
該分周された信号と前記入力基準信号との位相差を検出する位相検波工程と、
前記位相検波工程で検出された位相差に応じて前記電圧制御発振器の発振を調整する工程と、
を有することを特徴とする方法。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
本発明は、概要としては、例えば無線電話装置の一部を形成するＰＬＬ（位相同期ループ；phase-locked-loop）のようなＰＬＬ回路に関する。より詳細には、本発明は、ΣΔ変調器制御式のＰＬＬ回路に関する。ディザ信号（dithering signals）を発生してΣΔ変調器（ΣΔ modulator）に供給する。ΣΔ変調器は、ディザ信号により決定される分周比制御信号の値を作成する。ディザ信号は、実際上少なくとも擬似的にランダムであり、それをΣΔ変調器に利用することにより、ΣΔ変調器がリミットサイクル（limit cycle）に入りスプリアス（spurious）や反復性の出力信号（repetitive output signals）を発生することを減少させる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００３】
ある実施においては、ΣΔ変調器制御式回路は、周波数シンセサイザを形成する。別の実施においては、ΣΔ変調器制御式ＰＬＬ回路は、ＧＭＳＫ（ガウシアン・ミニマム・シフト・キーイング；gaussian minimum shift keying）変調信号などの変調信号を発生する変調器を形成する。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
そこで、情報が変調された搬送波が許容できる周波数安定特性値を有することを確実なものとするための試みがなされた。例えば、位相同期ループ（phase-locked-loop）（ＰＬＬ）回路は、多くの場合送信局の一部を形成する。位相同期ループ（ＰＬＬ）回路は一般に、入力基準信号に関連する周波数の出力発振信号を有する電圧制御発振器（voltage-controlled oscillator）（ＶＣＯ）を含む。ＶＣＯで発生した出力発振信号に関連する信号は、入力基準周波数と比較される。これらの信号間の位相差に応じてＶＣＯに電圧が加えられて、出力発振信号の周波数を上げ、もしくは下げる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
したがって、これらの、および別の観点では、装置および関係する方法は、ＰＬＬ（位相同期ループ；phase-locked-loop）回路の分周器に利用するための分周比制御信号を発生する。ＰＬＬ回路は、ＶＣＯ出力信号を発生するＶＣＯ（電圧制御発振器；voltage-controlled oscillator）を有する。このＶＣＯは、入力基準信号と所望の関係を維持する。また、ＶＣＯ出力信号は、設定された分周比でＶＣＯ出力信号を分周する分周器を有するフィードバックループに入力される。分周比制御信号の値は、設定された分周比により決定される。ディザ信号発生器は少なくとも擬似的なランダム値のディザ信号を発生する。さらに、第１の信号特性を有する周波数入力信号を受信し、また、ディザ信号発生器で発生したディザ信号を受信するため、ΣΔ変調器のような雑音整形器が接続される。雑音整形器は、周波数入力信号とディザ信号とに関連する信号とを加算する。ここで形成された加算値に応じて、分周比制御信号が発生する。分周比制御信号は、第２の信号特性を有する分周比制御信号に形成される。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３０】
ＰＬＬ回路１２の動作中、ライン２６に出力された出力発振信号は、ライン１４に入る入力基準信号と周波数上の関係を維持する。ＶＣＯ２４で生成された出力発振信号は、分周器２８に供給され、分周器２８で生成された分周信号とライン１４から入力された入力基準信号との位相差が比較される。位相検波器１６は、与えられた信号間の位相差を示す信号を生成する。フィルタ３２によるフィルタリングの後、ＶＣＯ２４には、位相検波器１６で検出された位相差を示す電圧信号が供給される。ＶＣＯ２４の発振周波数は、このような位相差に応じて変化、すなわち、“ワープ（warped）”する。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４１】
特に、ライン４２から与えられた周波数入力信号が一定値のとき、または周波数入力信号が、信号がサンプルされたレートに関係がある場合、変調器３８は、図１に示す回路１０の動作が、繰り返し動作（repetitive behavior）を呈するようになるかもしれない。ディザ信号発生器４４で発生し、変調器３８に供給されるディザ信号によって、変調器における量子化雑音のランダム性が増加する。ディザ信号発生器が発生するディザ信号を利用すれば、変調器がリミットサイクルに入り繰り返し出力（repetitive outputs）が発生することによりＰＬＬ回路１２の繰り返し動作を生じる可能性が低減する。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４４】
また、ディザ信号発生器４４で発生したディザ信号には、ライン４２に供給された周波数入力信号を示す信号が加算される。この加算は、量子化器、ここでは量子化器７４の前段で行われる。このような擬似ランダム値の加算により信号のランダム性が増加する。そして、量子化信号の雑音成分が整形されて、ライン３６に出力される分周比制御信号を形成する。ディザ信号は量子化器７４の直前段に加えられる。したがって、ディザ信号に起因するディザ雑音と量子化器で生じる量子化雑音とは、同様な影響を及ぼす。