(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基準発振器から出力された基準発振信号が入力される比較器と、
前記比較器の出力信号に基づいて発振信号を出力する電圧制御発振器と、
前記電圧制御発振器の出力信号を制御部からの制御信号に基づいて分周する分周器とを備え、
前記比較器は、前記分周器からの出力信号と前記基準発振器からの出力信号とを比較してこの比較結果を示す信号を前記電圧制御発振器に出力すると共に、
前記制御部は、温度を検出する温度検出部の温度信号に基づいて前記分周器の分周比を不均一な時間間隔で変化させるシンセサイザであって、
前記温度検出部からの温度信号が時間間隔Ｔ１で前記制御部へ送信され、
前回、前記制御部より制御信号が送信された任意時間ｔ１よりＴ２＝ｎ(ｎは２以上の整数)＊Ｔ１だけ時間が経過したｔ２において、新たに前記制御部より制御信号が送信された場合、ｔ２以降は前記温度検出部からの温度信号が時間間隔Ｔ３＝ｍ（ｍ＞１の数）＊Ｔ１で前記制御部へ送信されると共に、
前回、前記制御部より制御信号が送信された任意時間ｔ１よりＴ２＝Ｔ１だけ時間が経過したｔ２において、新たに前記制御部より制御信号が送信された場合、ｔ２以降は前記温度検出部からの温度信号が時間間隔Ｔ４＝ｋ（ｋは０＜ｋ＜１の少数）＊Ｔ１で前記制御部へ送信されるシンセサイザ。
【請求項２】
（１／ｍ）≠ｋとなる請求項１に記載のシンセサイザ。
【請求項３】
基準発振器から出力された基準発振信号が入力される比較器と、
前記比較器の出力信号に基づいて発振信号を出力する電圧制御発振器と、
前記電圧制御発振器の出力信号を制御部からの制御信号に基づいて分周する分周器とを備え、
前記比較器は、前記分周器からの出力信号と前記基準発振器からの出力信号とを比較してこの比較結果を示す信号を前記電圧制御発振器に出力すると共に、
前記制御部は、温度を検出する温度検出部の温度信号に基づいて前記分周器の分周比を不均一な時間間隔で変化させるシンセサイザであって、
過去の任意回数分の制御信号の送信間隔がメモリに記録されており、
前記制御部が制御信号を送信する際は、前記メモリより過去の任意回数分の制御信号の送信間隔を読み出し、それら送信間隔と異なる間隔で制御信号を送信するシンサセイザ。
【請求項４】
前記メモリは、温度と制御信号の内容が１対１の関係で複数の対をなして記録されたデータを有し、
前記制御部は前記温度検出部の温度信号を基に前記メモリから送信すべき制御信号の内容を取り出すと共に、
前記メモリに記録された温度データの温度間隔は、少なくとも前記データの一部において等しい間隔ではない請求項３に記載のシンサセイザ。
【請求項５】
基準発振器から出力された基準発振信号が入力される比較器と、
前記比較器の出力信号に基づいて発振信号を出力する電圧制御発振器と、
前記電圧制御発振器の出力信号を制御部からの制御信号に基づいて分周する分周器とを備え、
前記比較器は、前記分周器からの出力信号と前記基準発振器からの出力信号とを比較してこの比較結果を示す信号を前記電圧制御発振器に出力すると共に、
前記制御部は、温度を検出する温度検出部の温度信号に基づいて前記分周器の分周比を不均一な時間間隔で変化させるシンセサイザであって、
前記温度検出部から前記制御部へ前記温度信号が送信される時間間隔は、
前記温度検出部が検知した前回の温度と今回の温度との差が既定値より小さい場合には、次回の前記時間間隔は前回の前記時間間隔より長くなり、
前記温度検出部が検知した前回の温度と今回の温度との差が既定値より大きい場合には、次回の前記時間間隔は前回の前記時間間隔より短くなるシンセサイザ。
【請求項６】
基準発振器から出力された基準発振信号が入力される比較器と、
前記比較器の出力信号に基づいて発振信号を出力する電圧制御発振器と、
前記電圧制御発振器の出力信号を制御部からの制御信号に基づいて分周する分周器とを備え、
前記比較器は、前記分周器からの出力信号と前記基準発振器からの出力信号とを比較してこの比較結果を示す信号を前記電圧制御発振器に出力すると共に、
前記制御部は、温度を検出する温度検出部の温度信号に基づいて前記分周器の分周比を不均一な時間間隔で変化させるシンセサイザであって、
前記温度検出部が検知した前回の温度と今回の温度との差が既定値より小さい場合には、前記制御部が前記制御信号を送信する単位時間あたりの回数を減少させ、
前記温度検出部が検知した前回の温度と今回の温度との差が既定値より大きい場合には、前記制御部が前記制御信号を送信する単位時間あたりの回数を増加させるシンセサイザ。
【請求項７】
温度検出部が、サーミスタ、又は、半導体トランジスタ、又は、熱電対の内、少なくとも１つから構成されている請求項１又は請求項３又は請求項５又は請求項６に記載のシンセサイザ。
【請求項８】
温度検出部と、周波数可変発振器と、
前記温度検出部の温度信号に基づいて前記周波数可変発振器の発振周波数を制御信号により離散的に変化させる制御部とを備え、
前記制御部による前記周波数可変発振器の制御は不均一な時間間隔で行われる発振器モジュールであって、
前記温度検出部からの温度信号が時間間隔Ｔ１で前記制御部へ送信され、
前回、前記制御部より制御信号が送信された任意時間ｔ１よりＴ２＝ｎ(ｎは２以上の整数)＊Ｔ１だけ時間が経過したｔ２において、新たに前記制御部より制御信号が送信された場合、ｔ２以降は前記温度検出部からの温度信号が時間間隔Ｔ３＝ｍ（ｍ＞１の数）＊Ｔ１で前記制御部へ送信されると共に、
前回、前記制御部より制御信号が送信された任意時間ｔ１よりＴ２＝Ｔ１だけ時間が経過したｔ２において、新たに前記制御部より制御信号が送信された場合、ｔ２以降は前記温度検出部からの温度信号が時間間隔Ｔ４＝ｋ（ｋは０＜ｋ＜１の少数）＊Ｔ１で前記制御部へ送信される発振器モジュール。
【請求項９】
（１／ｍ）≠ｋとなる請求項８に記載の発振器モジュール。
【請求項１０】
温度検出部と、周波数可変発振器と、
前記温度検出部の温度信号に基づいて前記周波数可変発振器の発振周波数を制御信号により離散的に変化させる制御部とを備え、
前記制御部による前記周波数可変発振器の制御は不均一な時間間隔で行われる発振器モジュールであって、
過去の任意回数分の制御信号の送信間隔がメモリに記録されており、
前記制御部が制御信号を送信する際は、前記メモリより過去の任意回数分の制御信号の送信間隔を読み出し、それら送信間隔と異なる間隔で制御信号を送信する発振器モジュール。
【請求項１１】
前記メモリは、温度と制御信号の内容が１対１の関係で複数の対をなして記録されたデータを有し、
前記制御部は前記温度検出部の温度信号を基に前記メモリから送信すべき制御信号の内容を取り出すと共に、
前記メモリに記録された温度データの温度間隔は、少なくとも前記データの一部において等しい間隔ではない請求項１０に記載の発振器モジュール。
【請求項１２】
温度検出部と、周波数可変発振器と、
前記温度検出部の温度信号に基づいて前記周波数可変発振器の発振周波数を制御信号により離散的に変化させる制御部とを備え、
前記制御部による前記周波数可変発振器の制御は不均一な時間間隔で行われる発振器モジュールであって、
前記温度検出部から前記制御部へ前記温度信号が送信される時間間隔は、
前記温度検出部が検知した前回の温度と今回の温度との差が既定値より小さい場合には、次回の前記時間間隔は前回の前記時間間隔より長くなり、
前記温度検出部が検知した前回の温度と今回の温度との差が既定値より大きい場合には、次回の前記時間間隔は前回の前記時間間隔より短くなる発振器モジュール。
【請求項１３】
温度検出部と、周波数可変発振器と、
前記温度検出部の温度信号に基づいて前記周波数可変発振器の発振周波数を制御信号により離散的に変化させる制御部とを備え、
前記制御部による前記周波数可変発振器の制御は不均一な時間間隔で行われる発振器モジュールであって、
前記温度検出部が検知した前回の温度と今回の温度との差が既定値より小さい場合には、前記制御部が前記制御信号を送信する単位時間あたりの回数を減少させ、
前記温度検出部が検知した前回の温度と今回の温度との差が既定値より大きい場合には、前記制御部が前記制御信号を送信する単位時間あたりの回数を増加させる発振器モジュール。
【請求項１４】
請求項１から請求項７のいずれかに記載のシンセサイザと、
前記シンセサイザの前記比較器に基準発振信号を入力する基準発振器とを備えたシンセサイザモジュール。
【請求項１５】
前記基準発振器は、ＭＥＭＳ素子からなる振動子により構成され、
前記基準発振器を構成するＭＥＭＳ素子と前記シンセサイザとが同一の半導体基板に形成された請求項１４に記載のシンセサイザモジュール。
【請求項１６】
請求項１から請求項７のいずれかに記載のシンセサイザと、
前記シンセサイザからの前記発振信号に基づいて、受信信号の周波数を変換する混合器とを備えた受信装置。
【請求項１７】
前記温度検出部は、前記シンセサイザからの前記発振信号と、受信信号との周波数の差異を検出することにより、温度情報を検出する請求項１６に記載の受信装置。
【請求項１８】
請求項１７に記載の受信装置と、
前記受信装置の出力側に接続された信号処理部と、
この信号処理部の出力側に接続された表示部とを備えた電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発振周波数の温度補償方法に特長を有するシンセサイザ又は発振器と、これらを用いたシンセサイザモジュール、又は、受信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
以下、基準発振器の温度補償を行う従来のシンセサイザについて、図１３を用いて説明する。図１３は、従来の基準発振器の温度補償を行うシンセサイザ１００のブロック図を示している。図１３において、従来のシンセサイザ１００は、基準発振器１０１から出力された基準発振信号が第１分周器１０２で分周された後、比較器１０３へ入力され、更に、比較器１０３の出力信号はローパスフィルタ１０４で、積分され、直流近傍の周波数を持つ信号に変換される。この信号電圧値に基づいて、電圧制御発振器VCO（Voltage Controlled Oscillator）１０５は発振信号をローカル信号として出力する一方で、その他方を第２分周器１０６へ入力する。第２分周器１０６では、チャンネル指定に従って、制御部１０７から指定される分周数で、その信号を分周し、比較器１０３へ出力する。比較器１０３では、前記と同様に、第２分周器１０６からの入力信号と第１分周器１０２からの入力信号とを比較する。以上が、一般的な、周波数シンセサイザの動作であるが、図１３で示したシンセサイザ１００では、更に、温度検出部１０８が検知する温度により第２分周器１０６の分周数を制御している。動作を簡単に説明すると、周期性を有した時間間隔で、温度検出部１０８において周囲温度を検出し、その温度をＡ／Ｄ変換器１０９でデジタル信号に変換し、予め、温度による補正値が記憶されたメモリ１１０から所定の値を読み出して、制御部１０７へ出力し、更に、第２分周器１０６の分周数を変更する。
【０００３】
また、従来の発振器モジュールについて、図１４を用いて説明する。図１４において、従来の発振器モジュール１１５は、発振子１１２と、発振子１１２に接続されるドライバアンプ１１１と、発振子１１２に接続されるスイッチモ群１１３と、スイッチ群１１３とグランドとの間に接続されるリアクタンス素子群１１４と、温度検出部１０８より発振子１１２の近傍温度に関する温度信号を取得し、その温度信号を基にメモリ１１０から制御信号を入手すると共に、この制御信号をスイッチ群１１３に送信する制御部１０７とにより構成される。温度検出部１０８から制御部１０７へ温度信号が送信される間隔は周期性を有した時間間隔であり、これに対応して制御部１０７からスイッチ群１１３に制御信号が送信される間隔も周期性を有した時間間隔となる。
【０００４】
上記のような制御により、発振子１１２の周囲温度変化に起因した発振周波数のずれを補正することが可能となる。
【０００５】
この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
【特許文献１】特開平３−２０９９１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来のシンセサイザ１００または発振器モジュール１１５において、制御部１０７は、均一な時間間隔で制御信号を送信し、周囲温度変化に起因した発振周波数のずれの補正を行うが、均一な時間間隔で制御信号を送信することに起因して、結果的に、位相雑音が大きくなり、受信機のＣ／Ｎが劣化し、良好な受信特性が実現できなくなる。
【０００７】
そこで、本発明は、制御部の制御信号の送信間隔に着目し、工夫することで、制御部による分周器またはスイッチ群の制御に起因したノイズの発生を抑え、受信特性の良好な受信機を実現可能なシンセサイザ又は発振器モジュール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】
【０００８】
上記課題を解決するため、本発明のシンセサイザは、基準発振器から出力された基準発振信号が入力される比較器と、比較器の出力信号に基づいて発振信号を出力する電圧制御発振器と、電圧制御発振器の出力信号を制御部からの制御信号に基づいて分周する分周器とを備え、比較器は、分周器からの出力信号と基準発振器からの出力信号とを比較してこの比較結果を示す信号を電圧制御発振器に出力すると共に、制御部は、温度を検出する温度検出部の温度信号に基づいて分周器の分周比を不均一な時間間隔で変化させる構成である。
【０００９】
また、本発明の発振器モジュールは、温度検出部と、周波数可変発振器と、温度検出部の温度信号に基づいて周波数可変発振器の発振周波数を制御信号により離散的に変化させる制御部とを備え、制御部による周波数可変発振器の制御は不均一な時間間隔で行われる構成である。
【発明の効果】
【００１０】
上記構成により本発明のシンセサイザまたは発振器モジュールは、制御部から制御信号が不均一な時間間隔で送信されるため、均一な時間間隔で送信した場合のように発振周波数に対してある特定の周波数分だけ離れた周波数にノイズが集中して発生することを抑えることができる。これにより、良好な受信特性を有する受信機を実現可能なシンセサイザおよび発振器モジュールを提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
（実施の形態１）
以下、実施の形態１のシンセサイザについて図１を用いて説明する。図１において、シンセサイザ１は、ＭＥＭＳ発振器２から出力された基準発振信号（ｆＲＥＦ１＝１０ＭＨｚ）が第１分周器３で分周された後（ｆＲＥＦ２＝５ＭＨｚ）、比較器４へ入力され、比較器４の出力信号に基づいて、電圧制御発振器５は発振信号を出力し、その一方は第２分周器６へ入力される。ここで、比較器４に基づいてというのは、少なくとも比較器４の出力結果を間接、或いは、直接受けてと言う意味で、間に、別の回路ブロックを介して、その出力を電圧制御発振器５が受けてもよい。本実施の形態では、比較器４の出力をチャージポンプ９により、電流成分に変換し、更に、そのチャージポンプ９の出力をループフィルタ１０で受けて、直流近傍の成分のみ取り出して、電圧制御発振器５へ供給している。また、ループフィルタ１０は、コンデンサによる比較器４からの電流（電荷）の充電部分と、低周波を通過させる低域通過フィルタで構成されている。次に、第２分周器６は、制御部７からの制御信号に基づいて電圧制御発振器５の発振信号を分周し、比較器４へ出力する。比較器４では、第２分周器６からの入力信号と前記した第１分周器３からの入力信号とを比較して、この比較結果を示す信号を電圧制御発振器５に出力する。以上の繰り返しにより、シンセサイザ１は動作する。温度検出部８は、周囲の温度を検知し、この温度データをアナログ量からデジタル量へ変換し、制御部７に送信する。制御部７は、温度を検出する温度検出部８の出力信号に基づいて第２分周器６へ適当な整数分周数Ｍや分数分周数Ｎの制御信号を送り、第２分周器６の分周比を変化させる。つまり、第２分周器６は、分周数Ｍが入力される整数部分と、分周数Ｎが入力される分数部分により構成される。制御部７は、温度を検出する温度検出部８の温度信号に基づいて第２分周器６の分周比を不均一な時間間隔で変化させる。ここで、この分周比を制御する時間間隔を等間隔にすると、電圧制御発振器５の出力信号の位相雑音が悪化してしまうことになる。図２（ａ）にその様子を示す。ここでは、均一な時間間隔、例えば、２０ｍｓｅｃおきに、周波数の制御を行った際の、シンセサイザ出力のスペクトルの様子を説明する。図２で、縦軸は、電力強度で、横軸は、周波数であり、一定期間の平均の周波数スペクトルを示している。図２で着目すべきは、本来のキャリア信号以外のスプリアス部分の周波数であり、これは、中心に位置するキャリア信号から、上下に、一定周波数、つまり、１／Ｔｐ＝５０Ｈｚ間隔で、位置している。この５０Ｈｚは、制御周期２０ｍｓｅｃに対応する周波数、つまり、１／（２０×１０＾−３）に相当する。我々は、この結果に着目し、分周比の制御間隔を均一でない時間間隔で、制御することにより、スプリアスレベルを下げることができるということを見出した。図２（ｂ）に、制御の間隔を不均一にした場合のシンセサイザ出力のスペクトルの様子を示している。ここでは、制御する時間間隔Ｔは、乱数を生成することによって決定されており、ほぼランダムになっている。これにより、一定間隔で現れるスプリアス（例えば、５０Ｈｚ間隔）のレベルが下がり、位相雑音も軽減されることになる。
【００１２】
次に、より簡便に、時間間隔を切替えて、ある周期で繰り返すことで、位相雑音が下げられる例に関して、説明する。まず、図３において、本発明のシンセサイザの制御部７が第２分周器６に制御信号を送信する時間間隔を説明する。図３の上側のタイムチャートは、温度検出部８が制御部７に温度信号を送信するタイミングを示したものである。図３の下側のタイムチャートは、制御部７が第２分周器６に制御信号を送信するタイミングを示したものである。図３において、温度検出部８が制御部７に温度信号を送信する間隔は、Ｔ１で均一である。このタイミングで、毎回、制御部７が第２分周器に制御信号を送信すると、Ｔ１の時間間隔で電圧制御発振器の発振周波数は変化することになり、その結果、この発振周波数に対して１／Ｔ１の周波数間隔でスプリアスが発生し、位相雑音性能を悪化させることになる。このスプリアスの発生を抑圧するため、本発明のシンセサイザでは、図３に示すように、制御部７が第２分周器６へ不均一な時間間隔で制御信号を送信することになる。図３の「制御部→第２分周器」のタイムチャートにおいて、最初、時間間隔Ｔ１で２回、制御信号が送信されるが、その後、時間間隔がＴ２、Ｔ３、Ｔ４、Ｔ１と不均一に変化し、全体としても非周期的であるので、第２分周器６の切り替え制御に伴うスプリアスの発生を低減することが出来、位相雑音性能の悪化を軽減することができる。この場合、時間間隔Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４に相当する周波数１／Ｔ１、１／Ｔ２、１／Ｔ３、１／Ｔ４に対応する周波数間隔にスプリアスを分散させることで、位相雑音を低減している。
【００１３】
また、特許請求の範囲に記載した「不均一な時間間隔」とは、図３に示したように、制御信号を送信する時間間隔が少なくとも一部で異なっていることを指している。
【００１４】
図４にも、同様のタイムチャートを記載している。図４においては、制御信号の送信間隔は不均一な時間間隔となっているが、全体として、Ｔ４の時間間隔で制御信号が送信されており、非周期的な時間間隔で制御信号が送信されていない。故に、図４のタイムチャートに従い制御信号を送信した場合、図３のタイムチャートに従って制御信号を送信した場合よりもノイズが発生することが予想される。但し、従来のシンセサイザのように、図４の温度検出部８から制御部７に、温度信号が送信される度に、制御部７から制御信号が送信された場合と比較すると、発生するスプリアスは低減されることになる。これも、前記したように、スプリアスを分散させる効果によるためである。ただ、理想的には、より不均一な時間間隔であると共に、非周期的の時間間隔で制御信号を送信した方が、スプリアスは低減されるため、前記したような、乱数などを用いて発生させた時間間隔を用いて制御する方が、より好ましい乱数の発生は、シミュレーションなどで用いられるモンテカルロ法や、或いは、Ｍ系例（最大周期系列）などを用いても良い。後者は、擬似雑音符号などとしても知られ、シフトレジスタと排他的論理和（ＸＯＲ）、足し算器などの論理回路で簡単に構成することが可能である。図５にＭ系例の発生回路の一例を示す。７段のシフトレジスタ１〜７に対して、第７のレジスタの出力と、第１のレジスタの出力の排他的論理和（ＸＯＲ）を取り、入力段にフィードバックしている。クロックの入力ごとに、シフトレジスタをシフトし、内容を書き換える。制御の間隔の数値として用いるのは、例えば、各々のシフトレジスタ１〜７の値を用いる方法や、出力をあるビット数保持しておき、その数値を用いる方法等がある。例えば、ある瞬間のシフトレジスタ１〜７の値が、１、１、１、１、１、１、１であれば（図中の時間ｔ１）、次のクロックで、０、１、１、１、１、１、１となる（図中の時間ｔ２）。次々にクロックが来るたびに、シフトレジスタの内容は書き変わり、そのたびに、乱数が発生することになる（ｔ３、ｔ４・・・・・）。ある瞬間のシフトレジスタの値をＳとすると、初期のｔ１ではＳ＝１１１１１１１（２進数表記）である。クロック入力のたびに、再演算されるＳの値をそのまま、制御の間隔として用いてもよいし、間隔の大小に差がありすぎると判断される場合には、Ｓの関数として、制御間隔Ｔを再定義してもよい。例えば、制御間隔Ｔ＝ｆ（Ｓ）＝Ｔ０＋ａ×Ｓなどで定義してもよい。この場合、周期Ｔ０が残るので、Ｔ０自体を更に、Ｓの関数とすれば、更に、ランダム性は増すことになる。以上説明した乱数を、制御の間隔として用いることで、よりいっそう、位相雑音性能の悪化を軽減することができる。なお、前記の例では、乱数は２＾７−１回のクロックで、元の値に戻る。つまり、周期となる回数は２＾７−１となる。
【００１５】
次に、図３および図４の「制御部→第２分周器」のタイムチャートにおいて、制御信号を送信するか否かの判断基準の一例を示す。
【００１６】
制御部７はメモリを有しており、メモリには、離散的な温度データと、それに１対１で対応した分周比データが記録されている。メモリに記録されたデータの一例を（表１）に示す。
【００１７】
【表１】
0004835596.tif 000002
【００１８】
（表１）においては、温度データは０．１度刻みで記録されている。ここで、温度検出部８より、周囲温度は２０．３度であるとの温度信号を制御部７が受信した場合、制御部７はメモリの（表１）を参照し、第２分周器６に送信すべき分周比が１５９３２であることを確認する。そして、制御部７は分周比を１５９３２に変更するための制御信号を第２分周器６へ送信する。次に、制御部７が、温度検出部８から周囲温度が２０．３３度である旨の温度信号を受信した場合、再度、制御部７はメモリの（表１）を参照することになる。しかし、温度データは０．１度刻みであるため、２０．３３度に相当する分周比データは記録されていない。また、記録されている温度データである「２０．３度」と「２０．４度」で比較した場合、２０．３３度は「２０．３度」に近いため、「２０．３度」の分周比データ「１５９３２」を採用することとする。しかし、前回、制御部７から第２分周器６へは分周比「１５９３２」に変更するための制御信号を第２分周器６へ送信しているため、第２分周器の分周数は１５９３２に既にセットされている。よって、今回は、制御信号を送信する必要はないと判断できる。以上の判断基準により、現実の温度変化を基準にして、制御信号の送信の有無を判断することにより、簡易的に制御信号の送信間隔を不均一なものにすることは可能である。これは、自然界の温度変化自体のランダム性を有するということを使った例である。ただ、上記の簡易的な方法では、制御信号の送信間隔の不均一性が低くなる危険性があるため、この点を改良した方法を以下に示す。
【００１９】
制御信号の送信間隔の不均一性を向上させるため、メモリに記録されたデータの内容の改良を図る。メモリの内容について、（表２）に具体的に示す。
【００２０】
【表２】
0004835596.tif 000003
【００２１】
（表２）において、データNo.３００〜３０３までは、温度データが０．１度刻みとなっているが、データNo.３０３以降は、温度データの間隔が不均一になるように設定されている。これにより、上記の簡易な判断基準により制御信号の送信の有無を判断した場合にも、制御信号の送信間隔の不均一性が低くなることを防止することが可能となる。また、基準発振器２の温度特性において、感度の低い温度範囲においては、データNo.３０３以降のように温度データを間引いた方が、頻繁に制御信号を送信する必要が減る。これにより、スプリアスの発生する頻度自体を減らすことができるので、トータルで見た場合の位相雑音が悪化する時間をより短くすることが可能である。
【００２２】
図６を用いて、制御信号の送信間隔の不均一性を更に向上させる方法を示す。
【００２３】
図６のタイムチャートは、図３の「制御部→第２分周器」のタイムチャートを改良したものである。図３の「制御部→第２分周器」のタイムチャートにおいて、制御信号の送信間隔は、不均一性を実現している。しかし、図３の「制御部→第２分周器」のタイムチャートは、あくまで、図３の「温度検出部→制御部」のタイムチャートにおける時間間隔Ｔ１を基本としたものである。そこで、図６に示したタイムチャートでは、制御信号の送信間隔の不均一性を更に向上させた。図６において、制御部７は、温度検出部８から温度信号を受信してから第２分周器６に制御信号を送信するまでに、任意の遅延時間を入れている。この遅延時間の長さは、制御信号を送信する毎に変更されるため、制御信号の送信間隔の不均一性は向上されることになる。尚、制御部７が遅延時間の長さを決定する方法としては、前記したような乱数発生やＭ系例などの擬似雑音符号の足し算値を使用する方法が考えられる。
【００２４】
また、制御信号の送信間隔の不均一性を向上させる別の方法としては、過去の任意回数分の制御信号の送信間隔をメモリに記録しておく方法が考えられる。制御部７が制御信号を送信する際は、メモリより過去の任意回数分の制御信号の送信間隔を読み出し、それら送信間隔と異なる間隔で制御信号を送信することとなる。これにより、制御信号の送信間隔を非常に不均一なものにすることが可能となる。
【００２５】
尚、図７、図８のように、温度検出部８から制御部７への温度信号の送信間隔を不均一にする方法も考えられる。
【００２６】
図７において、温度検出部８からの温度信号が時間間隔Ｔ１で制御部７へ送信され、前回、制御部７より制御信号が送信された時間ｔ１よりＴ２＝２＊Ｔ１だけ時間が経過したｔ２において、新たに制御部７より制御信号が送信されている。この場合、時間ｔ１から時間間隔Ｔ１だけ経過した状態では温度変化が小さく、基準発振器２の周波数変化量が小さかったため、制御部７は制御信号を送信しなかった。故に、温度検出部８が制御部７へ温度信号を送信する時間間隔を、Ｔ１より長くしても良いことが予想される。よって、図７においては、時間ｔ２以降、温度信号の送信間隔をＴ３＝Ｔ１＊１．４に変更することにした。これにより、温度変化が少ない場合に、温度検出部８が不要に温度信号を制御部７へ送信することを防ぐことができる。図７においては、時間間隔Ｔ１の１．４倍としたが、これは１より大きい数字の倍数であれば、同様の効果が得られる。
【００２７】
図７において、時間ｔ２以降は、時間間隔Ｔ３（＝Ｔ１＊１．４）で、温度検出部８から温度信号が送信される。そして、時間ｔ２から１回目の温度信号の送信時である時間ｔ３において、制御部７より制御信号が送信されている。これは、時間間隔Ｔ３の間に、新たな分周比データを送信する必要が生じるほどの温度変化が生じたことを意味している。故に、この温度変化の状態に対して、時間間隔Ｔ３では、温度のサンプリング間隔が長すぎる可能性も予想される。よって、時間ｔ３以降、温度検出部８は時間間隔Ｔ４＝Ｔ３＊０．５で温度信号を送信している。これにより、大きな温度変化が生じても、柔軟にその状況に対応することが出来、シンセサイザ１の発振周波数のずれを最小減に抑えることができる。尚、図７においては、時間間隔Ｔ４をＴ３の０．５倍としたが、これは０より大きく１より小さい数字の倍数であれば、同様の効果が得られる。
【００２８】
図７において、時間ｔ３以降は、時間間隔Ｔ４で、温度検出部８から制御部へ送信される。そして、時間ｔ３から４回目の温度信号の送信時である時間ｔ４において、制御部７より制御信号が送信されている。結果的に、時間ｔ３からｔ４までの時間間隔においては、温度変化の状態が緩やかであったため、時間間隔Ｔ４以上の時間間隔で周囲温度をサンプリングしても良いことが予想される。故に、図７においては、時間ｔ４以降、時間間隔Ｔ６＝Ｔ４＊３．４で温度信号を送信している。このように、前回、制御信号を送信してから、今回、制御信号を送信するまでの期間に、制御部７が温度検出部８より温度信号を受信した回数に応じて、請求項５の倍数ｍの値を決定しても良い。また、請求項５の倍数ｍや倍数ｋの値は、制御信号を送信する度に変更しても良い。これにより、制御信号の送信間隔の不均一性を更に向上させることができる。尚、請求項５の倍数ｍと倍数ｋは、（数１）の関係を満たした方が良い。
【００２９】
【数１】
0004835596.tif 000004
【００３０】
（数１）の関係を満たさない（１／ｍ）＝ｋの場合を例にとり、（数１）を満たすことによるメリットを説明する。図７において、（１／ｍ）＝ｋの関係を満たして時間間隔を決定した場合、時間間隔Ｔ１と時間間隔Ｔ４と時間間隔Ｔ７は等しい時間間隔となり、また、時間間隔Ｔ３と時間間隔Ｔ６は等しい時間間隔となる。故に、全体的に周期性を有した時間間隔となる可能性が生じてしまう。（数１）の関係を満たして、時間間隔を決定すれば、このような危険性を防止することができる。
【００３１】
図８に示したタイミングチャートについても、温度検出部８からの温度信号の送信間隔を不均一にするものである。温度検出部８から制御部７へ温度信号が送信される時間間隔は、温度検出部８が検知した前回の温度と今回の温度との差が既定値より小さい場合には、次回の時間間隔は前回の時間間隔より長くなるように設定されている。また、温度検出部８が検知した前回の温度と今回の温度との差が既定値より大きい場合には、次回の時間間隔は前回の時間間隔より短くなるように設定されている。図８においては、前回の温度と今回の温度との差の既定値が０．２５度に設定された場合の例である。時間間隔を長くする割合、短くする割合は、温度信号を送信するたびに変更されることとしてもよい。これにより、温度信号の送信間隔の不均一性を向上させることができ、結果、制御信号の送信間隔の不均一性を向上させることが可能となる。また、図８では、温度信号が送信されるたびに、制御信号を送信する方式としたが、図３、図４、図６に示したように、制御信号を送信する回数を間引く等してもよい。これにより、制御信号の送信間隔の不均一性を向上させることが可能となる。
【００３２】
尚、前回の温度と今回の温度との差の既定値は、基準発振器２の温度特性を基準に、温度領域毎に随時変更しても良い。これにより、基準発振器２の温度に対する周波数変化の大きい温度領域では既定値を小さくし、基準発振器２の温度に対する周波数変化の小さい温度領域では既定値を大きく設定でき、不要に制御信号を送信することを防止できる。また、温度信号を送信するたびに、既定値を変更しても良い。これにより、温度信号の送信間隔の不均一性を向上させることが出来、結果、制御信号の送信間隔の不均一性を向上させることが可能となる。尚、シンセサイザ１を有するシンセサイザモジュール（図示せず）は、シンセサイザ１と、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ−Ｅｌｅｃｔｒｏ−Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍｓ）素子からなる振動子により構成された基準発振器２とを有し、この基準発振器２の出力信号が第１分周器３を介して比較器４に入力される。ＭＥＭＳ素子は、例えば、シリコン、或いは、その化合物を主材料として構成される。例えば、シリコン振動子の場合、温度特性が、−３０ｐｐｍ／℃程度と非常に大きいため、ＡＴカット水晶振動子などを用いた場合と比べ、前記したような温度制御を頻繁に行う必要がある。従って、位相雑音の悪化も頻度、量とも大きくなり、前記の制御間隔を不均一にすることによる効果は大きくなる。
【００３３】
また、シンセサイザ１を搭載する受信装置（図示せず）は、シンセサイザ１と、このシンセサイザ１からの発振信号に基づいて受信信号の周波数を変換する混合器１１とを備える。この場合、シンセサイザは、受信信号を異なる周波数に変換するための、局部発振器として用いられることになる。つまり、受信信号の周波数選択の基準となる発振器として用いられるため、前記のような位相雑音の悪化は、システム全体へ影響することになる。例えば、ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）などのマルチキャリアシステムでは、隣接するキャリアに、前記のスプリアスが重畳することになる。以上のことから、受信装置として用いられる場合は、前記の効果は、システム全体に波及することになる。
【００３４】
尚、シンセサイザ１を搭載する電子機器（図示せず）は、上記受信装置における混合器１１の出力側に接続された信号処理部（図示せず）と、この信号処理部の出力側に接続された表示部とを備える。この場合、例えば、前記のシンセサイザの出力を、直接、或いは、周波数を変えるなどして、間接的に、別のブロックにも用いる場合は、当然、同様の効果が得られる。また、テレビ受像機、携帯電話機の場合には、耐妨害特性の向上にもつながる。また、前記のスプリアスが、別のシステムにノイズとして混入し、ミキシングされて、まったく異なる周波数帯域の信号となり、別システムへ影響するなどと言った不具合を軽減することができる。シンセサイザ部の信号は、高周波回路ブロックの中では、比較的、高電力の信号であるため、前記のスプリアスは、他への影響を考え、極力小さくしておくことが望ましい。これは、シンセサイザを単独で用いる場合と比べ、電気機器として使う場合、つまり、複数システムが共存する機器として用いる場合に、特に顕著であり、本発明の効果、影響が大きくなる。
【００３５】
以上説明したように、制御間隔に不均一性（ランダム性）を持たせることにより、シンセサイザの位相雑音の悪化を軽減することが可能となる。また、極力、制御回数を少なくすることで、位相雑音が悪化する時間を短くすることができる。
【００３６】
（実施の形態２）
以下、実施の形態２の発振器モジュールについて、図９を用いて説明する。図９において、本発明の発振器モジュール１２は、温度検出部８と、周波数可変発振器１３とにより構成される。更に、周波数可変発振器１３は、ドライバアンプ１４と、ドライバアンプ１４に接続された振動子１５と、この振動子１５に接続されたスイッチ部１６と、このスイッチ部１６とグランドの間に接続されたリアクタンス部１７で構成される。制御部７は、温度検出部８の温度信号に基づいて、周波数可変発振器１３の発振周波数を離散的に変化させる。具体的には、制御部７から送信される制御信号は、スイッチ部１６へ入力され、温度変化により周波数変化を補正するために最適なスイッチの状態変更が成される。請求項１１における「発振周波数を離散的に変化させる」とは、第１の周波数から第２の周波数へデジタル的に変化させることを指しており、バリキャップなどの印加電圧のみを用いて、アナログ的に周波数を変更していくことは指していない。アナログ的に周波数を変化させた場合には、位相の不連続が発生せず、位相雑音が発生しにくいためである。例えば、図中のスイッチ部１６がなく、直接、リアクタンス部１７に振動子１５が接続されており、リアクタンス部１７がバリキャップであり、バリキャップに印加する電圧をアナログ的に変化させるような構成の場合は、本実施の形態に当てはまらない。但し、バリキャップの電圧をデジタル的に、例えば、０．５Ｖ、１Ｖ、１．５Ｖなどから選ばれる離散量で制御する場合は、本実施の形態に当てはまり、その効果が得られる事になる。
【００３７】
図９に示した本発明の発振器モジュールにおいて、制御部７による周波数可変発振器１３の制御は不均一な時間間隔で行われる。これにより、実施の形態１で説明した本発明のシンセサイザの場合と同様に、スイッチ部１６の制御に伴うノイズの発生が抑圧される。制御部７による周波数可変発振器１３への制御信号の時間間隔の決定方法は、実施の形態１の図３から図８に示した方法と同様である。これにより、位相雑音の少ない発振器モジュールを実現することができる。
【００３８】
（実施の形態３）
本発明のシンセサイザを使用したテレビ受信用モジュールについて、図１０を用いて説明する。図１０において、本発明のシンセサイザは温度検出部８を含めて同一の半導体ＩＣ１８に一括に形成され、ベース基板１９に実装されている。また、基準発振器の構成要素としてＭＥＭＳ振動子２１が用いられ、ベース基板１９の上に実装されている。基準発振器の構成要素としてＭＥＭＳ振動子２１を用いることで、テレビ受信用モジュール２２の小型化を実現することができる。例えば、水晶振動子では２．５×２．０ｍｍのサイズが必要だが、ＭＥＭＳ振動子では１．０×１．０ｍｍ〜０．３ｍｍ×０．３ｍｍのサイズで構成できる。また、高さも半分以下となる。これは、ＭＥＭＳ振動子２１が、例えば、シリコン振動子で構成される場合、半導体プロセス、例えば、ＲＩＥ（Ｒｅａｃｔｉｖｅ  Ｉｏｎ  Ｅｔｃｈｉｎｇ）などの加工プロセスや、フォトリソグラフィープロセスで、形成できるためである。また、前記のサイズは、代表例であり、従来の水晶などの圧電単結晶などを用いる場合に比べ、より小型に作成できる可能性を有している。また、携帯電話に搭載するような小型のテレビ受信用モジュールでは、サイズが、９×９ｍｍ〜８×８ｍｍと小型になっているため、以上のサイズ効果は非常に大きいものとなる。つまり、振動子サイズによる受信モジュールのサイズへの影響を軽減できる。他の構成要素に関して説明すると、ベース基板１９には、アンテナ２３が受信した受信信号が入力される第１フィルタ２４と、第１フィルタ２４の出力信号が入力されるＬＮＡ（Ｌｏｗ  Ｎｏｉｓｅ  Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）２５と、ＬＮＡ２５の出力信号が入力される第２フィルタ２６と、第２フィルタ２６の出力信号が入力されるバラン２７が実装されている。そして、バラン２７の出力信号は半導体ＩＣ１８に入力される。
【００３９】
なお、図１２においては、ＭＥＭＳ振動子２１を用いたが、前記した小型化の効果を考慮する必要が無ければ、水晶振動子を用いてもよく、また、その他の圧電単結晶を用いた振動子やセラミック振動子、ＦＢＡＲ（Ｆｉｌｍ  Ｂｕｌｋ  Ａｃｏｕｓｔｉｃ  Ｒｅｓｏｎａｔｏｒ）等の薄膜を用いた振動子を用いても良い。また、一般にこのような振動子には、バルク波の振動モードが用いられるが、弾性表面波の振動モードを用いたＳＡＷ振動子などを用いてもよい。これらの振動子の選択は、本発明のシンセサイザの使用用途に応じて行えばよい。
【００４０】
図１２のＭＥＭＳ発振器を半導体ＩＣ１８の中に形成した事例を図１１、図１２に示す。図１１では、ＭＥＭＳ振動子２１をＩＣ内へ取り込んでいる。また、図１２では、前記したＬＮＡ２５は、半導体ＩＣ１８の内部に取り込み、第２のフィルタ２６、バラン２７は、ＩＣを構成する際に不要になるようなシステム構成としている。
【００４１】
このように、ＭＥＭＳ振動子と温度検出部が同一のＩＣチップ内に内蔵されることにより、実際のＭＥＭＳ振動子の温度をより正確に検知することが可能となり、ＭＥＭＳ発振器の発振周波数の調整精度を向上させることができる。例えば、急激な温度変化が起こった際でも、温度伝導の遅延がほぼ無い状態で温度検知が可能となり、それによる受信劣化を引き起こさなくなる。また、特に、図１２の構成では、１つの半導体ＩＣ１８内に外部の構成要素も形成できるため、大幅な小型化ができると共に、製造効率を向上させることができる。また、特に、図１２の構成では、アンプなどの発熱部品が、内部に取り込まれたため、図１１の構成に比べ、より温度検出部８をＭＥＭＳ振動子２１と同一のＩＣチップ内に搭載する効果が大きくなる。
【００４２】
尚、以上説明した本発明の実施の形態では、電圧制御発振器５の出力をシンセサイザ１の出力としたが、電圧制御発振器５の後に、分周器を入れて、シンセサイザ１の出力としても良い。これにより、電圧制御発振器５の発振周波数を高くすることができ、電圧制御発振器５のサイズを小さくすることが可能となる。
【００４３】
なお、以上、説明した温度検出部としては、一般的に用いられている半導体を流れる電流の温度特性を利用したような半導体トランジスタをベースとしたセンサや、サーミスタと呼ばれる温度に対して、抵抗値が変化する特性を利用したものや、熱起電力を利用する熱電対を利用したものなどが挙げられるが、これに限るものではない。例えば、温度特性の異なる振動子を２つ用意し、その周波数差から、温度を間接的に、センシングしたり、或いは、別のクロックや周波数情報を有する信号との比較や乗算により、その差分を検知して、周波数ズレをセンシングしても良い。別のクロックとしては、希望波となる受信信号そのものや、ＧＰＳ（Global Positioning System）用の信号、或いは、電子機器なら、他の回路ブロックから、供給してもらった信号などが挙げられる。要は、温度情報を、間接、或いは、直接、検知できる手段であれば良い。
【００４４】
また、受信装置、あるいは、電子機器の場合、受信信号と、シンセサイザ出力の差分を検知して、その差異から、周波数のズレを検知し、その周波数のズレから、温度を間接的に検出しても良い。例えば、受信信号とシンセサイザ出力を周波数混合器（ミキサー）へ入力する。この周波数混合器からは、前記した受信信号と、シンセサイザ出力の和、及び、差の周波数が出力される。シンセサイザの出力周波数が所望の狙った値となっている場合には、この差の周波数は一定値となるが、違った場合、差の周波数が異なった値となる。この差の周波数を検知することで、間接に温度情報を検知することが可能となる。前記の半導体トランジスタをベースとした温度検出部などの直接的に温度検知を行うセンサの場合、その精度は、高々０．１℃程度であるが、前記の差の周波数を検知する方法では、シリコン振動子を用いた場合で、これよりも２桁程度の精度の温度検出が可能となる。シリコン振動子の温度特性は−３０ｐｐｍ／℃であり、差の周波数を検知する方法では、０．０１〜０．１ｐｐｍ程度の周波数ずれの検知が可能である。ここで、０．０１〜０．１ｐｐｍは、シンセサイザ出力に対しての比である。例えば、０．０５ｐｐｍのずれは、温度で言うと、０．００１７℃に相当する。
【００４５】
なお、前記の直接的に温度検知を行うセンサと、差の周波数を検知するような間接的に温度検知を行うセンサの両方を併用しても良い。例えば、初期の同期が確立する前は、直接的に温度検知を行うセンサを用い、確立後は、後者を用いるなどの方法を用いても良い。要は、システム、用途に応じて、使い分ければよい。
【００４６】
尚、図１０から図１２は、本発明のシンセサイザを使用した例として説明したが、本発明の発振器モジュールを使用した場合も同様である。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
本発明のシンセサイザ、又は、発振器モジュールは、例えばＭＥＭＳ振動子を用いたシンセサイザ、又は、発振器モジュールの位相雑音の発生を低減できるので、受信特性の優れた受信装置や電子機器に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明のシンセサイザのブロック図
【図２】シンセサイザ出力のスペクトラムを示す図
【図３】本発明のシンセサイザのタイムチャート
【図４】本発明のシンセサイザのタイムチャート
【図５】本発明の乱数発生装置を示す図
【図６】本発明のシンセサイザのタイムチャート
【図７】本発明のシンセサイザのタイムチャート
【図８】本発明のシンセサイザのタイムチャート
【図９】本発明の発振器モジュールのブロック図
【図１０】本発明のシンセサイザを用いたテレビ受信用モジュールの概念図
【図１１】本発明のシンセサイザを用いたテレビ受信用モジュールの概念図
【図１２】本発明のシンセサイザを用いたテレビ受信用モジュールの概念図
【図１３】従来のシンセサイザのブロック図
【図１４】従来の発振器モジュールのブロック図
【符号の説明】
【００４９】
１  シンセサイザ
２  基準発振器
３  第１分周器
４  比較器
５  電圧制御発振器
６  ２分周器
７  制御部
８  温度検出部
９  チャージポンプ
１０  ループフィルタ
１１  混合器
１２  発振器モジュール
１３  周波数可変発振器
１４  ドライバアンプ
１５  振動子
１６  スイッチ部
１７  リアクタンス部
【図２】
0004835596.tif 000005
【図３】
0004835596.tif 000006
【図４】
0004835596.tif 000007
【図５】
0004835596.tif 000008
【図６】
0004835596.tif 000009
【図７】
0004835596.tif 000010
【図８】
0004835596.tif 000011
【図９】
0004835596.tif 000012
【図１０】
0004835596.tif 000013
【図１１】
0004835596.tif 000014
【図１２】
0004835596.tif 000015
【図１３】
0004835596.tif 000016
【図１４】
0004835596.tif 000017
【図１】
0004835596.tif 000018