(57)【要約】【課題】  エージング特性を自動補正し、外部基準信号の未接続又はアンロック時に出力周波数変動を小さくできるＰＬＬ回路を提供する。【解決手段】  基準信号が適正範囲内でロック状態の場合に、初期調整時に、チャージポンプ出力電圧（Ａ）の初期電圧を温度情報Ｔと共に読み取り、自走周波数設定用電圧（Ｂ）が電圧（Ａ）となるようのＤＡコンバータ又はＰＷＭ出力回路９の設定値を調整し、温度特性初期テーブルを生成し、運用中に、温度情報Ｔにおける電圧（Ａ）の最新電圧に対応する設定値を、温度特性初期テーブルを参照して特定し、初期電圧と最新電圧の設定値の差分で当該テーブルをオフセット補正して自走用温度補正テーブルを生成し、アンロック状態等になると特定された設定値による自走周波数設定用電圧（Ｂ）で自走するＰＬＬ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】
ＰＬＬ回路であって、
入力される制御電圧によって発振周波数を変更する電圧制御発振器と、
前記電圧制御発振器からの出力を分岐して入力し、分周する分周器と、
入力される基準信号と前記分周器からの出力信号との位相を比較し、位相差に基づく信号を出力する位相比較器と、
前記位相比較器からの信号について位相差をパルス幅の電圧で出力するチャージポンプと、
前記チャージポンプからの出力を平滑化する第１のローパスフィルタと、
前記電圧制御発振器に入力される制御電圧を分岐して入力し、デジタルに変換するＡＤコンバータと、
設定される設定値に応じてアナログ電圧を出力するＤＡコンバータと、
前記ＤＡコンバータからの出力を平滑化する第２のローパスフィルタと、
前記第１のローパスフィルタからの出力と前記第２のローパスフィルタからの出力のいずれかを選択するスイッチと、
入力される前記基準信号を検出する検出回路と、
前記位相比較器からの信号を入力し、ロック状態を検出するロック判定回路と、
前記検出回路からの検出信号を入力し、前記ロック判定回路からのロック検出信号を入力し、前記ＡＤコンバータからの制御電圧の値を入力し、設定値を前記ＤＡコンバータに設定し、前記スイッチの切り替えを制御するマイクロプロセッサーとを備え、
前記マイクロプロセッサーは、
前記検出回路からの信号に基づいて基準信号入力レベルが適正範囲内であるか否か判定し、前記ロック判定回路からのロック検出信号に基づいてロック状態を判定し、
初期調整時に、基準信号入力レベルが前記適正範囲内であってロック状態の場合に、前記第１のローパスフィルタからの出力を選択するよう前記スイッチを制御し、前記第１のローパスフィルタからの初期制御電圧を、前記ＡＤコンバータを介して入力して記憶し、当該初期制御電圧と前記第２のローパスフィルタからの出力電圧が等しくなるよう前記ＤＡコンバータに設定値を設定すると共に前記第２のローパスフィルタからの出力を選択するよう前記スイッチを制御し、複数の設定値に対する制御電圧値を初期テーブルとして記憶し、
運用中に、基準信号入力レベルが前記適正範囲内であってロック状態の場合に、前記第１のローパスフィルタからの出力を選択するよう前記スイッチを制御し、前記第１のローパスフィルタからの最新制御電圧を、前記ＡＤコンバータを介して入力して記憶し、前記初期テーブルを参照して前記最新制御電圧の電圧値に対応する設定値を前記ＤＡコンバータに設定し、
運用中に、基準信号入力レベルが適正範囲内でなく、若しくはロック状態でない場合に、前記第２のローパスフィルタからの出力電圧を選択するよう前記スイッチを制御することを特徴とするＰＬＬ回路。
【請求項２】
電圧制御発振器の近傍の温度を検出し、検出した温度の情報をマイクロプロセッサーに出力する温度センサを設け、
マイクロプロセッサーは、
初期調整時に、基準信号入力レベルが適正範囲内であってロック状態の場合に、第１のローパスフィルタからの出力を選択するようスイッチを制御し、前記第１のローパスフィルタからの初期制御電圧を、ＡＤコンバータを介して入力して前記温度の情報と共に記憶し、当該初期制御電圧と第２のローパスフィルタからの出力電圧が等しくなるようＤＡコンバータに設定値を設定すると共に前記第２のローパスフィルタからの出力を選択するよう前記スイッチを制御し、複数の設定値に対する制御電圧値を温度の情報と共に温度特性初期テーブルとして記憶し、
運用中に、基準信号入力レベルが前記適正範囲内であってロック状態の場合に、前記第１のローパスフィルタからの出力を選択するよう前記スイッチを制御し、前記第１のローパスフィルタからの最新制御電圧を、前記ＡＤコンバータを介して入力して温度の情報と共に記憶し、前記温度特性初期テーブルを参照して前記温度の情報における前記最新制御電圧の電圧値に対応する設定値を前記ＤＡコンバータに設定し、前記温度の情報における初期制御電圧の電圧値に対応する設定値と前記温度の情報における前記最新制御電圧の電圧値に対応する設定値の差分をオフセット量として前記温度特性初期テーブルをオフセット補正して自走用温度補正テーブルとして記憶することを特徴とする請求項１記載のＰＬＬ回路。
【請求項３】
マイクロプロセッサーは、
初期調整時に、初期制御電圧を記憶する場合に、第１のローパスフィルタからの出力電圧を複数回読み取り、偶発誤差を補正して記憶し、複数の設定値に対する制御電圧を初期テーブル又は温度特性初期テーブルに記憶する場合に、第２のローパスフィルタからの出力電圧を複数回読み取り、偶発誤差を補正して記憶し、
運用中に、最新制御電圧を記憶する場合に、第１のローパスフィルタからの出力電圧を複数回読み取り、偶発誤差を補正して記憶することを特徴とする請求項１又は２記載のＰＬＬ回路。
【請求項４】
ＤＡコンバータの代わりに、パルス幅変調出力回路を用いたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか記載のＰＬＬ回路。
【請求項５】
スイッチとＡＤコンバータの間に、バッファアンプに設けたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか記載のＰＬＬ回路。
【請求項６】
検出回路は、入力される基準信号の入力レベルを検出するレベル検波回路であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか記載のＰＬＬ回路。
【請求項７】
スイッチと電圧制御発振器との間に第３のローパスフィルタを設けたことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか記載のＰＬＬ回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＰＬＬ（Phase Locked Loop）回路に係り、特に、エージング特性を自動補正し、外部基準信号の未接続又はアンロック時に出力周波数変動を小さくするＰＬＬ回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
［従来の技術］
従来のＰＬＬ回路には、温度センサを用いて温度情報に基づいて電圧制御発振回路の制御電圧を調整し、温度補償を行うものがあった。
【０００３】
［関連技術］
尚、関連する先行技術として、特開平０４−３６９９２７号公報「ＰＬＬ発振器」（出願人：株式会社日立製作所：特許文献１）、特開平０７−０９５０６９号公報「高速ロックアップ制御付きＰＬＬシンセサイザ」（出願人：富士通株式会社：特許文献２）、特開平０７−１０６９６０号公報「位相ロックループ回路」（出願人：富士通株式会社：特許文献３）がある。
【０００４】
特許文献１には、ＰＬＬ発振器において、周囲温度を検出する環境状態検出器を備え、同期状態でメモリに温度情報と制御電圧との関係を記憶し、非同期状態になると、環境状態検出器で検出された温度情報に対応する制御電圧をメモリから読み取り、電圧制御発振器に出力することが示されている。
【０００５】
特許文献２には、ＰＬＬシンセサイザにおいて、テストモードでチャネルデータ毎にロックアップさせた時の制御電圧を記憶回路に記憶し、オペレーションモードでチャネルに対応した制御電圧を記憶回路から読み出し、当該制御電圧をＶＣＯ（電圧制御発振器）に出力することが示されている。
【０００６】
特許文献３には、ＰＬＬ回路において、同期外れ又は入力信号断を検出すると、スイッチがループフィルタから温度補償電圧発生回路に切り替え、電圧制御発振器に温度補償電圧発生回路からの出力電圧を供給することが示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平０４−３６９９２７号公報
【特許文献２】特開平０７−０９５０６９号公報
【特許文献３】特開平０７−１０６９６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記従来のＰＬＬ回路では、温度補償については考慮されているものの、エージング補償（時間的周波数変動の補償）については考慮されておらず、エージング特性を自動補正し、外部基準信号の未接続又はアンロック時に出力周波数変動を極力小さくできるものとはなっていないという問題点があった。
【０００９】
また、従来のＰＬＬ回路では、電圧制御発振器の温度ヒステリアス特性（Ｅｈ）、温度センサの誤差（Ｅtemp）、Ａ／Ｄ変換部の誤差（Ｅａｄ）、Ｄ／Ａ変換部の誤差（Ｅｄａ）等を加算した累積誤差を含んでいるが、これら誤差を考慮した補正を行うものとはなっていないという問題点があった。
【００１０】
また、特許文献１、３では、同期外れ又は入力信号断の場合に、温度補償による電圧制御発振器への制御電圧の制御が示されているものの、エージング補償に対応できるものとはなっていないという問題点があった。
【００１１】
また、特許文献２では、チャネル毎の制御電圧をＶＣＯに供給するもので、Ｃ１，Ｃ２の端子を設けて、複雑な制御を行わせるものとなっており、エージング特性を自動補正するものとはなっていないものである。
【００１２】
本発明は上記実情に鑑みて為されたもので、エージング特性を自動補正し、外部基準信号の未接続又はアンロック時に出力周波数変動を小さくできるＰＬＬ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】
【００１３】
上記従来例の問題点を解決するための本発明は、ＰＬＬ回路であって、入力される制御電圧によって発振周波数を変更する電圧制御発振器と、電圧制御発振器からの出力を分岐して入力し、分周する分周器と、入力される基準信号と分周器からの出力信号との位相を比較し、位相差に基づく信号を出力する位相比較器と、位相比較器からの信号について位相差をパルス幅の電圧で出力するチャージポンプと、チャージポンプからの出力を平滑化する第１のローパスフィルタと、電圧制御発振器に入力される制御電圧を分岐して入力し、デジタルに変換するＡＤコンバータと、設定される設定値に応じてアナログ電圧を出力するＤＡコンバータと、ＤＡコンバータからの出力を平滑化する第２のローパスフィルタと、第１のローパスフィルタからの出力と第２のローパスフィルタからの出力のいずれかを選択するスイッチと、入力される基準信号を検出する検出回路と、位相比較器からの信号を入力し、ロック状態を検出するロック判定回路と、検出回路からの検出信号を入力し、ロック判定回路からのロック検出信号を入力し、ＡＤコンバータからの制御電圧の値を入力し、設定値をＤＡコンバータに設定し、スイッチの切り替えを制御するマイクロプロセッサーとを備え、マイクロプロセッサーは、検出回路からの信号に基づいて基準信号入力レベルが適正範囲内であるか否か判定し、ロック判定回路からのロック検出信号に基づいてロック状態を判定し、初期調整時に、基準信号入力レベルが適正範囲内であってロック状態の場合に、第１のローパスフィルタからの出力を選択するようスイッチを制御し、第１のローパスフィルタからの初期制御電圧を、ＡＤコンバータを介して入力して記憶し、当該初期制御電圧と第２のローパスフィルタからの出力電圧が等しくなるようＤＡコンバータに設定値を設定すると共に第２のローパスフィルタからの出力を選択するようスイッチを制御し、複数の設定値に対する制御電圧値を初期テーブルとして記憶し、運用中に、基準信号入力レベルが適正範囲内であってロック状態の場合に、第１のローパスフィルタからの出力を選択するようスイッチを制御し、第１のローパスフィルタからの最新制御電圧を、ＡＤコンバータを介して入力して記憶し、初期テーブルを参照して最新制御電圧の電圧値に対応する設定値をＤＡコンバータに設定し、運用中に、基準信号入力レベルが適正範囲内でなく、若しくはロック状態でない場合に、第２のローパスフィルタからの出力電圧を選択するようスイッチを制御することを特徴とする。
【００１４】
本発明は、上記ＰＬＬ回路において、電圧制御発振器の近傍の温度を検出し、検出した温度の情報をマイクロプロセッサーに出力する温度センサを設け、マイクロプロセッサーは、初期調整時に、基準信号入力レベルが適正範囲内であってロック状態の場合に、第１のローパスフィルタからの出力を選択するようスイッチを制御し、第１のローパスフィルタからの初期制御電圧を、ＡＤコンバータを介して入力して温度の情報と共に記憶し、当該初期制御電圧と第２のローパスフィルタからの出力電圧が等しくなるようＤＡコンバータに設定値を設定すると共に第２のローパスフィルタからの出力を選択するようスイッチを制御し、複数の設定値に対する制御電圧値を温度の情報と共に温度特性初期テーブルとして記憶し、運用中に、基準信号入力レベルが適正範囲内であってロック状態の場合に、第１のローパスフィルタからの出力を選択するようスイッチを制御し、第１のローパスフィルタからの最新制御電圧を、ＡＤコンバータを介して入力して温度の情報と共に記憶し、温度特性初期テーブルを参照して温度の情報における最新制御電圧の電圧値に対応する設定値をＤＡコンバータに設定し、温度の情報における初期制御電圧の電圧値に対応する設定値と温度の情報における最新制御電圧の電圧値に対応する設定値の差分をオフセット量として温度特性初期テーブルをオフセット補正して自走用温度補正テーブルとして記憶することを特徴とする。
【００１５】
本発明は、上記ＰＬＬ回路において、マイクロプロセッサーは、初期調整時に、初期制御電圧を記憶する場合に、第１のローパスフィルタからの出力電圧を複数回読み取り、偶発誤差を補正して記憶し、複数の設定値に対する制御電圧を初期テーブル又は温度特性初期テーブルに記憶する場合に、第２のローパスフィルタからの出力電圧を複数回読み取り、偶発誤差を補正して記憶し、運用中に、最新制御電圧を記憶する場合に、第１のローパスフィルタからの出力電圧を複数回読み取り、偶発誤差を補正して記憶することを特徴とする。
【００１６】
本発明は、上記ＰＬＬ回路において、ＤＡコンバータの代わりに、パルス幅変調出力回路を用いたことを特徴とする。
【００１７】
本発明は、上記ＰＬＬ回路において、スイッチとＡＤコンバータの間に、バッファアンプに設けたことを特徴とする。
【００１８】
本発明は、上記ＰＬＬ回路において、検出回路は、入力される基準信号の入力レベルを検出するレベル検波回路であることを特徴とする。
【００１９】
本発明は、上記ＰＬＬ回路において、スイッチと電圧制御発振器との間に第３のローパスフィルタを設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、入力される制御電圧によって発振周波数を変更する電圧制御発振器と、電圧制御発振器からの出力を分岐して入力し、分周する分周器と、入力される基準信号と分周器からの出力信号との位相を比較し、位相差に基づく信号を出力する位相比較器と、位相比較器からの信号について位相差をパルス幅の電圧で出力するチャージポンプと、チャージポンプからの出力を平滑化する第１のローパスフィルタと、電圧制御発振器に入力される制御電圧を分岐して入力し、デジタルに変換するＡＤコンバータと、設定される設定値に応じてアナログ電圧を出力するＤＡコンバータと、ＤＡコンバータからの出力を平滑化する第２のローパスフィルタと、第１のローパスフィルタからの出力と第２のローパスフィルタからの出力のいずれかを選択するスイッチと、入力される基準信号を検出する検出回路と、位相比較器からの信号を入力し、ロック状態を検出するロック判定回路と、検出回路からの検出信号を入力し、ロック判定回路からのロック検出信号を入力し、ＡＤコンバータからの制御電圧の値を入力し、設定値をＤＡコンバータに設定し、スイッチの切り替えを制御するマイクロプロセッサーとを備え、マイクロプロセッサーが、検出回路からの信号に基づいて基準信号入力レベルが適正範囲内であるか否か判定し、ロック判定回路からのロック検出信号に基づいてロック状態を判定し、初期調整時に、基準信号入力レベルが適正範囲内であってロック状態の場合に、第１のローパスフィルタからの出力を選択するようスイッチを制御し、第１のローパスフィルタからの初期制御電圧を、ＡＤコンバータを介して入力して記憶し、当該初期制御電圧と第２のローパスフィルタからの出力電圧が等しくなるようＤＡコンバータに設定値を設定すると共に第２のローパスフィルタからの出力を選択するようスイッチを制御し、複数の設定値に対する制御電圧値を初期テーブルとして記憶し、運用中に、基準信号入力レベルが適正範囲内であってロック状態の場合に、第１のローパスフィルタからの出力を選択するようスイッチを制御し、第１のローパスフィルタからの最新制御電圧を、ＡＤコンバータを介して入力して記憶し、初期テーブルを参照して最新制御電圧の電圧値に対応する設定値をＤＡコンバータに設定し、運用中に、基準信号入力レベルが適正範囲内でなく、若しくはロック状態でない場合に、第２のローパスフィルタからの出力電圧を選択するようスイッチを制御するＰＬＬ回路としているので、エージング特性を自動補正し、外部基準信号の未接続又はアンロック時に出力周波数変動を小さくできる効果がある。
【００２１】
本発明によれば、電圧制御発振器の近傍の温度を検出し、検出した温度の情報をマイクロプロセッサーに出力する温度センサを設け、マイクロプロセッサーが、初期調整時に、基準信号入力レベルが適正範囲内であってロック状態の場合に、第１のローパスフィルタからの出力を選択するようスイッチを制御し、第１のローパスフィルタからの初期制御電圧を、ＡＤコンバータを介して入力して温度の情報と共に記憶し、当該初期制御電圧と第２のローパスフィルタからの出力電圧が等しくなるようＤＡコンバータに設定値を設定すると共に第２のローパスフィルタからの出力を選択するようスイッチを制御し、複数の設定値に対する制御電圧値を温度の情報と共に温度特性初期テーブルとして記憶し、運用中に、基準信号入力レベルが適正範囲内であってロック状態の場合に、第１のローパスフィルタからの出力を選択するようスイッチを制御し、第１のローパスフィルタからの最新制御電圧を、ＡＤコンバータを介して入力して温度の情報と共に記憶し、温度特性初期テーブルを参照して温度の情報における最新制御電圧の電圧値に対応する設定値をＤＡコンバータに設定し、温度の情報における初期制御電圧の電圧値に対応する設定値と温度の情報における最新制御電圧の電圧値に対応する設定値の差分をオフセット量として温度特性補正テーブルをオフセット補正して自走用温度テーブルとして記憶する上記ＰＬＬ回路としているので、エージング特性を自動補正し、外部基準信号の未接続又はアンロック時に温度補償を考慮して出力周波数変動を小さくできる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施の形態に係るＰＬＬ回路の構成ブロック図である。
【図２】初期調整時のフローチャートである。
【図３】運用中のフローチャートである。
【図４】ＶＣ−ＴＣＸＯ温度特性を示す図である。
【図５】ＶＣ−ＴＣＸＯのロック状態におけるコントロール電圧例を示す図である。
【図６】ＶＣ−ＴＣＸＯの自走周波数温度補償特性を示す図である。
【図７】温度補償後のＶＣ−ＴＣＸＯ温度特性を示す図である。
【図８】温度補正を取り入れた場合の初期調整処理の前半フローチャートである。
【図９】温度補正を取り入れた場合の初期調整処理の後半フローチャートである。
【図１０】温度補正を取り入れた場合の運用中処理の前半フローチャートでである。
【図１１】温度補正を取り入れた場合の運用中処理の後半フローチャートである。
【図１２】温度センサ誤差を示す図である。
【図１３】狭帯域電圧制御発振器における温度補償例を示す図である。
【図１４】広帯域電圧制御発振器における温度補償例を示す図である。
【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］
本発明の実施の形態に係るＰＬＬ回路は、マイクロプロセッサーが、初期調整時には、基準信号入力レベルが適正範囲内であってロック状態の場合に、第１のローパスフィルタからの出力を選択するようスイッチを制御し、第１のローパスフィルタからの初期制御電圧を、ＡＤコンバータを介して入力して記憶し、当該初期制御電圧と第２のローパスフィルタからの出力電圧が等しくなるようＤＡコンバータに設定値を設定すると共に第２のローパスフィルタからの出力を選択するようスイッチを制御し、複数の設定値に対する制御電圧値を初期テーブルとして記憶し、運用中には、適正範囲内であってロック状態の場合に、第１のローパスフィルタからの出力を選択するようスイッチを制御し、第１のローパスフィルタからの最新制御電圧を、ＡＤコンバータを介して入力して記憶し、初期テーブルを参照して最新制御電圧の電圧値に対応する設定値をＤＡコンバータに設定し、更に運用中に、基準信号入力レベルが適正範囲内でなく、若しくはロック状態でない場合に、第２のローパスフィルタからの出力電圧を選択するようスイッチを制御するものであり、エージング特性を自動補正し、外部基準信号の未接続又はアンロック時に出力周波数変動を小さくできるものである。
【００２４】
また、本発明の実施の形態に係るＰＬＬ回路は、マイクロプロセッサーが、初期調整時には、基準信号入力レベルが適正範囲内であってロック状態の場合に、第１のローパスフィルタからの出力を選択するようスイッチを制御し、第１のローパスフィルタからの初期制御電圧を、ＡＤコンバータを介して入力して温度の情報と共に記憶し、当該初期制御電圧と第２のローパスフィルタからの出力電圧が等しくなるようＤＡコンバータに設定値を設定すると共に第２のローパスフィルタからの出力を選択するようスイッチを制御し、複数の設定値に対する制御電圧値を温度の情報と共に温度特性初期テーブルとして記憶し、運用中には、基準信号入力レベルが適正範囲内であってロック状態の場合に、第１のローパスフィルタからの出力を選択するようスイッチを制御し、第１のローパスフィルタからの最新制御電圧を、ＡＤコンバータを介して入力して温度の情報と共に記憶し、温度特性初期テーブルを参照して温度の情報における最新制御電圧の電圧値に対応する設定値をＤＡコンバータに設定し、温度の情報における初期制御電圧の電圧値に対応する設定値と温度の情報における最新制御電圧の電圧値に対応する設定値の差分をオフセット量として温度特性初期テーブルをオフセット補正して自走用温度補正テーブルとして記憶するものであり、エージング特性を自動補正し、外部基準信号の未接続、規定入力レベル以下の過小レベル入力時又はアンロック時に温度補償を考慮して出力周波数変動を小さくできるものである。
【００２５】
［本ＰＬＬ回路の構成：図１］
本発明の実施の形態に係るＰＬＬ回路について図１を参照しながら説明する。図１は、本発明の実施の形態に係るＰＬＬ回路の構成ブロック図である。
本発明の実施の形態に係るＰＬＬ回路（本ＰＬＬ回路）は、図１に示すように、レベル検波回路１と、ＰＬＬ−ＩＣ２と、ＬＰＦ３と、アナログスイッチ４と、ＬＰＦ５と、電圧制御発振器６と、バッファアンプ７と、ＡＤコンバータ８と、ＤＡコンバータ又はＰＷＭ出力回路９と、マイクロプロセッサー１０と、不揮発性メモリ１１と、ＬＰＦ１２と、温度センサ１３とを基本的に有している。
【００２６】
尚、ＬＰＦ３、ＬＰＦ１２、ＬＰＦ５が請求項における第１、第２、第３のローパスフィルタに相当し、レベル検波回路１が請求項における検出回路に相当し、アナログスイッチ４が請求項におけるスイッチに相当している。
【００２７】
［各部：図２］
本ＰＬＬ回路の各部について具体的に説明する。
レベル検波回路１は、基準発振器からの基準信号又は外部基準信号（単に「基準信号」とする）を入力し、入力信号のレベルを検出し、検出したレベルの値をマイクロプロセッサー１０に出力する。
【００２８】
ＰＬＬ−ＩＣ（Intergraded Circuit）２は、電圧制御発振器６からの出力信号を帰還させて分周し、入力される基準信号との位相を比較し、位相差をパルス幅の電圧でＬＰＦ３に出力すると共に、ロック状態を判定して判定結果をマイクロプロセッサー１０に出力する。
ＰＬＬ−ＩＣの詳細構成は後述する。また、本実施の形態では、ＰＬＬ−ＩＣで構成したが、ＩＣではない回路で実現するようにしてもよい。
【００２９】
ＬＰＦ（Low Pass Filter）３は、ＰＬＬ−ＩＣ２からの位相差をパルス幅の電圧で出力された出力電圧を平滑化してアナログスイッチ４に出力する。
ＬＰＦ３及びＬＰＦ５は、本ＰＬＬ回路においてループフィルタを構成するものである。
【００３０】
アナログスイッチ４は、マイクロプロセッサー１０からの指示信号によりＬＰＦ３からの出力電圧（Ａ）とＬＰＦ１２からの出力電圧（Ｂ）のいずれかを選択してＬＰＦ５及びバッファアンプ７に出力する。
具体的には、基準信号入力レベルが適正範囲内でなく、アンロック時には、アナログスイッチ４は、出力電圧（Ｂ）を選択するよう切り替え、それ以外は、出力電圧（Ａ）を選択するよう切り替える。尚、ＰＬＬロック中は、電圧（Ａ）と電圧（Ｂ）が近似電圧となるようマイクロプロセッサー１０は制御する。
アナログスイッチ４の切り替え処理については後述する。
【００３１】
ＬＰＦ５は、アナログスイッチ４からの出力電圧を平滑化して電圧制御発振器６に出力する。
電圧制御発振器（ＶＣＯ：Voltage Controlled Oscillator）６は、ＬＰＦ５から入力される電圧に基づいて発振動作を行い、発振信号を出力すると共に、ＰＬＬ−ＩＣ２に帰還出力する。
【００３２】
バッファアンプ７は、アナログスイッチ４からの出力電圧をバッファし、ＡＤコンバータ８に出力する。
また、バッファアンプ７は、ループフィルタとＡＤコンバータとのアイソレーションを確保し、デジタルノイズが電圧制御発振器６に入力される制御電圧に重畳するのを防止するためのもので、高インピーダンス入力のオペアンプを用いた回路が望ましい。
【００３３】
ＡＤ（Analog/Digital）コンバータ８は、バッファアンプ７からの信号をアナログ値からデジタル値に変換し、マイクロプロセッサー１０に出力する。
ＤＡ（Digital/Analog）コンバータ又はＰＷＭ（Pulse Width Modulation）出力回路９は、マイクロプロセッサー１０からのデジタル信号を直接アナログ電圧信号に変換し、若しくは入力されたデジタル信号をパルス幅変調してＬＰＦ１２経由でアナログ電圧信号に変換して出力する。
【００３４】
マイクロプロセッサー１０は、レベル検波回路１から基準信号の検出されたレベルを入力し、基準信号の接続又は未接続を判定し、接続の場合は基準信号入力レベルが適正範囲内かどうかを判定する。
また、マイクロプロセッサー１０は、ＰＬＬ−ＩＣ２からロック検出信号を入力し、ロック状態又はアンロック状態を判定する。
また、マイクロプロセッサー１０は、ロック状態の制御電圧の値を、バッファアンプ７、ＡＤコンバータ８を介して認識し、不揮発性メモリ１１に書き込むと共に、シリアル通信によりシリアルポートから外部制御装置に出力する。
【００３５】
更に、マイクロプロセッサー１０は、ロック状態では、ＬＰＦ３からの出力電圧（Ａ）とＬＰＦ１２からの出力電圧（Ｂ）とが、等しくなる（近似電圧となる）よう制御する。
そして、マイクロプロセッサー１０は、基準信号が未接続或いは基準信号入力レベルが適正範囲外と判定した場合、若しくはアンロック状態となった場合、アナログスイッチ４に対してＬＰＦ３からの出力電圧（Ａ）からＬＰＦ１２からの出力電圧（Ｂ）を選択するよう指示信号を出力する。
【００３６】
マイクロプロセッサー１０は、温度センサ１３からの測定温度の値を入力し、温度補正を取り入れて出力電圧（Ｂ）の最適化を行う。温度補正を取り入れた制御電圧の最適化処理の詳細については後述する。
【００３７】
外部制御装置は、例えば、パーソナルコンピュータで構成され、入力される制御電圧値が予め設定した判定基準範囲内にあるか否かを検査することで、電圧制御発振器６の周波数可変機能が正常か否かの判定を行う。
【００３８】
不揮発性メモリ１１は、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read Only Memory）又はフラッシュメモリ等で構成され、ロック状態における制御電圧をＡＤコンバータ８でデジタル変換された値をマイクロプロセッサー１０から書き込まれ、記憶する。
不揮発性メモリ１１をマイクロプロセッサー１０に対して外付けとしたが、マイクロプロセッサー内部にデータフラッシュ領域を備えるマイクロプロセッサーであれば、内部のデータフラッシュ領域を利用してもよい。
【００３９】
このように、不揮発性メモリ１１には、ロック状態の制御電圧値を記憶できるので、生産時の初期制御電圧値を記憶し、運用開始後に定期校正などの際に、外部制御装置が、初期制御電圧と経年変化量を外部制御装置等で判定可能とすることで、電圧制御発振器６のエージング特性量を制御電圧の変化量から逆算するために用いることができ、マージン量が少なくなった（経年変化による補正が限界に近づいている）際に、外部制御装置等から警告アラームを発生させることができる。
【００４０】
ＬＰＦ１２は、ＤＡコンバータ又はＰＷＭ出力回路９からの信号を平滑化してアナログスイッチ４に出力電圧（Ｂ）として出力する。
温度センサ１３は、電圧制御発振器６の近傍の温度を測定し、測定値をマイクロプロセッサー１０に出力する。
【００４１】
［ＰＬＬ−ＩＣの構成］
次に、ＰＬＬ−ＩＣ２の構成を説明する。
ＰＬＬ−ＩＣ２は、プログラマブル分周器２１と、位相比較器２２と、チャージポンプ２３と、ロック判定回路２４とを有している。
【００４２】
プログラマブル分周器２１は、電圧制御発振器６からの出力を分岐して入力し、周波数を１／ｎにプログラム処理によって分周し、分周した信号を位相比較器２２に出力する。
位相比較器２２は、基準信号とプログラマブル分周器２１で分周された信号を入力し、両信号の位相を比較し、位相差に応じた信号（位相差信号）をチャージポンプ２３とロック判定回路２４に出力する。
【００４３】
チャージポンプ２３は、位相比較器２２からの位相差信号について位相差をパルス幅の電圧でＬＰＦ３に出力する。
ロック判定回路２４は、位相比較器２２からの位相差信号を入力し、位相差信号が特定の範囲内であるか（ロック状態であるか否か）を判定し、ロック状態と判定すると、ロック検出信号をマイクロプロセッサー１０に出力する。
【００４４】
［動作概略］
次に、本ＰＬＬ回路の動作概略について図１を参照しながら説明する。
［初期調整時］
本ＰＬＬ回路は、基準信号が適正範囲でＰＬＬ−ＩＣ２に入力され、ＰＬＬロック状態の場合に、ＰＬＬ−ＩＣ２からＬＰＦ３を介して入力されるチャージポンプ出力電圧（Ａ）の値を複数回読み取り、偶発誤差を補正した値を初期制御電圧として記憶し、次に、アナログスイッチ４を切り替えて、ＤＡコンバータ又はＰＷＭ出力回路９に設定する値（設定値）を可変して、自走周波数設定用電圧（Ｂ）の値を複数回読み取り、偶発誤差を補正した電圧値が初期制御電圧の値に近くなる値に調整し、制御電圧の値と設定値（ＤＡコンバータ又はＰＷＭ出力回路９に設定する値）との対応を初期テーブルに記憶する。
ここで、設定値を可変にする過程で、複数の設定値に対応する制御電圧値を初期テーブルに記憶する。この初期テーブルは、後述の運用中処理で利用される。
【００４５】
［運用中］
本ＰＬＬ回路は、基準信号が適正範囲でＰＬＬ−ＩＣ２に入力されておらず、ＰＬＬロック状態でない場合に、アナログスイッチ４を切り替えて、初期テーブルに記憶されたチャージポンプ出力電圧（Ａ）に対応する設定値をＤＡコンバータ又はＰＷＭ出力回路９に設定して自走させる。
【００４６】
また、本ＰＬＬ回路は、基準信号が適正範囲でＰＬＬ−ＩＣ２に入力され、ＰＬＬロック状態の場合に、ＰＬＬ−ＩＣ２からＬＰＦ３を介して入力されるチャージポンプ出力電圧（Ａ）の値を複数回読み取り、偶発誤差を補正した値を最新制御電圧として記憶し、初期テーブルを参照して最新制御電圧値に対応する設定値をＤＡコンバータ又はＰＷＭ出力回路９に設定して更新しておく。
【００４７】
これにより、最新のチャージポンプ出力電圧に追従した自走周波数設定用電圧を、エージング特性を補正して提供でき、アナログスイッチ４を切り替えた時の出力周波数変動を小さくできる。
【００４８】
［温度補正を取り入れた場合の概略処理］
温度補正を取り入れた場合の処理では、本ＰＬＬ回路は、温度センサ１３で温度情報を読み取り、初期調整時には、温度情報と、設定値と制御電圧値を温度特性初期テーブルに記憶し、運用中には、チャージポンプ出力電圧（Ａ）の値を複数回読み取り、偶発誤差を補正した値を最新制御電圧として記憶し、温度特性初期テーブルを参照して最新制御電圧値に対応する設定値をＤＡコンバータ又はＰＷＭ出力回路９に設定して更新しておく。
【００４９】
これにより、最新のチャージポンプ出力電圧に追従した自走周波数設定用電圧を、エージング特性を補正し、更に温度特性を補正して提供でき、アナログスイッチ４を切り替えた時の出力周波数変動を小さくできる。
【００５０】
以下、具体的処理について図面を参照しながら説明する。
［初期調整処理：図２］
次に、マイクロプロセッサー１０における初期調整処理について図２を参照しながら説明する。図２は、初期調整時のフローチャートである。
マイクロプロセッサー１０は、初期調整を開始すると（Ｓ１）、基準信号源または外部基準信号を接続して、レベル検波回路１からの出力（検出したレベルの値）を入力し、適正信号（適正範囲内の信号）であるか否かの判定処理を行う（Ｓ２）。
【００５１】
そして、マイクロプロセッサー１０は、レベル検波回路１から入力された検出したレベルの値が適正範囲内にあるか否かを判定して（Ｓ３）、適正範囲内にあれば、基準信号等として適正信号が接続されていると判定し（Ｙｅｓ）、適正範囲内でなければ、適正信号が接続されていないと判定する（Ｎｏ）。
【００５２】
適正信号が接続されていなければ（Ｎｏの場合）、処理Ｓ２に戻り、適正信号が接続されていれば（Ｙｅｓの場合）、アナログスイッチ４の入力をＬＰＦ３からのチャージポンプ出力電圧側（Ａ）に切り替える指示をマイクロプロセッサー１０はアナログスイッチ４に出力する（Ｓ４）。
【００５３】
次に、マイクロプロセッサー１０は、ロック判定回路２４からのロック検出信号を判定する（Ｓ５）。ＰＬＬロック状態でなければ（Ｎｏの場合）、処理Ｓ２に戻り、ＰＬＬロック状態であれば（Ｙｅｓの場合）、チャージポンプ出力電圧、すなわち（Ａ）部位電圧を、バッファアンプ７を介してＡＤコンバータ８に入力し、マイクロプロセッサー１０は、ＡＤコンバータ８からデジタル変換された電圧値をＮ回読み取り、その偶発誤差を補正した値を初期コントロール電圧（初期制御電圧）値Ｖci1として不揮発性メモリ１１に記録する（Ｓ７）。
偶発誤差の補正とは、Ｎ回読み取られた電圧値について、入力電圧値の適正範囲を超える値を採用しないで、平均値を初期コントロール電圧値とするものである。
【００５４】
次に、マイクロプロセッサー１０は、アナログスイッチ４に対して、入力を自走周波数設定用電圧（Ｂ）側に切り替えるよう指示信号を出力する（Ｓ８）。
そして、マイクロプロセッサー１０は、ＤＡコンバータ又はＰＷＭ出力回路９の出力を可変とするよう設定値を設定し、ＤＡコンバータ又はＰＷＭ出力回路９からの出力がＬＰＦ１２を介して自走周波数設定用電圧（Ｂ）としてアナログスイッチ４に入力される。
【００５５】
更に、（Ｂ）部電圧を、バッファアンプ７を介してＡＤコンバータ８に入力し、マイクロプロセッサー１０は、ＡＤコンバータ８からデジタル変換された電圧値をＮ回読み取り、その偶発誤差を補正した値が不揮発性メモリ１１に記録した初期コントロール電圧Ｖci1に最も近くなるように調整し、調整結果の値を不揮発性メモリ１１に初期テーブルとして記録する（Ｓ９）。
このようにして、初期調整が終了する（Ｓ１０）。
【００５６】
［運用中処理：図３］
次に、本回路におけるマイクロプロセッサー１０での運用中の処理について図３を参照しながら説明する。図３は、運用中のフローチャートである。
図２で説明した初期調整時の処理が終了し、マイクロプロセッサー１０は、定期的な割り込み、またはポーリング処理による運用制御が開始されると（Ｓ１１）、基準信号源または外部基準信号の接続状態をレベル検波回路１からの出力で判定する（Ｓ１２）。
【００５７】
マイクロプロセッサー１０は、レベル検波回路１からの出力により適正信号が接続されているか否かを判定する（Ｓ１３）。この判定は、図２で説明した処理Ｓ２，Ｓ３と同様である。
適正信号が接続されていない場合（Ｎｏの場合）、マイクロプロセッサー１０は、アナログスイッチ４の入力を自走周波数設定用電圧（Ｂ）側に切り替える指示信号をアナログスイッチ４に出力する（Ｓ１７）。アナログスイッチ４が電圧（Ｂ）側に切り替えられると、ＤＡコンバータ又はＰＷＭ出力回路９には、初期テーブルを参照して、初期コントロール電圧Ｖci1に対応する設定値が設定される。
【００５８】
適正信号が接続されている場合（Ｙｅｓの場合）、アナログスイッチ４の入力をチャージポンプ出力電圧（Ａ）側に切り替える指示信号をアナログスイッチ４に出力する（Ｓ１４）。
次に、マイクロプロセッサー１０は、ロック判定回路２４からのロック検出信号を入力してロック状態を判定する（Ｓ１５）。
【００５９】
ＰＬＬロック状態か否かについて判定され（Ｓ１６）、ＰＬＬロック状態でなければ（Ｎｏの場合）、自走状態に切替を行うかどうかのモード設定状態を判定し（Ｓ１７）、当該モード設定状態に従い、切替を行うモード設定であれば（Ｙｅｓの場合）、アナログスイッチ４の入力を自走周波数設定用電圧側（Ｂ側）に切り替える処理（Ｓ１８）に移行し、切替を行わないモード設定の場合は（Ｎｏの場合）、アナログスイッチ４の入力をチャージポンプ出力電圧（Ａ）側にしたまま終了する（Ｓ１００）。
【００６０】
また、判定処理Ｓ１６で、ＰＬＬロック状態であれば（Ｙｅｓの場合）、チャージポンプ出力電圧、すなわち、（Ａ）部電圧を、バッファアンプ７を介してＡＤコンバータ８に入力し、マイクロプロセッサー１０は、ＡＤコンバータ８からデジタル変換された電圧値をＰ回読み取り、その偶発誤差を補正した値を最新コントロール電圧（最新制御電圧）値Ｖclとして不揮発性メモリ１１に記録する（Ｓ１９）。
【００６１】
次に、マイクロプロセッサー１０は、ＤＡコンバータ又はＰＷＭ出力回路９に設定する値（設定値）を、（Ｂ）部電圧値が最新コントロール電圧Ｖclに最も近くなるような値に更新し（Ｓ２０）、処理を終了する（Ｓ１００）。
更新処理は、初期テーブルを参照し、最新コントロール電圧Ｖclの電圧値に対応する設定値を取得して、ＤＡコンバータ又はＰＷＭ出力回路９に設定する。
このようにして、運用中の処理が行われる。
【００６２】
上記処理を行うことで、常に基準信号源に同期した状態での最新のチャージポンプ出力電圧（Ａ）に追従した自走周波数設定用電圧（Ｂ）を準備することができる。
これにより、エージング特性を自動補正し、アナログスイッチ４を切り替えた際に、出力周波数変動の小さなＰＬＬ回路を提供できる。
【００６３】
次に、本ＰＬＬ回路における温度補正について説明する。
［ＶＣ−ＴＣＸＯ温度特性：図４］
電圧制御温度補償水晶発振器（ＶＣ−ＴＣＸＯ：Voltage Controlled Temperature Compensated Crystal Oscillator）の温度特性について図４を用いて説明する。図４は、ＶＣ−ＴＣＸＯ温度特性の一例を示す図である。
図４に示すように、ＶＣ−ＴＣＸＯ温度特性は、例えば、−３０〜＋８５℃が有効で、周波数変化率（ΔＦ／Ｆ［ｐｐｍ］）の幅は、約−０．５〜＋０．８ｐｐｍとなる。
【００６４】
尚、図４において、曲線が２本あるのは、例えば、下側が温度を低温から高温に変化させた場合のヒシテリシス特性で、上側が温度を高温から低温に変化させた場合のヒシテリシス特性を示している。
【００６５】
［ＶＣ−ＴＣＸＯのコントロール電圧：図５］
次に、ＶＣ−ＴＣＸＯのロック状態におけるコントロール電圧例について図５を参照しながら説明する。図５は、ＶＣ−ＴＣＸＯのロック状態におけるコントロール電圧例を示す図である。
例えば、図４に示した温度特性を持つＶＣ−ＴＣＸＯを外部基準信号に同期させたまま温度変化をさせながらコントロール電圧を観測すると、図５のようにな特性カーブが得られる。
尚、図５においても、曲線が２本あるのは、下側が温度を低温から高温に変化させた場合のヒシテリシス特性で、上側が温度を高温から低温に変化させた場合のヒシテリシス特性を示している。
【００６６】
温度センサ１３で検出された温度に対して、図５の対応するコントロール電圧を設定すれば、ロック状態を保持できる。よって、温度センサ１３での検出温度に対するコントロール電圧を図５のように補正すればよい。
尚、本実施の形態では、温度特性による補正の前に、エージング特性の補正を行うようにしている。
【００６７】
［ＶＣ−ＴＣＸＯ自走周波数温度補償特性：図６］
次に、ＶＣ−ＴＣＸＯにおける自走周波数温度補償特性について図６を参照しながら説明する。図６は、ＶＣ−ＴＣＸＯの自走周波数温度補償特性を示す図である。
図５の特性をＡＤコンバータ８でモニタし、ＤＡコンバータ（又はＰＷＭ出力回路）９で近似電圧出力を設定するためのテーブルデータ設定例について、１０ｂｉｔ分解能のＤＡコンバータを用いた場合が図６の実線に示されている。
【００６８】
このような情報を生産時に初期値として不揮発性メモリ１１に記憶しておく。
そして、運用開始後に、エージング特性により初期値からのズレが生じた場合には、ＰＬＬロック状態での最新コントロール電圧とその温度における初期値との差分を図６の破線のように一律オフセットを設け、当該破線のような制御した値で自走周波数設定用電圧を制御する。
【００６９】
例えば、図６において、温度２５℃において、実線曲線の特性では、ＤＡコンバータ設定データが「５１２」であるとすると、エージング特性のズレは、破線曲線の特性で、ＤＡコンバータ設定データが「６００」程度となっている。この差分を最新コントロール電圧にオフセットとして設けることで、エージング特性を補正するものである。
【００７０】
［温度補償後のＶＣ−ＴＣＸＯ温度特性：図７］
温度補償後のＶＣ−ＴＣＸＯ温度特性について図７を参照しながら説明する。図７は、温度補償後のＶＣ−ＴＣＸＯ温度特性を示す図である。
本回路単体で図４の特性を持つＶＣ−ＴＣＸＯに対し、自走周波数設定用電圧（Ｂ）を図６の破線のような温度特性で制御することで、図７のような出力周波数偏差の温度特性に補正することができ、図４の無制御状態よりも大幅な高精度化を実現できる。
【００７１】
図７において、補償後特性に幅があるのは、図４に示した電圧制御発振器自体のヒステリシス特性、温度センサ１３の温度誤差、ＤＡコンバータ９のビット誤差などの累積によるものであり、求められると精度と許容されるコストに応じて、温度センサ１３やＤＡコンバータ９の精度を適切に選択することで、この累積誤差の絶対値量を制御可能となる。
エージング誤差に関しては、ＰＬＬロック中に図６の方式により補正され続けるため、自走開始後からの誤差分しか生じない。
【００７２】
［温度補正を取り入れた場合の初期調整処理：図８、図９］
次に、温度補正を取り入れた場合の初期調整時の処理について図８、図９を参照しながら説明する。図８は、温度補正を取り入れた場合の初期調整処理の前半フローチャートであり、図９は、温度補正を取り入れた場合の初期調整処理の後半フローチャートである。
恒温槽内などの安定な温度環境を保持できる状態に、図１の本回路を置き、温度状態が安定になった時点で図８，９に示す内容で温度ポイントにおける初期調整を行う。
【００７３】
マイクロプロセッサー１０は、特定温度ポイントにおける初期調整を開始すると（Ｓ２１）、温度センサ１３から得られる温度情報をＸ回読み取り、その偶発誤差を補正した値を温度情報Ｔとする（Ｓ２２）。
【００７４】
次に、基準信号源または外部基準信号を接続し、マイクロプロセッサー１０は、レベル検波回路１からの出力を入力して判定処理を行う（Ｓ２３）。判定処理は、適正信号が接続されているか否かを判定する（Ｓ２４）。
適正信号が接続されていない場合（Ｎｏの場合）、処理Ｓ２２に戻る。
【００７５】
適正信号が接続されている場合（Ｙｅｓの場合）、マイクロプロセッサー１０は、アナログスイッチ４の入力をチャージポンプ出力電圧（Ａ）側に切り替え（Ｓ２５）、そして、ロック判定回路２４からのロック検出信号出力の判定を行う（Ｓ２６）。
【００７６】
判定処理は、ロック検出信号からＰＬＬロック状態か否かを判定する（Ｓ２７）。
ＰＬＬ状態でなければ（Ｎｏの場合）、処理Ｓ２２に戻る。
また、ＰＬＬロック状態であれば（Ｙｅｓの場合）、図９の処理Ｓ３１に移行する。尚、図８の（Ｃ）と図９の（Ｃ）は接続している。
【００７７】
処理Ｓ３１は、マイクロプロセッサー１０が、チャージポンプ出力電圧、すなわち、（Ａ）部電圧をＡＤコンバータ８でＮ回読み取り、その偶発誤差を補正した値を初期コントロール電圧Ｖciとして温度情報Ｔと共に不揮発性メモリ１１に記録する（Ｓ３１）。
次に、マイクロプロセッサー１０は、アナログスイッチ４の入力を自走周波数設定用電圧（Ｂ）側に切り替える（Ｓ３２）。
【００７８】
そして、マイクロプロセッサー１０は、ＤＡコンバータ又はＰＷＭ出力回路９からの出力を可変にするよう設定値をＤＡコンバータ又はＰＷＭ出力回路９に設定し、ＡＤコンバータ８で（Ｂ）部電圧をＭ回読み取り、その偶発誤差を補正した値が不揮発性メモリ１１に記録した初期コントロール電圧Ｖciに最も近くなるような値に調整し（Ｓ３３）、調整結果の値を不揮発性メモリ１１に記憶する。
このようにして、特定温度ポイントにおける初期調整を完了する（Ｓ３４）。
システムが要求する精度に応じて温度ポイント数の分、繰り返し実行し、図６の実線をサンプリングしたような温度特性初期テーブルを作成する。
【００７９】
［温度補正を取り入れた場合の運用中処理：図１０、図１１］
次に、温度補正を取り入れた場合の運用中の処理について図１０、図１１を参照しながら説明する。図１０は、温度補正を取り入れた場合の運用中処理の前半フローチャートであり、図１１は、温度補正を取り入れた場合の運用中処理の後半フローチャートである。
定期的な割り込み、またはポーリング処理により、運用制御を開始すると（Ｓ４１）、マイクロプロセッサー１０は、温度センサ１３から得られる温度情報をＸ回読み取り、その偶発誤差を補正した値を温度情報Ｔとする（Ｓ４２）。
【００８０】
マイクロプロセッサー１０は、温度ポイントＴに対する自走用温度補正テーブルを参照し、ＤＡコンバータ又はＰＷＭ出力回路９におけるＤＡコンバータまたはＰＷＭ出力の設定値を更新する（Ｓ４３）。
自走用温度補正テーブルは、図６の破線曲線をサンプリングした値が格納されている。図６の破線曲線は、自走周波数温度補償特性に対してエージング補正を行うために、特定の差分を一律にオフセット制御したものである。具体的には、後述する処理Ｓ５７で、温度特性初期テーブル（図６の実線曲線をサンプリングした値を記憶するテーブル）に特性差分を一律にオフセットとして設けることにより、自走用温度補正テーブルが生成される。
尚、処理Ｓ５７が実行されていなければ、自走用温度補正テーブルが生成されていないため、温度特性初期テーブルが代用される。
【００８１】
そして、マイクロプロセッサー１０は、基準信号源または外部基準信号の接続状態を、レベル検波回路１からの出力について判定処理を行う（Ｓ４４）。
判定処理は、レベル検波回路１からの出力から適正信号が接続されているか否かを判定し（Ｓ４５）、適正信号が接続されていない場合（Ｎｏの場合）、図１１の処理Ｓ５４に移行する。
尚、図１０の（Ｄ）（Ｅ）は、図１１の（Ｄ）（Ｅ）に接続している。
【００８２】
マイクロプロセッサー１０は、アナログスイッチ４の入力を自走周波数設定用電圧（Ｂ）側に切り替え（Ｓ５４）、本処理を終了する。
また、適正信号が接続されている場合（Ｙｅｓの場合）、マイクロプロセッサー１０は、アナログスイッチ４の入力をチャージポンプ出力電圧（Ａ）側に切り替える（Ｓ４６）。
【００８３】
そして、マイクロプロセッサー１０は、ロック判定回路２４のロック検出信号出力の判定を行う（Ｓ５１）。
【００８４】
判定処理は、ロック検出信号からＰＬＬロック状態か否かを判定する（Ｓ５２）。
ＰＬＬ状態でなければ（Ｎｏの場合）、自走状態に切替を行うかどうかのモード設定状態を判定し（Ｓ５３）、当該モード設定状態に従い、切替を行うモード設定であれば（Ｙｅｓの場合）、アナログスイッチ４の入力を自走周波数設定用電圧側（Ｂ側）に切り替え（Ｓ５４）、切替を行わないモード設定の場合（Ｎｏの場合）は、アナログスイッチ４の入力をチャージポンプ出力（Ａ）側にしたまま割り込み、またはポーリング処理を終了する（Ｓ５８）。
【００８５】
また、判定処理Ｓ５２において、ＰＬＬロック状態であれば（Ｙｅｓの場合）、マイクロプロセッサー１０は、チャージポンプ出力電圧、すなわち、（Ａ）部電圧をＡＤコンバータ８でＰ回読み取り、その偶発誤差を補正した値を最新コントロール電圧Ｖclとして温度情報Ｔと共に不揮発性メモリ１１に記録する（Ｓ５５）。
【００８６】
次に、マイクロプロセッサー１０は、ＤＡコンバータ又はＰＷＭ出力回路９に設定する値（設定値）を、（Ｂ）部電圧値が最新コントロール電圧Ｖclに最も近くなるような値に更新する（Ｓ５６）。
具体的には、温度情報Ｔにおける最新コントロール電圧Ｖclの電圧値に対応する設定値を温度特性初期テーブルから読み取り、ＤＡコンバータ又はＰＷＭ出力回路９に設定する。
【００８７】
そして、マイクロプロセッサー１０は、温度特性初期テーブルの温度情報Ｔにおける初期コントロール電圧Ｖciに対応する設定値を読み取り、更に、温度特性初期テーブルの温度情報Ｔにおける最新コントロール電圧Ｖclに対応する設定値を読み取り、両者の差分に相当する値を、一律にオフセット量として全温度範囲に渡って初期値テーブルをオフセット補正し、自走用温度補正テーブルとして不揮発性メモリ１１に記憶し（Ｓ５７）、割り込み、またはポーリング処理を終了する（Ｓ５８）。このようにして、自走用温度補正テーブルが生成される。
【００８８】
ここで、温度特性初期テーブルは、図６の実線曲線の値をサンプリングしたものであり、差分は、図６の矢印「↑」部分となる。
また、初期値テーブルをオフセット補正するとは、図６の破線曲線のようなオフセット補正を行うことである。この図６の破線曲線の値をサンプリングしたものが、自走用温度補正テーブルとなる。
【００８９】
［温度センサ誤差：図１２］
図１２は、温度センサ誤差を示す図である。図１２では、横軸が温度で、縦軸が温度誤差を示している。
次に、図７における累積誤差について図１２を参照しながら説明する。
例えば、−３０〜＋８５℃の動作温度範囲において、下記の条件としたときの累積誤差を見積もる。
（１）ＶＣ−ＴＣＸＯ温度ヒステリシス特性（Ｅｈ）を最大±０．２ｐｐｍとし、（２）ＶＣ−ＴＣＸＯ周波数可変範囲を最大±５．０ｐｐｍ（例えば、コントロール電圧が１．５Ｖ±１．０Ｖの範囲で）とし、（３）温度センサ誤差例（Ｅtemp）は、最大で±１．０℃（−１０〜＋８０℃において、図４の特性で考えると最大±０．１５ｐｐｍ相当と換算）、最大で±１．１℃（＋８０〜＋８５℃において、図４の特性で考えると最大±０．１５ｐｐｍ相当と換算）、最大で±１．７℃（−３０〜−１０℃において、図４の特性で考えると最大±０．１ｐｐｍ相当と換算）とする。
【００９０】
（４）ＡＤコンバータ絶対精度例１０ｂｉｔ品（Ｅad）は、最大で±３ＬＳＢ（０〜３．０Ｖ範囲で、±０．７９ｍＶ相当、０．０４ｐｐｍ相当と換算）とし、（５）ＤＡコンバータ積分非直線性誤差１０ｂｉｔ品（Ｅda）は、最大で±４ＬＳＢ（０〜３．０Ｖ範囲で、±１１．７２ｍＶ相当、０．０６ｐｐｍ相当と換算）とする。
【００９１】
従って、単純計算で考えても誤差の見積り式は、以下のようになる。
Ｅｈ＋（Ｅtemp＋Ｅad）×２＋Ｅda＝±０．６４ｐｐｍ ｍａｘ
この誤差の見積り式を動作温度範囲全領域に渡って実現できることになり、図４の特性から改善を図ることができる。
ＥtempとＥadを２倍にしたのは、初期調整時の誤差と運用測定時の誤差があるためである。
【００９２】
また、Ｅｈ、Ｅtemp、Ｅadなどの誤差項目に関しては、上記フローチャート中に示したように、ソフト的な偶発誤差補正（例えば、平均値補正、平均二乗偏差（ＲＭＳ）補正、標準偏差補正など）を取り入れて、更に高精度化を図ることができ、温度範囲毎に各誤差項目の影響度合により補正の重み付けを変えて制御を行うこともできる。
【００９３】
［狭帯域電圧制御発振器における温度補償例：図１３］
狭帯域電圧制御発振器を用いる場合の温度補償例について図１３を参照しながら説明する。図１３は、狭帯域電圧制御発振器における温度補償例を示す図である。
図１３に示すように、狭帯域電圧制御発振器として、周波数可変範囲が狭帯域のＶＣＸＯ、ＶＣ−ＴＣＸＯ、ＶＣ−ＯＣＸＯなどを用いるＰＬＬ回路の場合は、温度補正カーブは一種類（例えば、図１３のＦ２の曲線）で制御可能である。
【００９４】
例えば、３つの周波数（Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３）に対する補正値が温度によらず、一定のオフセット調整だけで制御可能な場合は、図１３におけるＯＦＳ１，ＯＦＳ２のようなオフセット量を不揮発性メモリ１１に記録し、その値を用いて周波数特性の補正を行うことができる。
【００９５】
［広帯域電圧制御発振器における温度補償例：図１４］
広帯域電圧制御発振器を用いる場合の温度補償例について図１４を参照しながら説明する。図１４は、広帯域電圧制御発振器における温度補償例を示す図である。
図１４に示すように、広帯域電圧制御発振器を用いるＰＬＬ回路の場合は、周波数特性に関しても補償する必要がある。
図１４において、Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３の特性を各々不揮発性メモリ１１に記憶し、それに基づいて補正する。周波数帯域や装置に求められる精度に応じて、測定周波数ポイントを増やしてもよいし、ソフトウェア処理にて、例えばＦ１とＦ２の中間周波数の場合には直線補間で近似値を求めて使用することができる。狭帯域の場合に一律にオフセット補正したのとは異なる。
【００９６】
［実施の形態の効果］
本ＰＬＬ回路によれば、マイクロプロセッサー１０が、初期調整時には、基準信号入力レベルが適正範囲内であってロック状態の場合に、ＬＰＦ３からの出力を選択するようアナログスイッチ４を制御し、ＬＰＦ３からの初期制御電圧を、ＡＤコンバータ８を介して入力して記憶し、当該初期制御電圧とＬＰＦ１２からの出力電圧が等しくなるようＤＡコンバータ又はＰＷＭ出力回路９に設定値を設定すると共にＬＰＦ１２からの出力を選択するようアナログスイッチ４を制御し、複数の設定値に対する制御電圧値を初期テーブルとして記憶し、運用中には、基準信号入力レベルが適正範囲内であってロック状態の場合に、ＬＰＦ３からの出力を選択するようアナログスイッチ４を制御し、ＬＰＦ３からの最新制御電圧を、ＡＤコンバータ８を介して入力して記憶し、初期テーブルを参照して最新制御電圧の電圧値に対応する設定値をＤＡコンバータ又はＰＷＭ出力回路９に設定し、更に運用中に、基準信号入力レベルが適正範囲内でなく、若しくはロック状態でない場合に、ＬＰＦ１２からの出力電圧を選択するようアナログスイッチ４を制御するものであり、エージング特性を自動補正し、外部基準信号の未接続又はアンロック時に出力周波数変動を小さくできるものである効果がある。
【００９７】
また、本発明の実施の形態に係るＰＬＬ回路は、マイクロプロセッサー１０が、初期調整時には、基準信号入力レベルが適正範囲内であってロック状態の場合に、ＬＰＦ３からの出力を選択するようアナログスイッチ４を制御し、ＬＰＦ３からの初期制御電圧を、ＡＤコンバータ８を介して入力して温度の情報と共に記憶し、当該初期制御電圧とＬＰＦ１２からの出力電圧が等しくなるようＤＡコンバータ又はＰＷＭ出力回路９に設定値を設定すると共にＬＰＦ１２からの出力を選択するようアナログスイッチ４を制御し、複数の設定値に対する制御電圧値を温度の情報と共に温度特性初期テーブルとして記憶し、運用中には、基準信号入力レベルが適正範囲内であってロック状態の場合に、ＬＰＦ３からの出力を選択するようアナログスイッチ４を制御し、ＬＰＦ３からの最新制御電圧を、ＡＤコンバータ８を介して入力して温度の情報と共に記憶し、温度特性初期テーブルを参照して温度の情報における最新制御電圧の電圧値に対応する設定値をＤＡコンバータ又はＰＷＭ出力回路９に設定し、温度の情報における初期制御電圧の電圧値に対応する設定値と温度の情報における最新制御電圧の電圧値に対応する設定値の差分をオフセット量として温度特性初期テーブルをオフセット補正して自走用温度補正テーブルとして記憶するものであり、エージング特性を自動補正し、外部基準信号の未接続又はアンロック時に温度補償を考慮して出力周波数変動を小さくできる効果がある。
【産業上の利用可能性】
【００９８】
本発明は、エージング特性を自動補正し、外部基準信号の未接続又はアンロック時に出力周波数変動を小さくできるＰＬＬ回路に好適である。
【符号の説明】
【００９９】
１…レベル検波回路、  ２…ＰＬＬ−ＩＣ、  ３…ＬＰＦ、  ４…アナログスイッチ、  ５…ＬＰＦ、  ６…電圧制御発振器、  ７…バッファアンプ、  ８…ＡＤコンバータ、  ９…ＤＡコンバータ又はＰＷＭ出力回路、  １０…マイクロプロセッサー、  １１…不揮発性メモリ、  １２…ＬＰＦ、  １３…温度センサ
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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