(57)【要約】【課題】本発明はスプレッドスペクトラム発振回路及びスプレッドスペクトラム発振回路モジュールに関し、コストの安いスプレッドスペクトラム発振回路を提供することを目的としている。【解決手段】振動子を用いた発振回路１０と、該発振回路１０の出力をスプレッドスペクトラムクロックとして出力するアンプ１１と、前記発振回路１０の出力をＭ／Ｎ分周するＭ／Ｎ分周回路１２と、同じく前記発振回路１０の出力の駆動能力を可変する駆動能力可変回路１３と、を具備し、前記発振回路１０は、前記Ｍ／Ｎ分周回路１２及び／又は駆動能力可変回路１３の出力を制御信号入力として受けてその発振出力の周波数帯域を可変するように構成する。【選択図】      図１
2005027011.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
振動子を用いた発振回路と、
該発振回路の出力をスプレッドスペクトラムクロックとして出力するアンプと、
前記発振回路の出力をＭ／Ｎ分周するＭ／Ｎ分周回路と、
同じく前記発振回路の出力の駆動能力を可変する駆動能力可変回路と、
を具備し、
前記発振回路は、前記Ｍ／Ｎ分周回路及び／又は駆動能力可変回路の出力を制御信号入力として受けてその発振出力の周波数帯域を可変することを特徴とするスプレッドスペクトラム発振回路。
【請求項２】
前記Ｍ／Ｎ分周回路の分周比を任意に分周して、前記発振回路の出力を制御することを特徴とする請求項１記載のスプレッドスペクトラム発振回路。
【請求項３】
前記駆動能力可変回路の駆動能力を任意に可変して、前記発振回路の出力を制御することを特徴とする請求項１記載のスプレッドスペクトラム発振回路。
【請求項４】
前記請求項１乃至３記載の機能を１モジュール化したスプレッドスペクトラム発振回路モジュール。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はスプレッドスペクトラム発振回路及びスプレッドスペクトラム発振回路モジュールに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＥＭＩ（電磁波ノイズ）低減のためのスプレッドスペクトラム（周波数拡散）発振回路ＩＣは、一般にＰＬＬ回路を用いている。図９はスプレッドスペクトラム発振回路の概念図である。図において、（ａ）は発振器１の出力をスプレッドスペクトラム発振回路２に入力してスプレッドスペクトラム出力を得るものである。（ｂ）は振動子Ｘを用いて、スプレッドスペクトラム機能内蔵ＰＬＬロジックジェネレータ３を用いて、スプレッドスペクトラム出力を得るようにしたものである。このようなスプレッドスペクトラム発振回路２又はスプレッドスペクトラム機能内蔵ＰＬＬロジックジェネレータ３は、ＩＣを用いて実現されることが多い。
【０００３】
なお、この種の従来例としては、分野が新しいためか、類似の文献は見あたらない。スプレッドスペクトラム拡散変調を用いたものとしては、変復調器に供給される受信信号に付加する雑音信号のレベルを、パイロット信号やビーコン信号と受信器雑音との比率に基づいて変復調器の疑似同期現象発生抑制として有効な予め定めた値となるように制御する技術がある（例えば特許文献１参照）。
【０００４】
或いは、周波数ホッピング方式のスプレッドスペクトラム通信用送受信機に、妨害波のキャリア検出器、妨害波メモリを設け、通信前に、使用する全帯域を受信し、一定時間以上、一定レベル以上の妨害波のある帯域を記憶し、その記憶された帯域を除く使用帯域のみを用いて、周波数ホッピングを行なう技術がある（例えば特許文献２参照）。また、システムクロック発振回路の負荷容量の容量値を変化させるために、矩形波を三角波に変換する波形変換回路の出力を発振回路の負荷容量回路に備えたバリキャップに与えるようにした技術がある。（例えば特許文献３参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１０−１９０６２０号公報（第３頁、図１）
【特許文献２】
特開平１０−１０７６９５号公報（第２頁、第３頁、図１）
【特許文献３】
特開平０４−３２０１０２号公報（第２頁、図１）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従来のスプレッドスペクトラム発振回路では、図９に示すような構成をとるため、内部にＰＬＬ回路を使用し、部品点数も多く、コストが高くなるという問題がある。
【０００７】
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであって、コストの安いスプレッドスペクトラム発振回路を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
（１）請求項１記載の発明は、以下の通りである。図１は本発明の原理ブロック図である。図において、１０は振動子Ｘを用いた発振回路、１１は該発振回路１０の出力をスプレッドスペクトラムクロックとして出力するアンプと、１２は前記発振回路１０の出力をＭ／Ｎ分周するＭ／Ｎ分周回路、１３は同じく前記発振回路１０の出力の駆動能力を可変する駆動能力可変回路とを具備している。
【０００９】
このＭ／Ｎ分周回路１２と駆動能力可変回路１３を設けて、発振回路１０にこれらの出力を制御信号として与えている点が本発明の特徴である。そして、Ｍ／Ｎ分周回路１２及び／又は駆動能力可変回路１３の出力は、発振回路１０の制御入力に制御信号として与えられる。Ｍ／Ｎ分周回路１２の分周比と駆動能力可変回路１３の駆動能力は、それぞれ外部から設定できるようになっている。
【００１０】
前記発振回路１０は、前記Ｍ／Ｎ分周回路１２及び／又は駆動能力可変回路１３の出力を制御入力端子に制御信号入力として受けてその発振出力の周波数帯域を可変することを特徴とする。
【００１１】
このように構成すれば、スプレッドスペクトラムクロックの周波数帯域を任意に可変することができ、ＥＭＩノイズに強くなるように周波数帯域を制御できる。本発明によれば、ＰＬＬ回路を使用しないので、回路構成が簡単になり、コストの安いスプレッドスペクトラム発振回路を提供することができる。
（２）請求項２記載の発明は、前記Ｍ／Ｎ分周回路の分周比を任意に分周して、前記発振回路の出力を制御することを特徴とする。
【００１２】
このように構成すれば、発振回路１０の出力の周波数帯域を最適になるように任意に可変することができる。
（３）請求項３記載の発明は、前記駆動能力可変回路の駆動能力を任意に可変して、前記発振回路の出力を制御することを特徴とする。
【００１３】
このように構成すれば、発振回路１０の出力の周波数帯域を最適になるように任意に可変することができる。
（４）請求項４記載の発明は、前記請求項１乃至３記載の機能を１モジュール化したことを特徴とする。
【００１４】
このように構成すれば、スプレッドスペクトラム発振回路を１個のＩＣにまとめることができるので、取り扱いが容易になる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態例を詳細に説明する。
【００１６】
図２は本発明の一実施の形態例を示すブロック図である。図１と同一のものは、同一の符号を付して示す。図において、発振回路１０において、１０ａはアンプ、Ｒｍは該アンプ１０ａの入出力間に接続された抵抗、Ｒｄは抵抗Ｒｍの一端と接続される抵抗、Ｃｄは抵抗Ｒｄの他端と接続されるコンデンサ、Ｘは抵抗ＲｄとコンデンサＣｄの接続点とアンプ１０ａの入力側間に接続された振動子である。該振動子Ｘとしては、例えば水晶振動子が用いられる。Ｃｃは振動子Ｘの一端とグランド（ＧＮＤ）間に接続された容量可変の可変コンデンサである。
【００１７】
１１は発振回路１０の出力を受けるアンプで、その出力がスプレッドスペクトラムクロックとなる。１２は発振回路１０の出力を受けてＭ／Ｎ分周するＭ／Ｎ分周回路、１３は発振回路１０の出力を受けて駆動能力を可変する駆動能力可変回路である。これらＭ／Ｎ分周回路１２と駆動能力可変回路１３の出力は、前記発振回路１０内の可変コンデンサＣｃに制御信号として入力されている。そして、Ｍ／Ｎ分周回路１２は外部から分周比が設定できるようになっており、駆動能力可変回路１３は外部から駆動能力が設定できるようになっている。ここで、駆動能力とは、駆動電流のことである。このように構成された回路の動作を説明すれば、以下の通りである。
【００１８】
振動子Ｘの両端に電圧を印加すると、該振動子Ｘは振動を開始する。発振回路１０はこの振動を電気的クロックとして取り出し、アンプ１１を介してスプレッドスペクトラムクロックとして出力する。この時の振動子Ｘの周波数偏差は負荷容量ＣＬによって変化する。コンデンサＣｄの容量をＣｄ、可変コンデンサＣｃの容量をＣｃとすると、回路の負荷容量ＣＬは次式で表される。
【００１９】
ＣＬ＝（Ｃｃ・Ｃｄ／（Ｃｃ＋Ｃｄ））＋Ｃｓ    （１）
ここで、Ｃｓは回路の浮遊容量である。
【００２０】
図３は振動子の負荷容量値に対する周波数偏差特性例を示す図である。横軸は負荷容量値［ｐＦ］、縦軸は周波数偏差［ｐｐｍ］である。縦軸の周波数偏差は、基準値０から±方向の偏差を示している。負荷容量値によって周波数偏差が±５００ｐｐｍ程度変化することが分かる。その特性は一種の双曲線関数特性に似ている。（１）式より可変容量Ｃｃを変化させると、負荷容量ＣＬが変化し、その周波数偏差も変化することが分かる。
【００２１】
発振回路１０のクロック出力の電圧変動を利用した可変容量器Ｃｃにより、負荷容量値ＣＬを随時変動させることが可能となる。この負荷容量値の変動による振動子Ｘの周波数変動特性を利用して、容易にスプレッドスペクトラムのクロック出力を得ることができる。この周波数変動特性は振動子Ｘの特性に依存するため、更に周波数変動が大きい振動子を使用すれば、更に大きな周波数変動特性を持つ回路を構成することができる。
【００２２】
一方、発振回路１０の出力はＭ／Ｎ分周回路１２及び駆動能力可変回路１３に入っている。Ｍ／Ｎ分周回路１２は外部からの分周設定により、所定の分周比を設定する。また、駆動能力可変回路１３は外部からの駆動能力設定により所定の駆動能力（駆動電流）を設定する。これら、Ｍ／Ｎ分周回路１２及び／又は駆動能力可変回路１３の出力は、電圧制御信号として可変容量器Ｃｃに入力される。
【００２３】
この結果、前述したように、発振回路１０はその出力クロックが所定の周波数帯域を持つクロックを出力する。そして、スプレッドスペクトラムクロックの周波数帯域を任意に可変することができ、ＥＭＩノイズに強くなるように周波数帯域を制御できる。また、本発明によれば、ＰＬＬ回路を使用しないので、回路構成が簡単になり、コストの安いスプレッドスペクトラム発振回路を提供することができる。また、回路が簡単になる結果、部品点数が少なくなり、１モジュール化が容易になる。
【００２４】
図４はＭ／Ｎ分周回路と駆動能力可変による変調カーブコントロールを示す図である。横軸は時間、縦軸は周波数変調を示す。ｆ１は駆動能力大の場合の特性を、ｆ２は駆動能力小の場合の特性を、ｆ３は分周大で駆動能力小の場合の特性をそれぞれ示している。これらの信号が図２の可変容量器であるＣｃに制御信号として入力される。図に示すように、周波数が０を中心としｍｉｎ〜ｍａｘまで変化するので、スプレッドスペクトラムクロックは、所定の周波数帯域を持つクロックを出力することになる。
【００２５】
図５は本発明の第２の実施の形態例を示すブロック図である。図２と同一のものは、同一の符号を付して示す。この実施の形態例は、駆動能力を一定にして分周設定を可変にしたものである。分周設定は、ここでは１／４と、１／８に設定できるようになっている。図６はこの実施の形態例によるＥＭＩ低減効果の説明図である。横軸は周波数スパン（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｓｐａｎ）［ＭＨｚ］を、縦軸は振幅（Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ）［ｄＢ］をそれぞれ示す。
【００２６】
図において、ｆ４はスプレッドスペクトラム機能なしクロックの場合の特性を、ｆ５は図５で１／８分周の場合の特性を、ｆ６は図５で１／４分周の場合の特性をそれぞれ示している。ｆ４に示すスプレッドスペクトラム機能なしの場合にはピークを持つ周波数帯域の狭い特性となるが、ｆ５，ｆ６の場合には、周波数特性の広い特性を有することが分かる。周波数特性が広いとＥＭＩに強くなる。
【００２７】
ここで、図５のＡ点（アンプ１０ａの出力）とＢ点（駆動能力可変回路１３からの出力）を電気的に外して発振回路１０にフィードバック信号が入らないようにする。つまり、発振回路１０を単体として動作させると、その出力の周波数特性は、ある周波数にピークを持つような特性となる（図６のｆ４参照）。
【００２８】
このように構成すれば、発振回路１０の出力の周波数帯域を最適になるように任意に可変することができる。
【００２９】
図７は本発明の第３の実施の形態例を示すブロック図である。図２と同一のものは、同一の符号を付して示す。この実施の形態例は、分周比を１／８一定にして駆動能力を可変にしたものである。駆動能力設定は、ここでは１／１と、１／４と、１／８に設定できるようになっている。図８はこの実施の形態例によるＥＭＩ低減効果の説明図である。横軸は周波数スパン［ＭＨｚ］を、縦軸は振幅［ｄＢ］をそれぞれ示す。
【００３０】
図において、ｆ４はスプレッドスペクトラム機能なしクロックの場合の特性を、ｆ７は図７で駆動能力１／８の場合の特性を、ｆ８は図７で駆動能力１／１の場合の特性をそれぞれ示している。ｆ４に示すスプレッドスペクトラム機能なしの場合にはピークを持つ周波数帯域の狭い特性となるが、ｆ７，ｆ８の場合には、周波数特性の広い特性を有することが分かる。周波数特性が広いとＥＭＩに強くなる。
【００３１】
このように構成すれば、発振回路１０の出力の周波数帯域を最適になるように任意に可変することができる。
【００３２】
また、本発明によれば、回路構成が簡単であるので、図１に示すブロック図のそれぞれの構成要素（発振回路１０、アンプ１１、Ｍ／Ｎ分周回路１２及び駆動能力可変回路１３）をまとめて、１個のモジュール化することができる。このようにすれば、スプレッドスペクトラム発振回路を１個のＩＣにまとめることができるので、取り扱いが容易となる。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、以下の効果が得られる。
（１）請求項１記載の発明によれば、スプレッドスペクトラムクロックの周波数帯域を任意に可変することができ、ＥＭＩノイズに強くなるように周波数帯域を制御できる。本発明によれば、ＰＬＬ回路を使用しないので、回路構成が簡単になり、コストの安いスプレッドスペクトラム発振回路を提供することができる。
（２）請求項２記載の発明によれば、発振回路の出力の周波数帯域を最適になるように任意に可変することができる。
（３）請求項３記載の発明によれば、発振回路の出力の周波数帯域を最適になるように任意に可変することができる。
（４）請求項４記載の発明によれば、スプレッドスペクトラム発振回路を１個のＩＣにまとめることができるので、取り扱いが容易になる。
【００３４】
このように、本発明によれば、コストの安いスプレッドスペクトラム発振回路を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の原理ブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態例を示すブロック図である。
【図３】振動子の負荷容量値に対する周波数偏差特性例を示す図である。
【図４】Ｍ／Ｎ分周回路と駆動能力可変による変調カーブコントロールを示す図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態例を示すブロック図である。
【図６】第２の実施の形態例によるＥＭＩ低減効果の説明図である。
【図７】本発明の第３の実施の形態例を示すブロック図である。
【図８】第３の実施の形態例によるＥＭＩ逓減効果の説明図である。
【図９】スプレッドスペクトラム発振回路の概念図である。
【符号の説明】
１０  発振回路
１１  アンプ
１２  Ｍ／Ｎ分周回路
１３  駆動能力可変回路
Ｘ    振動子
【図１】
2005027011.tif 000003
【図２】
2005027011.tif 000004
【図３】
2005027011.tif 000005
【図４】
2005027011.tif 000006
【図５】
2005027011.tif 000007
【図６】
2005027011.tif 000008
【図７】
2005027011.tif 000009
【図８】
2005027011.tif 000010
【図９】
2005027011.tif 000011