(57)【要約】【課題】  発振器の発振周波数が出力されつつ、しかも、その出力の位相雑音を改善できる発振器の位相雑音改善回路を提供する。【解決手段】  発振周波数ｆｏを発振する発振器１，３と、発振器１，３からの出力信号を各々１／２に２分周する２分周器２，４と、全ての２分周器２，４からの出力信号をミキシングしてアップ・コンバートするミキサー５を有する発振器の位相雑音改善回路であり、更に、この回路を２組用いて各回路の後段に２分周器２１，２２を接続し、その２分周器２１，２２からの出力をミキシングするミキサー２３を設けた発振器の位相雑音改善回路である。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
特定の発振周波数を発振する発振器と、前記発振器からの出力信号を１／Ｎに分周する分周器とを組とし、当該組をＮ組用いて、前記全ての分周器からの出力信号をミキシングしてアップ・コンバートするミキサーを有することを特徴とする発振器の位相雑音改善回路。
【請求項２】
請求項１記載の回路をｎ個用い、前記各回路からの出力信号を１／ｎに分周する分周器を前記各回路の後段に接続し、前記全ての分周器からの出力信号をミキシングしてアップ・コンバートするミキサーを有することを特徴とする発振器の位相雑音改善回路。
【請求項３】
特定の発振周波数を発振する発振器と、前記発振器からの出力信号を１／２に２分周する分周器とを組とし、当該組を２組用いて、前記全ての分周器からの出力信号をミキシングしてアップ・コンバートするミキサーを有することを特徴とする発振器の位相雑音改善回路。
【請求項４】
請求項２記載の回路を２個用い、前記各回路からの出力信号を１／２に分周する分周器を前記各回路の後段に接続し、前記全ての分周器からの出力信号をミキシングしてアップ・コンバートするミキサーを有することを特徴とする発振器の位相雑音改善回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発振器の位相雑音改善回路に係り、特に、高価で高性能の部品を用いることなく、位相雑音を改善できる発振器の位相雑音改善回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
［従来の技術］
近年、通信の高速伝送レート化に伴い、高い周波数の発振器における位相雑音を改善することが求められている。
以下、位相雑音について説明する。
［発振器単体：図４］
発振器単体の位相雑音について図４を参照しながら説明する。図４は、発振器単体の位相雑音を説明する構成図である。
図４に示すように、発振周波数ｆｏを発振する発振器１から出力される位相雑音をＰｎ［ｄＢｃ／Ｈｚ］とする。
【０００３】
［２分周の場合の位相雑音：図５］
発振器１からの出力をＮ分周することにより、位相雑音Ｐｎ′は、２０ｌｏｇＮ改善されることが知られている。
２分周の場合の位相雑音について図５を参照しながら説明する。図５は、２分周の場合の位相雑音を説明する構成図である。
【０００４】
図５に示すように、発振器１から出力される信号の位相雑音は、Ｐｎ［ｄＢｃ／Ｈｚ］であり、２分周器２で２分周することにより、位相雑音は、２０ｌｏｇ（２）＝６ｄＢ改善されることになる。
２分周器２からの出力の位相雑音Ｐｎ′＝Ｐｎ-６［ｄＢｃ／Ｈｚ］となる。
但し、周波数は、ｆｏ／２となる。
【０００５】
以上説明したが、分周することにより、位相雑音を改善できるが、発振器からの周波数ｆｏは分周されたままとなり、周波数ｆｏを発振する発振器を用いて周波数ｆｏで位相雑音を改善することは難しく、近年要求される高い周波数での位相雑音の改善は困難となっていた。
【０００６】
［関連技術］
尚、関連する先行技術として、特開平１０−１３５８２７号公報「送信装置」（出願人：ソニー株式会社：特許文献１）、特開２００９−０１７０９６号公報「高周波発振源」（出願人：三菱電機株式会社：特許文献２）がある。
【０００７】
特許文献１には、送信装置において、第１の局部発振回路で発生される第１局部発振周波数をチャネル間隔の４倍の周波数ステップで可変とし、第２の局部発振回路で発生される第２局部発振周波数を各分割周波数範囲毎にチャネル間隔の８倍の周波数ステップで可変とすることが示されている。
【０００８】
特許文献２には、高周波発振源において、周波数変換器、帯域通過フィルタ、２分周器を直列接続したものを基本構成として多段に接続し、第１段目の周波数変換器には同じ発振周波数の２つの発振器からの信号を入力し、２段目以降の周波数変換器にも同じ発振周波数の発振器からの信号を入力するようにした構成が示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平１０−１３５８２７号公報
【特許文献２】特開２００９−０１７０９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上述したように、発振周波数ｆｏを出力させつつ、位相雑音を改善することは難しいという問題点があった。
【００１１】
［発振器を１つだけ用いた構成例：図６］
ここで、図５で説明した２分周器を利用して発振周波数ｆｏの出力のままで位相雑音を改善する試みについて図６を参照しながら説明する。図６は、発振器を１つだけ用いた構成例を示す図である。
【００１２】
図６に示すように、発振器１からの出力を分岐させ、２分周器２と２分周器６に入力する。２分周器２及び２分周器６に入力される信号の位相雑音は、それぞれＰｎ［ｄＢｃ／Ｈｚ］であり、周波数はｆｏとなる。
【００１３】
そして、２分周器２及び２分周器６から出力される信号の位相雑音は、それぞれＰｎ′［ｄＢｃ／Ｈｚ］であって、周波数はｆｏ／２となる。
更に、ミキサー５で２分周器２及び２分周器６から出力をミキシングすると、周波数はｆｏ（＝ｆｏ／２＋ｆｏ／２）となるものの、位相雑音は、発振器１からの出力の位相雑音と同じ、Ｐｎ［ｄＢｃ／Ｈｚ］に戻ってしまう。
【００１４】
これは、発振源が一つであるため、同期したコヒーレントノイズ（ノイズとノイズが重なったもの）となり、電圧加算になるためである。
【００１５】
本発明は上記実情に鑑みて為されたもので、発振器の発振周波数が出力されつつ、しかも、その出力の位相雑音を改善できる発振器の位相雑音改善回路を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記従来例の問題点を解決するための本発明は、発振器の位相雑音改善回路において、特定の発振周波数を発振する発振器と、発振器からの出力信号を１／Ｎに分周する分周器とを組とし、当該組をＮ組用いて、全ての分周器からの出力信号をミキシングしてアップ・コンバートするミキサーを有することを特徴とする。
【００１７】
本発明は、発振器の位相雑音改善回路において、上記回路をｎ個用い、各回路からの出力信号を１／ｎに分周する分周器を各回路の後段に接続し、全ての分周器からの出力信号をミキシングしてアップ・コンバートするミキサーを有することを特徴とする。
【００１８】
本発明は、発振器の位相雑音改善回路において、特定の発振周波数を発振する発振器と、発振器からの出力信号を１／２に２分周する分周器とを組とし、当該組を２組用いて、全ての分周器からの出力信号をミキシングしてアップ・コンバートするミキサーを有することを特徴とする。
【００１９】
本発明は、発振器の位相雑音改善回路において、各回路からの出力信号を１／２に分周する分周器を各回路の後段に接続し、全ての分周器からの出力信号をミキシングしてアップ・コンバートするミキサーを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、特定の発振周波数を発振する発振器と、発振器からの出力信号を１／Ｎに分周する分周器とを組とし、当該組をＮ組用いて、全ての分周器からの出力信号をミキシングしてアップ・コンバートするミキサーを有する発振器の位相雑音改善回路としているので、発振器の発振周波数が出力されつつ、しかも、その出力の位相雑音を改善できる効果がある。
【００２１】
本発明によれば、上記回路をｎ個用い、各回路からの出力信号を１／ｎに分周する分周器を各回路の後段に接続し、全ての分周器からの出力信号をミキシングしてアップ・コンバートするミキサーを有する発振器の位相雑音改善回路としているので、発振器の発振周波数が出力されつつ、しかも、その出力の位相雑音を改善できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る発振器の位相雑音改善回路の構成図である。
【図２】本発明の第２の実施形態に係る発振器の位相雑音改善回路の構成図である。
【図３】位相雑音測定結果を示す図である。
【図４】発振器単体の位相雑音を説明する構成図である。
【図５】２分周の場合の位相雑音を説明する構成図である。
【図６】発振器を１つだけ用いた構成例を示す図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
［実施の形態の概要］
本発明の実施形態に係る発振器の位相雑音改善回路は、同じ発振周波数ｆｏを発振するＮ個の発振器と、各発振器からの出力信号をＮ分周するＮ個の分周器と、Ｎ分周器からの出力をミキシングしてアップ・コンバートするミキサーとを有するものであり、ミキサーからの出力周波数を発振器での発振周波数ｆｏと同じにしつつ、その出力信号の位相雑音を改善できるものである。
【００２４】
［第１の回路：図１］
本発明の第１の実施形態に係る発振器の位相雑音改善回路（第１の回路）について図１を参照しながら説明する。図１は、本発明の第１の実施形態に係る発振器の位相雑音改善回路の構成図である。
第１の回路は、図１に示すように、発振器１と、２分周器２と、発振器３と、２分周器４と、ミキサー５とを基本的に有している。
【００２５】
［第１の回路の各部］
第１の回路の各部について具体的に説明する。
発振器１は、発振周波数ｆｏを発振し、２分周器２に出力する。発振器１から出力される信号の位相雑音をＰｎ［ｄＢｃ／Ｈｚ］とする。
【００２６】
２分周器２は、発振器１から入力された発振周波数ｆｏを２分周するもので、周波数ｆｏ／２をミキサー５に出力する。２分周器２から出力される信号の位相雑音は、Ｐｎ−６［ｄＢｃ／Ｈｚ］となる。
【００２７】
発振器３は、発振周波数ｆｏを発振し、２分周器４に出力する。発振器３は、発振器１と同じ種類の発振器を用いている。発振器３から出力される信号の位相雑音は、Ｐｎ［ｄＢｃ／Ｈｚ］である。
【００２８】
２分周器４は、発振器３から入力された発振周波数ｆｏを２分周するもので、周波数ｆｏ／２をミキサー５に出力する。２分周器４から出力される信号の位相雑音は、Ｐｎ−６［ｄＢｃ／Ｈｚ］となる。
【００２９】
ミキサー５は、２分周器２からの信号（周波数ｆｏ／２）と２分周器４からの信号（周波数ｆｏ／２）を乗算してアップ・コンバートする。ミキサー５から出力される信号の周波数は、ｆｏ（＝ｆｏ／２＋ｆｏ／２）となる。
そして、ミキサー５から出力される信号の位相雑音は、ミキシングにより３ｄＢ劣化し、結果として、Ｐｎ−３［ｄＢｃ／Ｈｚ］の改善となる。
【００３０】
ここで、図６で示した、発振器を１つだけ用いた構成では、同期したコヒーレントノイズ（ノイズとノイズを加算したもの）となって、位相雑音は、改善されていないが、第１の回路では、２つの発振器を用いることで、位相雑音が、Ｐｎ−３［ｄＢｃ／Ｈｚ］の改善となっている。
【００３１】
［第１の回路の応用例］
第１の回路では、２分周器を用いたが、２分周をＮ分周としてもよい。その場合、Ｎ分周した周波数の信号を（Ｎ−１）個分ミキサーでミキシングする構成とする。
【００３２】
［第２の回路：図２］
次に、本発明の第２の実施形態に係る発振器の位相雑音改善回路（第２の回路）について図２を参照しながら説明する。図２は、本発明の第２の実施形態に係る発振器の位相雑音改善回路の構成図である。
第２の回路は、図２に示すように、図１の第１の回路を２つ用いて、各々の出力を２分周器２１と２分周器２２で２分周し、更に２分周器２１，２２からの出力をミキサー２３で乗算してアップ・コンバートする構成である。
【００３３】
１番目の第１の回路は、発振器１と、２分周器２と、発振器３と、２分周器４と、ミキサー５とを基本的に有している。
２番目の第１の回路は、発振器１１と、２分周器１２と、発振器１３と、２分周器１４と、ミキサー１５とを基本的に有している。
【００３４】
第１の回路については、上述したとおりである。ここで、ミキサー５から出力される信号の位相雑音は、Ｐｎ−３［ｄＢｃ／Ｈｚ］であり、同様に、ミキサー１５から出力される信号の位相雑音は、Ｐｎ−３［ｄＢｃ／Ｈｚ］である。
【００３５】
そして、２分周器２１から出力される周波数は、ｆｏ／２であり、出力される信号の位相雑音は、Ｐｎ−９［ｄＢｃ／Ｈｚ］に改善される。
また、２分周器２２から出力される周波数は、ｆｏ／２であり、出力される信号の位相雑音は、Ｐｎ−９［ｄＢｃ／Ｈｚ］に改善される。
【００３６】
ミキサー２３では、アップ・コンバートされるので、出力される周波数はｆｏとなり、ミキサー２３におけるミキシングにより３ｄＢ劣化し、結果として、Ｐｎ−６［ｄＢｃ／Ｈｚ］の改善となる。
【００３７】
［位相雑音測定結果：図３］
次に、位相雑音の測定結果（実測例）について図３を参照しながら説明する。図３は、位相雑音測定結果を示す図である。
図３に示すように、図４の発振器単体の測定回路では、出力周波数が４３４［ＭＨｚ］で、位相雑音の測定値は−４２．８［ｄＢｃ／Ｈｚ］である。
また、図５の２分周の測定回路では、出力周波数が２１７［ＭＨｚ］で、位相雑音の測定値は−４８．８［ｄＢｃ／Ｈｚ］であり、改善値は６．０［ｄＢ］となる。
【００３８】
そして、図１の第１の回路では、出力周波数が４３４［ＭＨｚ］で、位相雑音の測定値は−４６．２［ｄＢｃ／Ｈｚ］であり、改善値は３．４［ｄＢ］となる。
図１における改善値は、理論的には３．０［ｄＢ］であるが、図３の実測値では、測定誤差等により３．４［ｄＢ］が得られたものである。
【００３９】
［第２の回路の応用例］
第２の回路では、２分周器２，４，１２，１４を用いたが、２分周をＮ分周としてもよい。その場合、Ｎ分周した周波数の信号を（Ｎ−１）個分ミキサー５，１５でミキシングする構成とする。
また、第２の回路では、２分周器２１，２２を用いたが、２分周をｎ分周としてもよい。その場合、ｎ分周した周波数の信号を（ｎ−１）個分ミキサー２３でミキシングする構成とする。
【００４０】
［実施の形態の効果］
第1の回路によれば、２個の発振器１，３と２個の２分周器２，４を用い、２分周器２，４の出力信号をミキサー５でミキシングしてアップ・コンバートしているので、発振器の発振周波数をミキサー５から出力しつつ、位相雑音を３ｄＢ改善できる効果がある。
【００４１】
また、第２の回路によれば、第１の回路を２組用い、各々のミキサー５，１５からの出力を２分周器２１，２２で分周し、それら分周した信号をミキサー２３でミキシングしてアップ・コンバートしているので、発振器の発振周波数をミキサー２３から出力しつつ、位相雑音を６ｄＢ改善できる効果がある。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明は、発振器の発振周波数が出力されつつ、しかも、その出力の位相雑音を改善できる発振器の位相雑音改善回路に好適である。
【符号の説明】
【００４３】
１…発振器、  ２…２分周器、  ３…発振器、  ４…２分周器、  ５…ミキサー、  ６…２分周器、  １１…発振器、  １２…２分周器、  １３…発振器、  １４…２分周器、  １５…ミキサー、  ２１…２分周器、  ２２…２分周器、  ２３…ミキサー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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