【手続補正書】
【提出日】平成21年2月27日(2009.2.27)
【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】
供給された電圧に応じた周波数の周波数信号を発振する電圧制御発振部と、
前記周波数信号を電圧制御発振部の設定周波数に応じて１／Ｎ（Ｎは整数）に分周する分周手段と、
前記電圧制御発振部の出力周波数の１／Ｎに相当する周波数の正弦波信号を基準クロック信号に基づいてサンプリングしてそのサンプリング値をディジタル信号として出力するアナログ／ディジタル変換部と、
このアナログ／ディジタル変換部からの出力信号に対応する周波数信号に対して、周波数がω０／２πの正弦波信号のディジタル信号による直交検波を行い、当該周波数信号の周波数とω０／２πとの周波数差に相当する周波数で回転するベクトルを複素表示したときの実数部分及び虚数部分を取り出すベクトル取り出し手段と、
前記電圧制御発振部の出力周波数が設定値になったときの前記ベクトルの周波数を計算するパラメータ出力部と、
前記ベクトルの周波数と前記パラメータ出力部にて計算された周波数との差分を取り出す周波数差取り出し手段と、
この周波数差取り出し手段により取り出された周波数差に対応する電圧信号を積分してディジタル／アナログ変換部を介して制御電圧として前記電圧制御発振部に帰還する手段と、
Ａ）装置の運転開始時に、電圧制御発振部からの出力周波数が小さすぎることに起因して周波数差取り出し手段から電圧信号が得られない間は、時間と共にその値が大きくなる立ち上げ用の電圧を電圧制御発振部の制御電圧として出力し、
Ｂ）ＰＬＬがロックされた後、前記帰還する手段からの制御電圧が予め設定された範囲から外れたときには、当該範囲に収まるように、時間と共にその絶対値が大きくなる周波数引き込み用の電圧を出力し、
Ｃ）前記帰還する手段からの制御電圧が予め設定された範囲に収まった後には、前記周波数引き込み用の電圧の出力を停止する
周波数引き込み手段と、を備え、
前記電圧制御発振部の制御電圧は、前記帰還手段からの制御電圧と、前記周波数引き込み手段からの制御電圧との加算値であり、
電圧制御発振部、ベクトル取り出し手段、及び前記電圧信号を電圧制御発振部に帰還する帰還手段によりＰＬＬが形成され、ＰＬＬがロックされたときに電圧制御発振部の出力周波数が設定周波数に調整されることを特徴とする周波数シンセサイザ。
【請求項２】
前記周波数引き込み手段は、装置の運転開始時に、前記立ち上げ用の電圧を出力することで電圧制御発振部からの出力周波数が上昇して周波数差取り出し手段から電圧信号が得られた後は、当該立ち上げ用の電圧に代えて前記周波数差取り出し手段により取り出された周波数差を積分して電圧制御発振部の制御電圧を出力することを特徴とする請求項１記載の周波数シンセサイザ。
【請求項３】
前記周波数引き込み手段は、立ち上げ用の電圧として電圧制御発振部の制御電圧を出力した後、設定周波数と電圧制御発振部からの出力周波数との周波数差が小さくなったことにより周波数差取り出し手段から電圧信号が出力された後において、当該電圧信号を積分回路部により積分して前記帰還手段より大きい周波数刻みでアナログ信号に変換し、このアナログ信号を電圧制御発振部の制御電圧として出力するように構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の周波数シンセサイザ。
【請求項４】
供給された電圧に応じた周波数の周波数信号を発振する電圧制御発振部と、
前記周波数信号を電圧制御発振部の設定周波数に応じて１／Ｎ（Ｎは整数）に分周する分周手段と、
前記電圧制御発振部の出力周波数の１／Ｎに相当する周波数の正弦波信号を基準クロック信号に基づいてサンプリングしてそのサンプリング値をディジタル信号として出力するアナログ／ディジタル変換部と、
このアナログ／ディジタル変換部からの出力信号に対応する周波数信号に対して、周波数がω０／２πの正弦波信号のディジタル信号による直交検波を行い、当該周波数信号の周波数とω０／２πとの周波数差に相当する周波数で回転するベクトルを複素表示したときの実数部分及び虚数部分を取り出すベクトル取り出し手段と、
前記電圧制御発振部の出力周波数が設定値になったときの前記ベクトルの周波数を計算するパラメータ出力部と、
前記ベクトルの周波数と前記パラメータ出力部にて計算された周波数との差分を取り出す周波数差取り出し手段と、
この周波数差取り出し手段により取り出された周波数差に対応する電圧信号を積分してディジタル／アナログ変換部を介して制御電圧として前記電圧制御発振部に帰還する手段と、
周波数引き込み手段と、を備え、
前記周波数引き込み手段は、
Ａ）装置の運転開始時に、電圧制御発振部からの出力周波数が小さすぎることに起因して周波数差取り出し手段から電圧信号が得られない間は、時間と共にその値が大きくなる立ち上げ用の電圧を電圧制御発振部の制御電圧として出力し、
Ｂ）周波数差取り出し手段から電圧信号が出力された後において、当該電圧信号を積分回路部により積分して前記帰還手段より大きい周波数刻みでアナログ信号に変換し、このアナログ信号を電圧制御発振部の制御電圧として出力し、
Ｃ）設定周波数と電圧制御発振部からの出力周波数との周波数差が予め設定された範囲に収まった後には、前記積分回路部の積分動作を停止して、前記周波数引き込み手段からの制御電圧を固定値とし、
Ｄ）帰還手段におけるディジタル／アナログ変換部の同時スイッチングを減らしてグリッチノイズを低減するために、前記固定値は、前記周波数引き込み手段におけるディジタル／アナログ変換部が設定可能な制御電圧の中で、出力周波数が設定周波数に最も近くなる制御電圧よりも、調整可能な周波数刻みの整数倍に対応する分だけずれた値に設定され、
前記電圧制御発振部、ベクトル取り出し手段、及び前記電圧信号を電圧制御発振部に帰還する帰還手段によりＰＬＬが形成され、ＰＬＬがロックされたときに電圧制御発振部の出力周波数が設定周波数に調整され、
前記電圧制御発振部の制御電圧は、前記帰還手段からの制御電圧と、前記周波数引き込み手段からの制御電圧の加算値であることを特徴とする周波数シンセサイザ。
【請求項５】
前記帰還手段からの制御電圧と、前記周波数引き込み手段からの制御電圧とを加算して電圧制御発振部に供給するための結合器を備えたことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一つに記載の周波数シンセサイザ。
【請求項６】
前記電圧制御発振部は、前記帰還手段からの制御電圧と、前記周波数引き込み手段からの制御電圧とが夫々入力されるポートを備えたことを特徴とする請求項１ないし５のいずれか一つに記載の周波数シンセサイザ。
【請求項７】
前記パラメータ出力部は、電圧制御発振部の出力周波数の設定値をＮで割ったときに、アナログ／ディジタル変換部で用いる基準クロック信号の周波数とベクトル取り出し手段で用いられるω０／２πとの差に最も近い周波数となるＮの値を計算し、分周手段は、この値を用いて電圧制御発振部からの周波数信号を分周することを特徴とする請求項１ないし６のいずれか一つに記載の周波数シンセサイザ。
【請求項８】
前記パラメータ出力部は、粗調整のための周波数刻みｆａの整数倍の周波数のうち、電圧制御発振部の出力周波数が設定値になったときの前記ベクトルの周波数に最も近い周波数ｎ・ｆａ（ｎは整数）と、前記周波数刻みｆａよりも小さい微調整のための周波数刻みｆｂの整数倍のうち、電圧制御発振部の出力周波数が設定値になったときの前記ベクトルの周波数と前記周波数ｎ・ｆａとの差に最も近い周波数ｍ・ｆｂ（ｍは整数）と、を計算し、
前記周波数差取り出し手段は、前記ベクトル取り出し手段により得られた前記ベクトルに、周波数ｎ・ｆａで逆回転する逆ベクトルを乗算して、前記ベクトルの周波数から逆ベクトルの周波数を差し引いた周波数の微速ベクトルを取り出す手段と、前記微速ベクトルの周波数を、当該微速ベクトルの各サンプリング時の実数部分及び虚数部分の値から求める微速ベクトルの微速検出手段と、この微速検出手段で検出された微速ベクトルの周波数と周波数ｍ・ｆｂとの差に相当する信号を出力する手段と、を備えていることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか一つに記載の周波数シンセサイザ。
【請求項９】
微速ベクトルの周波数は、ベクトルを表す複素平面上の位相θをｓｉｎθとみなすことができて、その周波数を近似計算により求めることができる程度に低いことを特徴とする請求項８記載の周波数シンセサイザ。
【請求項１０】
微速ベクトルの微速検出手段は、あるサンプリング時における微速ベクトルの実数部分及び虚数部分で決まる複素平面上の位置と、次のサンプリング時における微速ベクトルの実数部分及び虚数部分で決まる複素平面上の位置と、の距離を演算して、その演算値を両サンプリング時における微速ベクトルの位相差とみなす手段を含むことを特徴とする請求項９記載の周波数シンセサイザ。
【請求項１１】
周波数差に相当する電圧信号を前記電圧制御発振部に帰還する手段は、微速ベクトルの周波数と周波数ｍ・ｆｂとの差に相当する信号を累積する手段を含むことを特徴とする請求項８ないし１０のいずれか一つに記載の周波数シンセサイザ。
【請求項１２】
ベクトルは、複素表面上における逆ベクトルの位置を規定する実数部分及び虚数部分の組を回転方向に沿って順番に配列したデータテーブルと、逆ベクトルの回転方向及び周波数に対応するインクリメント数またはデクリメント数により前記データテーブルのアドレスを発生させる手段とにより生成されることを特徴とする請求項８ないし１１のいずれか一つに記載の周波数シンセサイザ。