(57)【要約】【課題】位相ノイズの低減を可能とする。【解決手段】チャージポンプ回路２の出力電流ＩＣＰに負のオフセット電流Ｉoffsetを重畳するオフセット電流源２Ｃが第２の電流源２Ｂと並列に接続されている。故に基準信号と比較信号の位相差を求める基準点を位相オフセットΔΦだけ負の方向へシフトさせ、位相比較器１並びにチャージポンプ回路１を、ゼロクロス点を含む非線形な領域ではなく線形性を有する領域で動作させることができる。その結果、位相差と出力電流量の非線形性に起因する位相ノイズの低減が可能となる。【選択図】        図１
2005260866.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一定周波数の基準信号と比較信号の位相差を求める位相比較器と、位相比較器で求めた位相差に対応する正又は負の電流を出力するチャージポンプ回路と、チャージポンプ回路から出力される正又は負の電流を積分して制御電圧に変換するループフィルタと、ループフィルタで変換された制御電圧に応じて出力信号の発振周波数を変化させる電圧制御発振器と、正の整数で表される分周比が可変であって電圧制御発振器の出力信号を選択された分周比で分周して得られる比較信号を位相比較器に出力する分周器と、外部から入力されるフラクショナル値に応じて分周器の分周比を複数種類の値に変化させるアキュムレータと、チャージポンプ回路の出力電流にオフセット電流を重畳するオフセット電流重畳手段とを備えたことを特徴とするフラクショナルＮ周波数シンセサイザ装置。
【請求項２】
オフセット電流重畳手段は、一端がチャージポンプ回路の出力端に接続されるとともに他端が電源又はグランドに接続される抵抗素子からなることを特徴とする請求項１記載のフラクショナルＮ周波数シンセサイザ装置。
【請求項３】
オフセット電流値が可変である前記オフセット電流重畳手段を備えたことを特徴とする請求項１又は２記載のフラクショナルＮ周波数シンセサイザ装置。
【請求項４】
チャージポンプ回路は、出力端に負の電流を供給する第１の電流源と、出力端に正の電流を供給する第２の電流源を有し、位相比較器で求める位相差の絶対値が所定の閾値以下となるロック状態のときに、第１又は第２の電流源のうちでオフセット電流と同符号の電流を供給する側の電流源を停止させる電流源停止手段を備えたことを特徴とする請求項１記載のフラクショナルＮ周波数シンセサイザ装置。
【請求項５】
チャージポンプ回路は、出力端に正又は負の電流を供給する２つの電流源を有し、オフセット電流重畳手段は、２つの電流源に各々並列接続された２つのオフセット電流源を有し、互いに並列に接続されていない電流源とオフセット電流源の２組の組み合わせのうちの何れか一つを選択し且つ選択した電流源とオフセット電流源のみを動作させる選択手段を備えたことを特徴とする請求項１記載のフラクショナルＮ周波数シンセサイザ装置。
【請求項６】
オフセット電流値が可変である前記オフセット電流重畳手段と、オフセット電流を変化させながら電圧制御発振器の出力信号における位相ノイズを計測し、位相ノイズを最小とするオフセット電流の最適値を求め、オフセット電流重畳手段におけるオフセット電流値を前記最適値に設定するオフセット電流値設定手段とを備えたことを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載のフラクショナルＮ周波数シンセサイザ装置。
【請求項７】
オフセット電流値が可変である前記オフセット電流重畳手段と、オフセット電流を変化させながら位相比較器で求める位相差を観測し、当該位相差の符号が正又は負の何れか一方のみとなるようにオフセット電流重畳手段におけるオフセット電流値を設定するオフセット電流値設定手段を備えたことを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載のフラクショナルＮ周波数シンセサイザ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基準周波数を有理数倍した任意周波数の出力信号が得られるフラクショナルＮ周波数シンセサイザ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＰＬＬ（フェーズ・ロック・ループ）回路を用いた周波数シンセサイザ装置において、基準信号の周波数（基準周波数）よりも細かい周波数ステップで出力信号の周波数を変化させるために、整数の分周比をＮからＮ＋１に周期的に変化させることで分周比Ｎと分周比Ｎ＋１のデューティ比により決まる平均分周比がＮよりも大きく且つＮ＋１よりも小さい有理数の値を持ち得るようにした、いわゆるフラクショナルＮ周波数シンセサイザ装置が従来より提供されている。
【０００３】
この種のフラクショナルＮ周波数シンセサイザ装置の基本構成を図１３に示す。位相比較器１は、一定周波数（基準周波数）Ｆrefの基準信号に対する比較信号の位相差Δφを求める。チャージポンプ回路２は、図１４に示すように出力端に電流ＩＣＰ(source)を吐き出す第１の電流源２Ａと、出力端から電流ＩＣＰ(sink)を吸い込む第２の電流源２Ｂとを具備する。第２の電流源２Ｂは、位相差Δφが正、すなわち、比較信号が基準信号に対して進み位相の場合に位相比較器１から出力される指令ＤＮに応じて電流ＩＣＰ(sink)を吸い込む。このとき、チャージポンプ回路２の出力電流ＩＣＰは正となる。一方、第１の電流源２Ａは、位相差Δφが負、すなわち、比較信号が基準信号に対して遅れ位相の場合に位相比較器１から出力される指令ＵＰに応じて電流ＩＣＰ(source)を吐き出す。このとき、チャージポンプ回路２の出力電流ＩＣＰは負となる。
【０００４】
ループフィルタ３は低域通過フィルタからなり、チャージポンプ回路２の出力電流ＩＣＰ（ＩＣＰ(source)とＩＣＰ(sink)の合成値）を積分することで出力電流ＩＣＰの符号と出力時間に応じたレベルを持つ直流電圧（制御電圧）Ｖctに変換する。電圧制御発振器４は制御電圧によりその発振周波数Ｆvcoが変化する発振器であり、ループフィルタ３で変換された制御電圧Ｖctの増減に比例して発振周波数Ｆvcoが増減する。分周器５は、Ｎ（正の整数）とＮ＋１の２通りの分周比が選択可能であって、電圧制御発振器４の出力信号を選択された分周比Ｎ又はＮ＋１で分周して得られる比較信号を位相比較器１に出力する。つまり、位相比較器１、チャージポンプ回路２、ループフィルタ３、電圧制御発振器４、分周器５によりＰＬＬ（フェーズ・ロック・ループ）が形成されている。
【０００５】
一方、アキュムレータ６は、外部から入力されるフラクショナル値Ｆを比較信号の周期毎に累算し、例えばｎ（正の整数）ビット構成であれば累算値が２n以上になるとオーバーフロー信号を分周器５に出力する。分周器５ではアキュムレータ６からオーバーフロー信号ＯＦが入力されると、オーバーフロー信号ＯＦが入力された比較信号の周期の間は分周比をＮからＮ＋１に変化させる。すなわち、分周器５の分周比をフラクショナル値Ｆに応じた割合でＮとＮ＋１に周期的に変化させることによって、電圧制御発振器４の発振周波数Ｆvcoは基準周波数Ｆrefに分周比Ｎを乗じた周波数Ｆref×Ｎと、基準周波数Ｆrefに分周比Ｎ＋１を乗じた周波数Ｆref×（Ｎ＋１）との平均となり、Ｆvco＝Ｆref×（Ｎ＋Ｆ／２n）と表されるから、基準周波数Ｆrefよりも細かい周波数ステップ（Ｆref／２n）で出力信号の周波数Ｆvcoを変化させることができる。
【０００６】
但し、このようなフラクショナルＮ周波数シンセサイザ装置においては、出力信号のスペクトラム内に不要な側波帯（スプリアス）がノイズとして生じてしまうので、かかるスプリアスノイズを低減する技術が種々提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００２−５７５７９公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、フラクショナルＮ周波数シンセサイザ装置の出力信号には上記スプリアスノイズの他に、位相比較器１で求まる位相差Δφとチャージポンプ回路２の出力電流量（出力電流ＩＣＰと位相差Δφに応じた出力時間との積）との非線形性に起因した位相ノイズが含まれている。すなわち、回路素子の特性のばらつきや浮遊容量の影響等により、位相差Δφの符号が正負反転するゼロクロス点を含む微小な範囲において位相比較器１で求めた位相差Δφとチャージポンプ回路２の出力電流量との線形性を維持することができず、出力信号の発振周波数Ｆvcoに生じる中心からのゆらぎ（位相ノイズ）が大きくなっていた。
【０００８】
本発明は上記事情に鑑みて為されたものであり、その目的は、位相ノイズの低減を可能としたフラクショナルＮ周波数シンセサイザ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１の発明は、上記目的を達成するために、一定周波数の基準信号と比較信号の位相差を求める位相比較器と、位相比較器で求めた位相差に対応する正又は負の電流を出力するチャージポンプ回路と、チャージポンプ回路から出力される正又は負の電流を積分して制御電圧に変換するループフィルタと、ループフィルタで変換された制御電圧に応じて出力信号の発振周波数を変化させる電圧制御発振器と、正の整数で表される分周比が可変であって電圧制御発振器の出力信号を選択された分周比で分周して得られる比較信号を位相比較器に出力する分周器と、外部から入力されるフラクショナル値に応じて分周器の分周比を複数種類の値に変化させるアキュムレータと、チャージポンプ回路の出力電流にオフセット電流を重畳するオフセット電流重畳手段とを備えたことを特徴とする。
【００１０】
この発明によれば、チャージポンプ回路の出力電流にオフセット電流を重畳したことにより、位相差の符号が正負反転するゼロクロス点を含む微小な範囲からオフセット電流による位相分だけ正負何れかにシフトさせ、位相差とチャージポンプ回路の出力電流量との線形性が維持可能な領域で動作させることができ、これらの非線形性に起因する位相ノイズの低減が可能となる。
【００１１】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、オフセット電流重畳手段は、一端がチャージポンプ回路の出力端に接続されるとともに他端が電源又はグランドに接続される抵抗素子からなることを特徴とする。
【００１２】
この発明によれば、オフセット電流重畳手段を抵抗素子の追加のみで実現できるから、回路構成の複雑化やコストの上昇を最小限に抑えることができる。
【００１３】
請求項３の発明は、請求項１又は２の発明において、オフセット電流値が可変である前記オフセット電流重畳手段を備えたことを特徴とする。
【００１４】
この発明によれば、オフセット電流値を最適な値に調整することができる。
【００１５】
請求項４の発明は、請求項１の発明において、チャージポンプ回路は、出力端に負の電流を供給する第１の電流源と、出力端に正の電流を供給する第２の電流源を有し、位相比較器で求める位相差の絶対値が所定の閾値以下となるロック状態のときに、第１又は第２の電流源のうちでオフセット電流と同符号の電流を供給する側の電流源を停止させる電流源停止手段を備えたことを特徴とする。
【００１６】
この発明によれば、ロック状態に於いて第１及び第２の電流源を両方とも動作させている場合に比較してロック状態が維持しやすい。
【００１７】
請求項５の発明は、請求項１の発明において、チャージポンプ回路は、出力端に正又は負の電流を供給する２つの電流源を有し、オフセット電流重畳手段は、２つの電流源に各々並列接続された２つのオフセット電流源を有し、互いに並列に接続されていない電流源とオフセット電流源の２組の組み合わせのうちの何れか一つを選択し且つ選択した電流源とオフセット電流源のみを動作させる選択手段を備えたことを特徴とする。
【００１８】
この発明によれば、２つの電流源のうちから線形性に優れたものだけを選択して動作させることで位相ノイズをさらに低減することができる。
【００１９】
請求項６の発明は、請求項１〜５の何れかの発明において、オフセット電流値が可変である前記オフセット電流重畳手段と、オフセット電流を変化させながら電圧制御発振器の出力信号における位相ノイズを計測し、位相ノイズを最小とするオフセット電流の最適値を求め、オフセット電流重畳手段におけるオフセット電流値を前記最適値に設定するオフセット電流値設定手段を備えたことを特徴とする。
【００２０】
この発明によれば、位相ノイズの低減に最も効果的なオフセット電流値が容易に設定できる。
【００２１】
請求項７の発明は、請求項１〜５の何れかの発明において、オフセット電流値が可変である前記オフセット電流重畳手段と、オフセット電流を変化させながら位相比較器で求める位相差を観測し、当該位相差の符号が正又は負の何れか一方のみとなるようにオフセット電流重畳手段におけるオフセット電流値を設定するオフセット電流値設定手段を備えたことを特徴とする。
【００２２】
この発明によれば、位相差がゼロクロス点を含む範囲内とならないようにオフセット電流値を最適値に設定し、位相ノイズを確実に低減することができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、チャージポンプ回路の出力電流にオフセット電流を重畳したことにより、位相差の符号が正負反転するゼロクロス点を含む微小な範囲からオフセット電流による位相分だけ正負何れかにシフトさせ、位相差とチャージポンプ回路の出力電流量との線形性が維持可能な領域で動作させることができ、これらの非線形性に起因する位相ノイズの低減が可能になるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
（実施形態１）
図２に本実施形態の回路ブロックを示す。但し、図１３に示した基本構成と共通の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【００２５】
本実施形態はチャージポンプ回路２の構成に特徴があり、図１に示すようにチャージポンプ回路２の出力電流ＩＣＰに正のオフセット電流Ｉoffsetを重畳するオフセット電流源２Ｃが第２の電流源２Ｂと並列に接続されている。このオフセット電流源２Ｃは、第１又は第２の電流源２Ａ，２Ｂのように位相比較器１で求まる位相差Δφに応じた出力時間だけ電流を出力するものではなく、位相差Δφに関係なく常時正のオフセット電流Ｉoffsetを出力している。而して、チャージポンプ回路２の出力電流ＩＣＰに重畳されたオフセット電流Ｉoffsetの分だけ電圧制御発振器４の出力信号の位相が遅れ、基準信号と比較信号（電圧制御発振器４の出力信号）の位相差（位相オフセット）ΔΦは、ΔΦ＝−Ｉoffset／ＩＣＰ(source)×２π［ラジアン］、時間で表すとΔΦ＝−Ｉoffset／ＩＣＰ(source)×（１／Ｆref）［秒］となる。
【００２６】
ここで、基準信号に対する比較信号の位相差Δφと、チャージポンプ回路２の出力電流ＩＣＰと出力時間の積で表される出力電流量との関係を図３に示す。なお、図３における横軸は位相差Δφを示し、基準信号に対して比較信号が進み位相であれば符号が正、遅れ位相であれば符号が負となり、縦軸はオフセット電流Ｉoffsetを除くチャージポンプ回路２の出力電流ＩＣＰのみの出力電流量を示し、出力電流ＩＣＰが吐き出される場合を負、引き込まれる場合を正としている。位相差Δφと出力電流量の関係は常に線形性を有することが理想であるが、図３の実線で示すように位相差Δφの符号が反転するゼロクロス点（原点）付近では位相比較器１とチャージポンプ回路２の出力時間が極めて短くなり、浮遊容量などの影響によって出力電流ＩＣＰのオン・オフが遅れてしまうので、位相差Δφと出力電流量との線形性が維持できなくなってしまう。したがって、従来のように位相差Δφのゼロクロス点を含む領域で位相比較器１並びにチャージポンプ回路１を動作させると、上述の非線形性に起因して電圧制御発振器４の出力信号における位相ノイズが増大することになる。
【００２７】
一方、本実施形態ではオフセット電流源２Ｃによりチャージポンプ回路２の出力電流ＩＣＰに常時正のオフセット電流Ｉoffsetを重畳しているから、図４（ｂ）に示すように基準信号ＶFrefに対して比較信号ＶF(N/N+1)が常に位相オフセットΔΦだけ遅れ位相となり、位相比較器１で求められる位相差には位相オフセットΔΦが常に含まれることになる。つまり、チャージポンプ回路２の出力電流量が位相オフセットΔΦに対応するオフセット電流量と釣り合ったときに位相比較器１で求められる位相差が位相オフセットΔΦと略一致してＰＬＬがロック状態となるから、チャージポンプ回路２の出力電流量は実質的に位相オフセットΔΦに対する比較信号の位相差Δφに応じて増減することになる。
【００２８】
而して、図３に示すようにチャージポンプ回路２の出力電流ＩＣＰにオフセット電流Ｉoffsetを重畳すれば、基準信号と比較信号の位相差を求める基準点を位相オフセットΔΦだけ負の方向へシフトさせることができるから、位相比較器１並びにチャージポンプ回路１を、ゼロクロス点を含む非線形な領域ではなく線形性を有する領域で動作させることができる。図５は位相オフセットΔΦ［ラジアン］と位相ノイズ［ｄＢｃ／Ｈｚ］との関係を示す特性図であり、位相オフセットΔΦがゼロとなるゼロクロス点（横軸の原点）及び２ｎπ（ｎは整数）となる点の近傍で位相ノイズが増大していることが判る。したがって、上述のように位相比較器１並びにチャージポンプ回路１をゼロクロス点を含む非線形な領域ではなく線形性を有する領域、つまり、図５においてゼロから望ましくは±πの範囲で位相ノイズが低くなる点に位相オフセットΔΦを設定することにより、位相差と出力電流量の非線形性に起因する位相ノイズの低減が可能となる。なお、本実施形態ではオフセット電流源２Ｃを第２の電流源２Ｂと並列に接続して位相オフセットΔΦを遅れ位相としたが、オフセット電流源２Ｃを第１の電流源２Ａと並列に接続すれば位相オフセットΔΦを進み位相とし、図３及び図４（ｃ）に示すように基準信号と比較信号の位相差を求める基準点を位相オフセットΔΦだけ正の方向へシフトさせてもよく、この場合にも線形性を有する領域で位相比較器１並びにチャージポンプ回路１を動作させて位相ノイズの低減が可能である。
【００２９】
また、本実施形態ではオフセット電流重畳手段としてオフセット電流源２Ｃを用いたが、図６に示すように第２の電流源２Ｂ（あるいは第１の電流源２Ａでも可）と並列に接続した抵抗素子Ｒをオフセット電流重畳手段としてもよく、オフセット電流重畳手段を抵抗素子Ｒの追加のみで実現できるから、回路構成の複雑化やコストの上昇を最小限に抑えることができるという利点がある。
【００３０】
ここで、既に説明したように位相オフセットΔΦはΔΦ＝−Ｉoffset／ＩＣＰ(source)×２π［ラジアン］で示され、その値を最適値に設定するためには第１の電流源２Ａの出力電流ＩＣＰ(source)の電流値に応じてオフセット電流Ｉoffsetを調整する必要がある。また、位相オフセットΔΦの最適値はアキュムレータ６の次数ｍによっても変化し、例えば、従来周知のΔΣ変調器でアキュムレータ６を構成した場合であれば、次数ｍが増えるにつれて、位相ノイズのレベルが高くなるゼロクロス付近での位相範囲も拡がるから、次数ｍに応じて位相オフセットΔΦの最適値を調整する必要がある。そこで、図７に示すように電流値が可変であるオフセット電流源２Ｃや、あるいは図８に示すように抵抗値が可変である抵抗素子Ｒをオフセット電流重畳手段に用いれば、オフセット電流Ｉoffsetの電流値を簡単に最適値に調整することができて望ましい。なお、オフセット電流Ｉoffsetの電流値を変えるには、例えばオフセット電流源２Ｃを複数個のＮＭＯＳ（Ｎ型のＭＯＳＦＥＴ）の並列回路で構成した場合であれば、同時に動作させるＮＭＯＳの個数を制御することによりオフセット電流Ｉoffsetを容易に増減することができるし、抵抗素子Ｒを使用する場合であれば、抵抗素子とアナログスイッチの直列回路を第１又は第２の電流源２Ａ，２Ｂに複数並列接続し、外部からアナログスイッチのオン・オフを切り換えて複数の抵抗素子の合成抵抗を増減することによりオフセット電流Ｉoffsetの増減が可能である。
【００３１】
ところで、本実施形態では、図２に示すようにＰＬＬがロック状態か否かを判定し、ロック状態であればＰＬＬロック信号を出力するＰＬＬロック判定部７を備えている。このＰＬＬロック判定部７は、分周器５で分周された比較信号の位相を基準信号の位相と比較し、両者の位相差が所定の範囲内に収まっている場合にロック状態と判定している。
【００３２】
（実施形態２）
本実施形態はチャージポンプ回路２の構成に特徴があり、その他の構成は実施形態１と共通である。したがって、実施形態１と共通の構成要素には同一の符号を付して図示並びに説明を省略する。
【００３３】
本実施形態におけるチャージポンプ回路２は、図９に示すように第２の電流源２Ｂの機能をオフセット電流源２Ｃで担い、第１の電流源２Ａとオフセット電流源２Ｃのみで構成されている。すなわち、オフセット電流源２Ｃは、位相比較器１で求められる位相差Δφに応じてオフセット電流Ｉoffsetを増減することにより、実施形態１における第２の電流源２Ｂの機能を担っている。例えば、オフセット電流源２Ｃを複数個のＮＭＯＳの並列回路で構成し、位相比較器１により位相差Δφに応じて同時に動作させるＮＭＯＳの個数を制御することによりオフセット電流Ｉoffsetを増減すればよい。
【００３４】
而して、本実施形態においても実施形態１と同様に、チャージポンプ回路２の出力電流ＩＣＰにオフセット電流Ｉoffsetを重畳して基準信号と比較信号の位相差を求める基準点を位相オフセットΔΦだけ負の方向へシフトさせ、位相比較器１並びにチャージポンプ回路１を線形性を有する領域で動作させることができて位相ノイズの低減が可能であり、しかも、第１の電流源２Ａとオフセット電流源２Ｃのみでチャージポンプ回路２が構成されるから、第１及び第２の電流源２Ａ，２Ｂとオフセット電流源２Ｃとで構成する場合に比較してチャージポンプ回路２の回路構成が簡素化できるという利点がある。なお、第１の電流源２Ａの機能を第２の電流源２Ｂと直列接続されたオフセット電流源２Ｃで担い、第２の電流源２Ｂとオフセット電流源２Ｃのみでチャージポンプ回路２を構成しても同様の作用効果を奏することはいうまでもない。
【００３５】
（実施形態３）
本実施形態はチャージポンプ回路２の構成に特徴があり、その他の構成は実施形態１と共通である。したがって、実施形態１と共通の構成要素には同一の符号を付して図示並びに説明を省略する。
【００３６】
本実施形態におけるチャージポンプ回路２は、図１０に示すように第１及び第２の電流源２Ａ，２Ｂと、第１の電流源２Ａに並列接続された第１のオフセット電流源２Ｃ１及び第２の電流源２Ｂに並列接続された第２のオフセット電流源２Ｃ２と、位相比較器１から与えられる指令ＵＰ，ＤＮを各々出力するか否かを選択するマルチプレクサ（又は選択回路）２ａ，２ｂと、第１及び第２のオフセット電流源２Ｃ１，２Ｃ２の何れか一方のみを択一的に選択して動作させる選択回路２ｃとを有する。なお、マルチプレクサ２ａ，２ｂ並びに選択回路２は、何れもＣＰＵを主構成要素とする制御部（図示せず）から与えられる命令により、上記選択動作を行う。
【００３７】
選択手段である制御部では、マルチプレクサ２ａの出力を許可しマルチプレクサ２ｂの出力を禁止して第１の電流源２Ａのみを動作させる場合、動作させない第２の電流源２Ｂに並列接続された第２のオフセット電流源２Ｃ2を選択回路２ｃで選択して動作させ且つ第１のオフセット電流源２Ｃ1を動作させず、マルチプレクサ２ｂの出力を許可しマルチプレクサ２ａの出力を禁止して第２の電流源２Ｂのみを動作させる場合、動作させない第１の電流源２Ａに並列接続された第１のオフセット電流源２Ｃ1を選択回路２ｃで選択して動作させ且つ第２のオフセット電流源２Ｃ2を動作させない、というように互いに並列に接続されていない第１の電流源２Ａと第２のオフセット電流源２Ｃ2及び第２の電流源２Ｂと第１のオフセット電流源２Ｃ1の２組の組み合わせのうちの何れか一つを選択し且つ選択した電流源とオフセット電流源のみを動作させる。なお、第１及び第２の電流源２Ａ，２Ｂと第１及び第２のオフセット電流源２Ｃ1，２Ｃ2は、例えば、複数個のＮＭＯＳの並列回路で構成され、制御部により同時に動作させるＮＭＯＳの個数を制御することで出力電流ＩＣＰ(source)，ＩＣＰ(sink)並びにオフセット電流Ｉoffsetの調整が可能である。
【００３８】
而して、回路部品の特性のばらつきなどが原因で第１及び第２の電流源２Ａ，２Ｂの線形性に差が生じることがあるから、第１の電流源２Ａと第２の電流源２Ｂのうちから線形性に優れたものだけを動作させることにより位相ノイズをさらに低減することができる。
【００３９】
（実施形態４）
図１１に本実施形態の回路ブロックを示す。但し、本実施形態の基本構成は実施形態１と共通であるから、共通の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【００４０】
本実施形態は、チャージポンプ回路２の出力電流に重畳するオフセット電流Ｉoffsetを最適値に設定するオフセット電流値設定手段を備えた点に特徴があり、ＣＰＵや不揮発性のメモリ並びに外部とのインタフェース等で構成される制御部８と、チャージポンプ回路２の出力電流ＩＣＰに直流電流を重畳する直流電流源９と、電圧制御発振器４の出力信号における位相ノイズを測定する位相ノイズ測定部１０とでオフセット電流値設定手段が構成されている。なお、直流電流源９は電流値が可変であって、制御部８からの指示により電流値を変化させながらチャージポンプ回路２の出力電流ＩＣＰに直流電流を重畳する。
【００４１】
次に、オフセット電流値設定手段によりオフセット電流Ｉoffsetを最適値に設定する手順を説明する。制御部８は、直流電流源９に指示を与えてチャージポンプ回路２の出力電流ＩＣＰに重畳する直流電流を増減させながら、位相ノイズ測定部１０による位相ノイズの測定値を取得し、ＰＬＬロック判定部７からＰＬＬロック信号が出力されているときの位相ノイズ測定値をそのときの直流電流値とともにメモリに記憶する。そして、制御部８はメモリに記憶されたデータに基づいて位相ノイズ測定値を最小とする直流電流の最適値を決定し、例えばオフセット電流源２Ｃを複数個のＮＭＯＳの並列回路で構成し、同時に動作させるＮＭＯＳの個数を制御することでオフセット電流Ｉoffsetを最適値に一致させる。
【００４２】
このように本実施形態では、直流電流（オフセット電流Ｉoffset）を変化させながら電圧制御発振器４の出力信号における位相ノイズを測定し、位相ノイズを最小とするオフセット電流Ｉoffsetの最適値を求め、オフセット電流Ｉoffsetの電流値をその最適値に設定するようにしたので、位相ノイズの低減に最も効果的なオフセット電流値が容易に設定できるものである。
【００４３】
（実施形態５）
図１２に本実施形態の回路ブロックを示す。但し、本実施形態の基本構成は実施形態１と共通であるから、共通の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【００４４】
本実施形態は、チャージポンプ回路２の出力電流に重畳するオフセット電流Ｉoffsetを最適値に設定するオフセット電流値設定部１１を備えた点に特徴がある。このオフセット電流値設定部１１は、ＣＰＵやメモリ並びに外部とのインタフェースなどで構成され、オフセット電流源２Ｃを制御してチャージポンプ回路２の出力電流ＩＣＰに重畳するオフセット電流Ｉoffsetを増減しながら位相比較器１で求めた位相オフセットΔΦを取り込み、位相オフセットΔΦが適切な値となるときのオフセット電流Ｉoffsetの最適値を決定し、例えばオフセット電流源２Ｃを複数個のＮＭＯＳの並列回路で構成し、同時に動作させるＮＭＯＳの個数を制御することでオフセット電流Ｉoffsetを最適値に一致させる。なお、位相オフセットΔΦの適切な値は、位相ノイズが最小となるようにアキュムレータ６の構成から理論的に求めることが可能である。
【００４５】
このように本実施形態では、オフセット電流Ｉoffsetを変化させながら位相オフセットΔΦを観測し、位相オフセットΔΦを適切な値とするオフセット電流Ｉoffsetの最適値を求め、オフセット電流Ｉoffsetの電流値をその最適値に設定するようにしたので、位相ノイズの低減に最も効果的なオフセット電流値が容易に設定できるものである。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】実施形態１におけるチャージポンプ回路を示す回路構成図である。
【図２】同上の回路ブロック図である。
【図３】同上における位相差とチャージポンプ回路の出力電流量との関係を示す特性図である。
【図４】同上の動作説明用のタイムチャートである。
【図５】同上における位相ノイズと位相オフセットとの関係を示す特性図である。
【図６】同上におけるチャージポンプ回路の他の構成を示す回路構成図である。
【図７】同上におけるチャージポンプ回路のさらに他の構成を示す回路構成図である。
【図８】同上におけるチャージポンプ回路の別の構成を示す回路構成図である。
【図９】実施形態２におけるチャージポンプ回路を示す回路構成図である。
【図１０】実施形態３におけるチャージポンプ回路を示す回路構成図である。
【図１１】実施形態４の回路ブロック図である。
【図１２】実施形態５の回路ブロック図である。
【図１３】フラクショナルＮ周波数シンセサイザ装置の基本構成を示す回路ブロック図である。
【図１４】同上におけるチャージポンプ回路の回路構成図である。
【符号の説明】
【００４７】
１  位相比較器
２  チャージポンプ回路
２Ａ  第１の電流源
２Ｂ  第２の電流源
２Ｃ  オフセット電流源
３  ループフィルタ
４  電圧制御発振器
５  分周器
６  アキュムレータ
【図１】
2005260866.tif 000003
【図２】
2005260866.tif 000004
【図３】
2005260866.tif 000005
【図４】
2005260866.tif 000006
【図５】
2005260866.tif 000007
【図６】
2005260866.tif 000008
【図７】
2005260866.tif 000009
【図８】
2005260866.tif 000010
【図９】
2005260866.tif 000011
【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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