【手続補正書】
【提出日】平成21年2月25日(2009.2.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発振制御信号に基づいて所定周波数の出力発振信号を出力する発振部と、
前記発振部から出力された前記出力発振信号と外部から入力される入力信号の位相を比較する位相比較部と、
ループフィルタ部と、
前記位相比較部から出力された位相比較結果を示す信号に基づいて駆動信号を生成し当該駆動信号で前記ループフィルタ部を駆動する駆動部と、
前記ループフィルタ部から出力されたループフィルタ出力信号に基づき、前記出力発振信号の位相が前記入力信号の位相に同期するように前記発振制御信号を生成する発振制御信号生成部と、
第１の目標周波数と第２の目標周波数を使って、予め決められた大きさの規定信号と前記発振部を各周波数で発振させるための補正分とを前記発振制御信号として供給しつつ実際の発振周波数と前記第１および第２の目標周波数との差を比較することで、実動時の前記発振部の入力信号−発振周波数変換ゲイン特性を規定するゲイン特性情報を取得して記憶しておくゲイン特性情報取得部と、
を備え、
通常の位相同期動作時には、前記ゲイン特性情報取得部で取得されたゲイン特性情報に基づいて補正信号を生成し、実動時の前記入力信号−発振周波数変換ゲインと前記駆動部が前記ループフィルタ部を駆動する前記駆動信号との積が一定となるように、前記補正信号で前記駆動部を制御する
位相同期回路。
【請求項２】
前記ゲイン特性情報取得部は、
前記第１の目標周波数および前記第２の目標周波数のそれぞれについて、前記発振部から出力された前記出力発振信号の周波数と目標周波数との大小を比較する周波数比較部と、
前記第１の目標周波数および前記第２の目標周波数のそれぞれについて、前記周波数比較部による周波数比較結果を順次ビットの重付け順にビット別に記憶する周波数比較結果保持部と、
前記第１の目標周波数および前記第２の目標周波数のそれぞれについて、前記周波数比較結果保持部に記憶されているビット別の周波数比較結果に基づいて、周波数制御信号を順次生成する周波数制御信号生成部と、
前記第１の目標周波数についての前記周波数制御信号生成部で生成された周波数制御信号と前記第２の目標周波数についての前記周波数制御信号生成部で生成された周波数制御信号とを加算して最終的な周波数制御信号として前記発振制御信号生成部に供給する加算部と、
前記第２の目標周波数についての前記周波数制御信号生成部で生成された周波数制御信号を、ゲイン特性情報取得時には前記加算部に供給し、通常の位相同期動作時には前記駆動部側に供給されるように切り替える経路選択部と
を具備する請求項１に記載の位相同期回路。
【請求項３】
前記ゲイン特性情報取得部は、前記第２の目標周波数についての前記周波数制御信号生成部にて取得される前記第２の周波数制御信号をＫ倍することで前記補正信号を取得する信号変換部を具備し、
前記Ｋは、標準の前記入力信号−発振周波数変換ゲインと標準の前記駆動信号との積を、前記第１の目標周波数と前記第２の目標周波数との差分で除算した値に設定されている
請求項２に記載の位相同期回路。
【請求項４】
前記周波数制御信号生成部は前記周波数制御信号を電流モードで出力する構成を有しており、
前記信号変換部は、電流モードの第２の前記周波数制御信号を処理対象として、前記Ｋ倍をカレントミラー回路によって実現する構成を具備している
請求項３に記載の位相同期回路。
【請求項５】
前記周波数制御信号生成部は前記周波数制御信号を電圧モードで出力する構成を有しており、
前記信号変換部は、前記電圧モードの周波数制御信号を電流モードの前記周波数制御信号に変換する電圧電流変換部と、電圧電流変換部から出力された電流モードの第２の前記周波数制御信号を処理対象として、前記Ｋ倍をカレントミラー回路によって実現する構成とを具備している
請求項３に記載の位相同期回路。
【請求項６】
前記駆動部は、
前記駆動信号をチャージポンプ電流として出力するチャージポンプと、当該チャージポンプのバイアス電流であって前記チャージポンプ電流の１／β倍の電流を生成する電流源とを具備し、
前記ゲイン特性情報取得部で取得されたゲイン特性情報に基づいて前記電流源で生成されるバイアス電流の大きさを制御する
請求項４または５に記載の位相同期回路。
【請求項７】
前記ゲイン特性情報取得部は、
ゲイン特性情報取得時には、前記ビットの重付けが低下する方向に制御しながら、前記周波数比較部により順次所定のビット数に達するまで周波数比較を行ない、この周波数比較の都度、その周波数比較結果を前記周波数比較結果保持部の対応するビットに保持するように、周波数２分探索を実行する
請求項２に記載の位相同期回路。
【請求項８】
前記周波数比較部は、第１の目標周波数に対して分周比Ｍ１でかつ前記第２の目標周波数に対して分周比Ｍ２の前記第１および第２の目標周波数よりも低い周波数ｆLow を持つ判定基準信号の所定周期内における各目標周波数のクロック数をカウントし、そのカウント結果と前記分周比に応じた判定値との大小を比較することで、前記周波数比較を行なうものであり、
ばらつきによって取り得る前記入力信号−発振周波数変換ゲインの最大値をＫoscimax、最上位ビットの周波数制御信号を規定する値をＳ、最上位ビットの周波数制御信号のばらつきをσとしたとき、前記所定のビット数Ｎと前記ビットの重付けを規定するスケーリングｘとが、下記式（Ａ）を満たす
請求項７に記載の位相同期回路。
【数Ａ】
2008072166.tif 000001
【請求項９】
前記発振部は、発振制御信号としての発振制御電流に基づいて発振する電流制御発振部であり、
前記周波数制御信号生成部は、前記周波数制御信号を電流モードで生成する
請求項１に記載の位相同期回路。
【請求項１０】
前記発振部は、発振制御信号としての発振制御電圧に基づいて発振する電圧制御発振部であり、
前記周波数制御信号生成部は、前記周波数制御信号を電流モードで生成する
請求項１に記載の位相同期回路。
【請求項１１】
前記周波数比較結果保持部は、入力されたクロック信号をカウントする２進カウンタ部を具備し、前記２進カウンタ部のカウント出力を使って、ビットの重付けの切替えタイミングを規定するビット別のビット切替信号を順次生成するビット切替信号生成部と、前記ビット切替信号生成部により生成された前記ビット切替信号の前記ビットの重付けの切替えタイミングで、前記周波数比較部からの周波数比較結果を取り込み記憶するビット別に設けられたデータ保持部とを有する
請求項２に記載の位相同期回路。
【請求項１２】
前記周波数制御信号生成部は、ビットの重付けに応じたソース電流もしくはシンク電流を発生するビット別に設けられた１ビット電流源と、前記１ビット電流源が前記ソース電流および前記シンク電流の何れを発生するのかを前記周波数比較結果保持部に保持されているデータに応じて切り替える切替部とを具備し、ビット別の前記１ビット電流源の入出力電流を合成して出力することで、電流モードの前記周波数制御信号を生成する
請求項２に記載の位相同期回路。
【請求項１３】
前記周波数制御信号生成部は、前記電流モードの周波数制御信号を電圧信号に変換することで、電圧モードの前記周波数制御信号を生成する電流電圧変換部をさらに具備する    請求項１２に記載の位相同期回路。
【請求項１４】
発振制御信号に基づいて所定周波数の出力発振信号を出力する発振部と、前記発振部から出力された前記出力発振信号と外部から入力される入力信号の位相を比較する位相比較部と、ループフィルタ部と、前記位相比較部から出力された位相比較結果を示す信号に基づいて駆動信号を生成し当該駆動信号で前記ループフィルタ部を駆動する駆動部と、前記ループフィルタ部から出力されたループフィルタ出力信号に基づき、前記出力発振信号の位相が前記入力信号の位相に同期するように前記発振制御信号を生成する発振制御信号生成部とを有する位相同期回路を備え、
前記位相同期回路は、第１の目標周波数と第２の目標周波数を使って、予め決められた大きさの規定信号と前記発振部を各周波数で発振させるための補正分を前記発振制御信号として供給しつつ実際の発振周波数と前記第１および第２の目標周波数との差を比較することで、実動時の前記発振部の入力信号−発振周波数変換ゲイン特性を規定するゲイン特性情報を取得して記憶しておくゲイン特性情報取得部を具備し、
通常の位相同期動作時には、前記ゲイン特性情報取得部で取得されたゲイン特性情報に基づいて補正信号を生成し、実動時の前記入力信号−発振周波数変換ゲインと前記駆動部が前記ループフィルタ部を駆動する前記駆動信号との積が一定となるように、前記補正信号で前記駆動部を制御する
電子機器。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、非特許文献１〜３に記載の仕組みとは異なる新たな回路構成によって、入力信号−発振周波数変換ゲインＫosciの製造ばらつきや温度変化に起因する帯域ωｎやダンピングファクタζのばらつきの発生を防止することのできる仕組みを提供することを目的とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】
本発明に係る位相同期回路やこの位相同期回路を備えた電子機器は、発振制御信号に基づいて所定周波数の出力発振信号を出力する発振部と、発振部から出力された出力発振信号と外部から入力される入力信号の位相を比較する位相比較部と、ループフィルタ部と、位相比較部から出力された位相比較結果を示す信号に基づいて駆動信号を生成し当該駆動信号でループフィルタ部を駆動する駆動部と、ループフィルタ部から出力されたループフィルタ出力信号に基づき、出力発振信号の位相が入力信号の位相に同期するように発振制御信号を生成する発振制御信号生成部とを備えた位相同期回路であって、先ず、第１の目標周波数と第２の目標周波数（以下「２種類の目標周波数」とも称する）を使って、予め決められた大きさの規定信号と発振部を各周波数で発振させるための補正分とを発振制御信号として供給しつつ、実際の発振周波数と前記目標周波数との差を比較することで、実動時の発振部の入力信号−発振周波数変換ゲイン特性を規定するゲイン特性情報を取得し、この取得したゲイン特性情報を所定の記憶媒体に記憶しておくゲイン特性情報取得部を具備するようにした。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６７】
＜＜位相同期部；第１実施形態＞＞
図３は、位相同期部（位相同期回路）１００の第１実施形態を示す機能ブロック図である。また、図４は、比較例としての、ゲイン特性情報取得部を適用しない場合の位相同期部１００Ａの構成例を示す図である。なお、この比較例では、後述する第２実施形態と同様に、チャージポンプ部１０４に、２つのチャージポンプ１０４CP，１０４RDを用いた場合で示している。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１１９】
電流値可変型の電流源２０６は、制御入力端子２０６CNに供給される発振制御信号CNをカレントミラー形式（カレントミラー比は１：１でよい）で受けてトランジスタ２０２，２０４にバイアス電流を供給するようになっている。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１７９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１７９】
ところで、このような動作をするプログラムカウンタ３０２の周波数判定結果を示す出力信号としては、次のようになる。すなわち、プログラムカウンタ３０２に入力されるイネーブル信号ENの幅は、判定基準信号ｆ０の周波数をｆLow とすると１／ｆLow となる。電流制御発振部１０１Ａから出力される出力発振信号Ｖout は発振周波数ｆcco であるから、発振器周期１／ｆcco ごとにエッジがプログラムカウンタ３０２に入力されるため、イネーブル信号ENが有効（Ｈレベル）である期間（イネーブル信号幅と称する）にカウントされる値（カウント値）は、イネーブル信号幅＝判定基準信号ｆ０の１周期分であるから、発振周波数ｆcco ＝発振周波数ｆosciとすると、式（３−１）のように表される。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１８３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１８３】
ここで、プログラムカウンタ３０２に対する分周比Ｍの設定は、図９から分かるように、判定基準周波数ｆ１に対応する分周比Ｍ１と判定基準周波数ｆ２に対応する分周比Ｍ２を、マルチプレクサ３０４で切り替えて実行する。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０３７７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０３７７】
＜＜位相同期部；第２実施形態＞＞
図３０は、位相同期部（位相同期回路）１００の第２実施形態を示す機能ブロック図である。第２実施形態の位相同期部１００は、第１実施形態において比較例として示した図４と同様に、チャージポンプ部１０４に２つのチャージポンプ１０４CP，１０４RDを使用するようにした点に特徴を有する。全体としては、発振部１０１および制御系（ループフィルタ部１０６Ａおよびゲイン特性情報取得部１０７Ａ）の何れもが電流モードで動作する点で第１実施形態と同様である。以下、第１実施形態との相違点を中心に説明する。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０４０９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０４０９】
ループフィルタ部１０６Ｂは、電圧制御発振部１０１Ｂに適合するように電圧出力に対応した構成となっている。具体的には、ループフィルタ部１０６Ｂは、抵抗素子１６２とコンデンサ１６４の直列回路を、チャージポンプ１０４CPの出力と基準電位との間に備える。なお、位相同期部１００をＩＣ（半導体集積回路）で構成する場合、抵抗素子１６２およびコンデンサ１６４は、そのＩＣの外部で接続する。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０４８２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０４８２】
たとえば、第６実施形態との組合せにおいては、ＤＡ変換部１７４を電圧出力型のＤＡ変換部１７４Ｂとし、電流電流変換部１７７，１７８や電圧電流変換部１７９と電流電流電圧変換部７２０との組合せを変換ゲインＫの電流電流変換部に置き換えることができる。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０４８９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０４８９】
このためのゲイン特性情報取得部１０７による制御は、第１〜第５の実施形態と同様の電流モード（電流制御型の制御電流Ｉcpcnt ）でもよいし、図のように第６実施形態と同様の電圧モード（電圧制御型の制御電圧Ｖcpcnt ）の何れもよい。この点は、チャージポンプ電流Ｉcp，Ｉrdを制御するための電流源１０５CP，１０５RDに対する制御が、電流モードおよび電圧モードの何れもよいのと同様である。ただし、組合せの効率化の点では、ゲイン特性情報取得部１０７も電圧制御型にするのが好ましい。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図４】
2008072166.tif 000002