【手続補正書】
【提出日】平成21年6月5日(2009.6.5)
【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回転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回転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回転ベクトルの周波数を計算し、この計算された周波数を、粗い周波数刻みで設定した粗調整のための周波数と細かい周波数刻みで設定した微調整のための周波数との合計として求めるパラメータ出力部と、
前記パラメータ出力部にて計算された前記粗調整のための周波数で前記回転ベクトルに対して逆回転する逆回転ベクトルを前記回転ベクトルにて乗算して、前記回転ベクトルと前記逆回転ベクトルとの差分周波数で回転する微速回転ベクトルを得る手段と、
この手段で求められた微速回転ベクトルの周波数と、前記微調整のための周波数で回転する回転ベクトルの周波数との差分に対応する値を積分する手段と、
この手段で求められた積分値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と、を備え、
電圧制御発振部、回転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】
微速回転ベクトルの周波数と、前記微調整のための周波数で回転する回転ベクトルの周波数との差分に対応する値を積分する手段は、微速回転ベクトルにおけるサンプリング間隔に対応する位相差と、前記微調整のための周波数で回転する回転ベクトルにおけるサンプリング間隔に対応する位相差と、の差分を積分する手段であ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】
前記微速回転ベクトルの周波数は、あるサンプリング時における微速回転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回転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回転ベクトルの位相差とみなし、この位相差として取り扱われることを特徴とする請求項２記載の周波数シンセサイザ。
【請求項４】
微速回転ベクトルの周波数は、回転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２または３記載の周波数シンセサイザ。
【請求項５】
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回転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回転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回転ベクトルの周波数を計算するパラメータ出力部と、
前記回転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相当する信号を積分して前記電圧制御発振部に帰還する手段と、を備え、
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回転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回転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、前記回転ベクトル取り出し手段により得られた前記回転ベクトルに、周波数ｎ・ｆａで逆回転する逆回転ベクトルを乗算して、前記回転ベクトルの周波数から逆回転ベクトルの周波数を差し引いた周波数の微速回転ベクトルを取り出す手段と、前記微速回転ベクトルの周波数を、当該微速回転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回転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回転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、
電圧制御発振部、回転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６】
周波数差に相当する信号を積分して前記電圧制御発振部に帰還する手段は、微速回転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５記載の周波数シンセサイザ。
【請求項７】
微速回転ベクトルの周波数は、回転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５または６記載の周波数シンセサイザ。
【請求項８】
微速回転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回転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回転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回転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７記載の周波数シンセサイザ。
【請求項９】
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回転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８のいずれか一つに記載の周波数シンセサイザ。
【請求項１０】
逆回転ベクトルは、複素表面上における逆回転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、逆回転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１ないし９のいずれか一つに記載の周波数シンセサイザ。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
本発明の周波数シンセサイザは、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回転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回転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回転ベクトルの周波数を計算し、この計算された周波数を、粗い周波数刻みで設定した粗調整のための周波数と細かい周波数刻みで設定した微調整のための周波数との合計として求めるパラメータ出力部と、
前記パラメータ出力部にて計算された前記粗調整のための周波数で前記回転ベクトルに対して逆回転する逆回転ベクトルを前記回転ベクトルに乗算して、前記回転ベクトルと前記逆回転ベクトルとの差分周波数で回転する微速回転ベクトルを得る手段と、
この手段で求められた微速回転ベクトルの周波数と、前記微調整のための周波数で回転する回転ベクトルの周波数との差分に対応する値を積分する手段と、
この手段で求められた積分値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と、を備え、
電圧制御発振部、回転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。
【手続補正３】
【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】
他の発明の周波数シンセサイザは、  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回転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回転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回転ベクトルの周波数を計算するパラメータ出力部と、
前記回転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相当する信号を積分して前記電圧制御発振部に帰還する手段と、を備え、
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回転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回転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、前記回転ベクトル取り出し手段により得られた前記回転ベクトルに、周波数ｎ・ｆａで逆回転する逆回転ベクトルを乗算して、前記回転ベクトルの周波数から逆回転ベクトルの周波数を差し引いた周波数の微速回転ベクトルを取り出す手段と、前記微速回転ベクトルの周波数を、当該微速回転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回転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回転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、
電圧制御発振部、回転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。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
また逆回転ベクトルは、複素表面上における逆回転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、逆回転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することができる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
図１のループはＰＬＬを形成しており、前記周波数差がゼロになったときにＰＬＬがロックされ、電圧制御発振器１の出力周波数が設定周波数にロックされることになる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
即ち、電圧制御発振器１のスタート時には入力電圧が例えば時間に対して直線的に上昇し、それに伴って出力周波数が上昇し、回転ベクトル取り出し手段２０にて取り出された回転ベクトルの周波数が高くなっていく。そしてこの周波数がＰＬＬの制御範囲に入ってくると、予め計算された、電圧制御発振器１の出力周波数が設定周波数になったときの回転ベクトルの周波数ｆｒと回転ベクトルの周波数との差が小さくなってくる。この結果、フィードバック量の増加分が少なくなっていくので、電圧制御発振器１の出力周波数の上昇が抑えられ、前記周波数差がゼロに収束しようとし、この結果電圧制御発振器１の出力周波数は、設定周波数に収束しようとする。こうしてＰＬＬがロックされると、電圧制御発振器１の出力周波数が設定周波数にロックされることになる。