(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
発振器の出力信号を基準信号に位相同期させる位相同期発振器において、基準信号発振器と、入力される電圧により発振周波数を制御できる電圧制御発振器と、上記電圧制御発振器の所望のｎ次高調波信号を通過しかつ上記電圧制御発振器の基本波信号を反射する基本波周波数帯バンドリジェクションフィルタと、上記電圧制御発振器の基本波信号を分周する分周器と、上記電圧制御発振器の出力信号を上記基本波周波数帯バンドリジェクションフィルタに出力しかつ上記基本波周波数帯バンドリジェクションフィルタで反射した上記電圧制御発振器の基本波信号を上記分周器に出力するサーキュレータと、上記分周器からの電圧制御発振器分周信号と上記基準信号発振器からの基準信号とを位相比較し、その位相差に対応した電圧を出力する位相比較器と、上記位相比較器から出力される電圧から上記電圧制御発振器を制御する制御電圧を出力するループフィルタとを備えたことを特徴とする位相同期発振器。
【請求項２】
発振器の出力信号を基準信号に位相同期させる位相同期発振器において、基準信号発振器と、入力される電圧により発振周波数を制御できる電圧制御発振器と、上記電圧制御発振器の所望のｎ次高調波信号を通過しかつ上記電圧制御発振器のｎ次高調波周波数より低い周波数の信号を反射するｎ次高調波周波数帯ハイパスフィルタと、上記電圧制御発振器の基本波信号を分周する分周器と、上記電圧制御発振器の出力信号を上記ｎ次高調波周波数帯ハイパスフィルタに出力しかつ上記ｎ次高調波周波数帯ハイパスフィルタで反射した上記電圧制御発振器の基本波信号を上記分周器に出力するサーキュレータと、上記分周器からの電圧制御発振器分周信号と上記基準信号発振器からの基準信号とを位相比較し、その位相差に対応した電圧を出力する位相比較器と、上記位相比較器から出力される電圧から上記電圧制御発振器を制御する制御電圧を出力するループフィルタとを備えたことを特徴とする位相同期発振器。
【請求項３】
発振器の出力信号を基準信号に位相同期させる位相同期発振器において、基準信号発振器と、入力される電圧により発振周波数を制御できる電圧制御発振器と、上記電圧制御発振器の所望のｎ次高調波信号を通過しかつ上記電圧制御発振器のｎ次高調波周波数以外の周波数の信号を反射するｎ次高調波周波数帯バンドパスフィルタと、上記電圧制御発振器の基本波信号を分周する分周器と、上記電圧制御発振器の出力信号を上記ｎ次高調波周波数帯バンドパスフィルタに出力しかつ上記ｎ次高調波周波数帯バンドパスフィルタで反射した上記電圧制御発振器の基本波信号を上記分周器に出力するサーキュレータと、上記分周器からの電圧制御発振器分周信号と上記基準信号発振器からの基準信号とを位相比較し、その位相差に対応した電圧を出力する位相比較器と、上記位相比較器から出力される電圧から上記電圧制御発振器を制御する制御電圧を出力するループフィルタとを備えたことを特徴とする位相同期発振器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、発振器の出力信号を基準信号に位相同期させる位相同期発振器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、マイクロ波回路などに用いられる発振器においてはその発振周波数を安定化させるために、安定な基準信号に位相同期させる位相同期発振器が用いられる。
この位相同期発振器については、例えば、電子情報通信学会１９９６年通信ソサイエティ大会講演論文集１のＣ−２−４５「周波数逓倍器を用いた６０ＧＨｚ帯位相同期発振器」で広く知られている。
【０００３】
図１７は従来の位相同期発振器の構成ブロック図であり、図において１は基準信号発振器、２は位相比較器、３はループフィルタ、４は電圧制御発振器、５は電力分配器、６は第１の基本波周波数帯増幅器、７は分周器、８は第２の基本波周波数帯増幅器、９は逓倍器、１０は基準信号発振器周波数、１１は電圧制御発振器基本波周波数、１２は電圧制御発振器ｎ次高周波周波数、１３は分周器９から出力される電圧制御発振器分周周波数である。
【０００４】
基準信号発振器１と分周器７は位相比較器２に接続される。位相比較器２の出力は電圧制御発振器４に、電圧制御発振器４の出力は電力分配器５に、電力分配器５の一方の出力は第１の基本波周波数帯増幅器６に電力分配器５の他方の出力は第２の基本波周波数帯増幅器８にそれぞれ接続される。また、第１の基本波周波数帯増幅器６の出力は分周器７に、第２の基本波周波数帯増幅器８の出力は逓倍器７に接続される。
【０００５】
次に動作について説明する。電圧制御発振器４の出力は電力分配器５で第１の基本波周波数帯増幅器６及び第２の基本波周波数帯増幅器８にそれぞれ分配される。第１の基本波周波数帯増幅器に入力された電圧制御発振器４の電圧制御発振器基本波信号は第１の基本波周波数帯増幅器６で増幅されたのち分周器７に入力され、電圧制御発振器基本波周波数１１のｍ分の１に分周される。ここでｍは自然数であり、基準信号発振器周波数１０と電圧制御発振器基本波周波数１１と電圧制御発振器分周周波数１３との関係は数１で与えられる。
【０００６】
【数１】
0003804209.tif 000002
【０００７】
分周器７から出力される電圧制御発振器分周器信号と基準信号発振器１から出力される基準信号は位相比較器２に入力され、位相比較器２はこの２つの周波数の位相差に対応した出力電圧を発生する。そして位相比較器２で発生した電圧はループプィルタ３に入力され位相比較器２の出力に含まれる不要な高調波成分や雑音を除去すると共に、電圧制御発振器４を基準信号発振器周波数１０に同期した周波数で発振させるための制御電圧を出力する。したがって電圧制御発振器４はループフィルタ３からの制御電圧により、基準信号発振器１に同期した周波数信号を出力する。また、第２の基本波増幅器８に入力された電圧制御発振器基本波信号は増幅され、逓倍器９で所望の周波数である電圧制御発振器ｎ次高調波周波数１２に逓倍され外部へ出力する。
【０００８】
以上のように構成することで、電圧制御発振器４は基準信号に同期するよう分周器７、位相比較器２、ループフィルタ３によりフィードバック制御される。したがって周波数安定度の高い基準信号発振器を用いれば安定度の高い電圧制御発振器ｎ次高調波周波数で発振する発振器が構成できる。
【０００９】
しかし、電圧制御発振器４の出力から所望の電圧制御発振器ｎ次高調波信号を得るために、逓倍器９を使用していた。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
上記の通り従来の位相同期発振器で、逓倍器を使用しているため、回路数が多く装置が大型化し、かつ高価になるという課題があった。
【００１１】
この発明はかかる課題を解決するためになされたものであり、逓倍器９を省略し、回路数を削減することで、回路の小型化を図り、安価に構成することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
第１の発明による位相同期発振器は、電圧制御発振器４から出力されるｎ次高調波成分を増幅しかつ基本波成分を減衰するｎ次高調波周波数帯増幅器を備えた。
【００１３】
また、第２の発明による位相同期発振器は、電圧制御発振器ｎ次高調波信号を通過させかつ電圧制御発振器基本波信号を反射させる基本波周波数帯バンドリジェクションフィルタと、電圧制御発振器４の出力を基本波周波数帯バンドリジェクションフィルタに出力し、かつ基本波周波数帯バンドリジェクションフィルタにて反射された電圧制御発振器基本波信号を分周器７に出力するためのサーキュレータとを備えた。
【００１４】
また、第３の発明による位相同期発振器は、電圧制御発振器ｎ次高調波信号を通過させかつ電圧制御発振器ｎ次高調波信号より低い周波数を反射させるｎ次高調波周波数帯ハイパスフィルタと、電圧制御発振器４の出力をｎ次高調波周波数帯ハイパスフィルタに出力し、かつｎ次高調波周波数帯ハイパスフィルタにて反射された電圧制御発振器基本波信号を分周器７に出力するためのサーキュレータとを備えた。
【００１５】
また、第４の発明による位相同期発振器は、電圧制御発振器ｎ次高調波信号を通過させかつ電圧制御発振器ｎ次高調波信号以外の周波数を反射させるｎ次高調波周波数帯バンドパスフィルタと、電圧制御発振器４の出力をｎ次高調波周波数帯バンドパスフィルタに出力し、かつｎ次高調波周波数帯バンドパスフィルタにて反射された電圧制御発振器基本波信号を分周器７に出力するためのサーキュレータとを備えた。
【００１６】
また、第５の発明による位相同期発振器は、電圧制御発振器ｎ次高調波信号を通過させかつ電圧制御発振器基本波信号に対してはハイインピーダンスとなり回路上オープンとなる基本波周波数帯バンドリジェクションフィルタと、電圧制御発振器基本波信号を通過させかつ電圧制御発振器ｎ次高調波信号に対してはハイインピーダンスとなり回路上オープンとなるｎ次高調波周波数帯バンドリジェクションフィルタとを備えた。
【００１７】
また、第６の発明による位相同期発振器は、電圧制御発振器ｎ次高調波信号を通過させかつ電圧制御発振器ｎ次高調波信号より低い周波数に対してはハイインピーダンスとなり回路上オープンとなるｎ次高調波周波数帯ハイパスフィルタと、電圧制御発振器基本波信号を通過させかつ電圧制御発振器ｎ次高調波信号に対してはハイインピーダンスとなり回路上オープンとなるｎ次高調波周波数帯バンドリジェクションフィルタとを備えた。
【００１８】
また、第７の発明による位相同期発振器は、電圧制御発振器ｎ次高調波信号を通過させかつ電圧制御発振器ｎ次高調波信号以外に対してはハイインピーダンスとなり回路上オープンとなるｎ次高調波周波数帯バンドパスフィルタと、電圧制御発振器基本波信号を通過させかつ電圧制御発振器ｎ次高調波信号に対してはハイインピーダンスとなりオープンとなるｎ次高調波周波数帯バンドリジェクションフィルタとを備えた。
【００１９】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１を示す位相同期発振器の構成ブロック図であり、図において１〜７、１０〜１３は従来の位相同期発振器に記載したものと同一のものであり、１４はｎ次高調波周波数帯増幅器、１５は基本波周波数帯増幅器である。
【００２０】
ｎ次高調波周波数帯増幅器１４は電力分配器５の一方の出力に接続され、電圧制御発振器４のｎ次高調波成分を増幅し、かつ基本波周波数成分を減衰する。基本波周波数帯増幅器１５は従来の実施例を示す図６の第１の基本波周波数帯増幅器と同一の機能を有し、電力分配器５の他方の出力に接続され、電圧制御発振器４の基本波周波数成分を増幅する。
【００２１】
次に動作について説明する。電圧制御発振器４の出力は電力分配器５で基本波周波数帯増幅器１５及びｎ次高調波周波数帯増幅器１４にそれぞれ分配される。基本波周波数帯増幅器１５に入力された電圧制御発振器基本波信号は増幅したのち分周器７に入力され、電圧制御発振器基本波周波数１１のｍ分の１に分周される。分周器７から出力される電圧制御発振器分周信号と基準信号発振器１から出力される基準信号は位相比較器２に入力され、位相比較器２は２つの周波数の位相差に対応した出力電圧を発生する。そして位相比較器２で発生した電圧はループフィルタ３に入力され位相比較器２の出力に含まれる不要な高調波成分や雑音を除去すると共に、電圧制御発振器４を基準信号に同期した周波数で発振させるための制御電圧を出力する。したがって電圧制御発振器４はループフィルタからの制御電圧により、基準信号に同期した周波数を出力する。
【００２２】
図２は位相同期発振器４の出力のスペクトラムを示す図である。一般に電圧制御発振器４は、発振素子を非線形領域で動作させるため、基本波信号の他に多くの高調波成分を出力する。したがって電圧制御発振器４から出力される所望の電圧制御発振器ｎ次高調波信号を電力分配器５の一方の出力からｎ次高調波周波数帯増幅器１４に入力、増幅した後、所望のｎ次高調波信号を外部に出力する。
【００２３】
以上のように構成することで、電圧制御発振器４は基準信号に同期するよう分周器７、位相比較器２、ループフィルタ３によりフィードバック制御される。したがって周波数安定度の高い基準信号発振器を用いれば、所望の電圧制御発振器ｎ次高調波信号を出力し、かつ安定度の高い発振器が構成できるとともに、所望の電圧制御発振器ｎ次高調波信号を第三の増幅器１４で増幅し出力することで、従来では第２の基本波周波数帯増幅器８及び逓倍器９で構成したものをひとつのｎ次高調波周波数帯増幅器１４で構成することができるので、回路の小型化が図れかつ安価に構成できる。
【００２４】
実施の形態２．
図３はこの発明の実施の形態２を示す位相同期発振器の構成ブロック図であり、図において１〜４、７、１０〜１３は従来の位相同期発振器の構成ブロック図に記載したものと同一のものであり、１６はサーキュレータ、１７はサーキュレータの端子ａ、１８はサーキュレータの端子ｂ、１９はサーキュレータの端子ｃ、２０は基本波周波数帯バンドリジェクションフィルタである。
【００２５】
サーキュレータ１６はサーキュレータの端子ａ１７に電圧制御発振器４、サーキュレータの端子ｂ１８に基本波周波数帯バンドリジェクションフィルタ２０、及びサーキュレータの端子ｃ１９に分周器７がそれぞれ接続され、かつサーキュレータの端子ａ１７から入力された信号はサーキュレータの端子ｂ１８へ、サーキュレータの端子ｂ１８から入力された信号はサーキュレータの端子ｃ１９へそれぞれ信号が流れかつその逆方向についてはアイソレートされるような向きに接続されている。通過方向に関しては、電圧制御発振器基本波周波数１１から電圧制御発振器ｎ次高調波周波数１２の信号まで広帯域にわたって低損失である。
【００２６】
図４は基本波周波数帯バンドリジェクションフィルタ２０の周波数特性を示す図であり、図において２１は基本波周波数帯バンドリジェクションフィルタ２０の反射特性、２２は基本波周波数帯バンドリジェクションフィルタの通過特性である。基本波周波数帯バンドリジェクションフィルタ２０は、電圧制御発振器ｎ次高調波信号は低損失で通過し、かつ電圧制御発振器基本波信号は全反射する特性を有するフィルタである。
【００２７】
次に動作について説明する。電圧制御発振器４の出力はサーキュレータ１６を通して基本波周波数帯バンドリジェクションフィルタ２０に入力される。基本波周波数帯バンドリジェクションフィルタ２０に入力された電圧制御発振器４の出力のうち、電圧制御発振器ｎ次高調波信号は低損失で通過し外部へ出力される。一方電圧制御発振器基本波信号は基本波周波数帯バンドリジェクションフィルタ２０で全反射し、サーキュレータ１６を通して分周器７に入力され、電圧制御発振器基本波周波数１１のｍ分の１の周波数に分周される。分周器７から出力される電圧制御発振器分周器信号と基準信号発振器１から出力される基準信号は位相比較器２に入力され、位相比較器２は２つの周波数の位相差に対応した出力電圧を発生する。そして位相比較器２で発生した電圧はループフィルタ３に入力され位相比較器２の出力に含まれる不要な高調波成分や雑音を除去すると共に、電圧制御発振器４を基準信号発振器の周波数に同期した周波数で発振させるための制御電圧を出力する。したがって電圧制御発振器４はループフィルタからの制御電圧により、基準信号に同期した周波数を出力する。
【００２８】
この場合も電圧制御発振器４は基準信号に同期するよう分周器７、位相比較器２、ループフィルタ３によりフィードバック制御される。したがって周波数安定度の高い基準信号発振器を用いれば、所望の電圧制御発振器ｎ次高調波信号を出力し、かつ安定度の高い発振器が構成できるとともに、所望の電圧制御発振器ｎ次高調波信号を電圧制御発振器４のｎ次高調波成分から基本波周波数帯バンドリジェクションフィルタ２０を通して取り出すことにより、逓倍器を省略することができるので、回路の小型化が図れかつ安価に構成できる。
【００２９】
また、電圧制御発振器ｎ次高調波信号はサーキュレータ１６を通して、直接基本波周波数帯バンドリジェクションフィルタ２０から低損失で出力され、また電圧制御発振器基本波信号もサーキュレータ１６及び基本波周波数帯バンドリジェクションフィルタ２０を通して分周器７に低損失で出力されるので、従来の図１７の構成ブロック図のように電力分配器５により電圧制御発振器４の電力が２分配されることがないため、回路の損失が小さくなり、増幅器を省略することができる。従って実施の形態１よりもさらに回路の小型化が図れかつ安価に構成できる。
【００３０】
実施の形態３．
図５はこの発明の実施の形態３を示す位相同期発振器の構成ブロック図であり、図において１〜４、９〜１３は従来の位相同期発振器の構成ブロック図に記載したものと同一のもの、１６〜１９は実施形態２の構成ブロック図に記載したものと同一のものであり、２３はｎ次高調波周波数帯ハイパスフィルタである。
【００３１】
また、図６はｎ次高調波周波数帯ハイパスフィルタ２３の周波数特性を示す図であり、図において２４はｎ次高調波周波数帯ハイパスフィルタの反射特性、２５はｎ次高調波周波数帯ハイパスフィルタの通過特性、２６は電圧制御発振器ｐ次高調波周波数である。ここでｐはｎより小さい自然数である。
【００３２】
ｎ次高調波周波数帯ハイパスフィルタ２３は、電圧制御発振器ｎ次高調波信号は低損失で通過し、かつ電圧制御発振器ｐ次高調波周波数２６より低い周波数成分は全反射する特性を有するフィルタである。
【００３３】
この場合も電圧制御発振器４は基準信号に同期するよう分周器７、位相比較器２、ループフィルタ３によりフィードバック制御される。したがって周波数安定度の高い基準信号発振器を用いれば、所望の電圧制御発振器ｎ次高調波信号を出力し、かつ安定度の高い発振器が構成できるとともに、所望の電圧制御発振器ｎ次高調波信号を電圧制御発振器４のｎ次高調波成分からｎ次高調波周波数帯ハイパスフィルタ２３を通して取り出すことにより、逓倍器を省略することができるので、回路の小型化が図れかつ安価に構成できる。
【００３４】
また、所望の電圧制御発振器ｎ次高調波信号はサーキュレータ１６を通して、直接ｎ次高調波周波数帯ハイパスフィルタ２３から低損失で出力され、また電圧制御発振器基本波信号もサーキュレータ１６及びｎ次高調波周波数帯ハイパスフィルタ２３を通して分周器７に低損失で出力されるので、従来の図１７の構成ブロック図のように電力分配器５により電圧制御発振器の電力が２分配されることがないため、回路の損失が小さくなり、増幅器を省略することができる。従って実施の形態１よりもさらに回路の小型化が図れかつ安価に構成できる。
【００３５】
さらに、ｎ次高調波周波数帯ハイパスフィルタ２３は電圧制御発振器ｐ次高調波周波数２６より低い信号を全反射するので、電圧制御発振器ｐ次高調波周波数２６より低い周波数成分については抑圧することができ、実施形態２の位相同期発振器より歪みの少ない発振器を構成できる。
【００３６】
実施の形態４．
図７はこの発明の実施の形態４を示す位相同期発振器の構成ブロック図であり、図において１〜４、９〜１３は従来の位相同期発振器の構成ブロック図に記載したものと同一のもの、１６〜１９は実施形態２の構成ブロック図に記載したものと同一のものであり、２７はｎ次高調波周波数帯バンドパスフィルタである。
【００３７】
また、図８はｎ次高調波周波数帯バンドパスフィルタ２７の周波数特性を示す図であり、図において２８はｎ次高調波周波数帯バンドパスフィルタの反射特性、２９はｎ次高調波周波数帯バンドパスフィルタの通過特性、３０は電圧制御発振器ｑ次高調波周波数である。ここでｑはｎより大きい自然数である。
【００３８】
ｎ次高調波周波数帯バンドパスフィルタ２７は、電圧制御発振器ｎ次高調波信号は低損失で通過し、かつ電圧制御発振器ｐ次高調波周波数２６より低い周波数成分及び電圧制御発振器ｑ次高調波周波数３０より高い周波数成分は全反射する特性を有するフィルタである。
【００３９】
この場合も電圧制御発振器４は基準信号に同期するよう分周器７、位相比較器２、ループフィルタ３によりフィードバック制御される。したがって周波数安定度の高い基準信号発振器を用いれば、所望の電圧制御発振器ｎ次高調波信号を出力し、かつ安定度の高い発振器が構成できるとともに、所望の電圧制御発振器ｎ次高調波信号を電圧制御発振器４のｎ次高調波成分からｎ次高調波周波数帯バンドパスフィルタ２７を通して取り出すことにより、逓倍器を省略することができるので、回路の小型化が図れかつ安価に構成できる。
【００４０】
また、所望の電圧制御発振器ｎ次高調波信号はサーキュレータ１６を通して、直接ｎ次高調波周波数帯バンドパスフィルタ２７から低損失で出力され、また電圧制御発振器基本波信号もサーキュレータ１６及びｎ次高調波周波数帯バンドパスフィルタ２２を通して分周器７に低損失で出力されるので、従来の図１７の構成ブロック図のように電力分配器５により電圧制御発振器の電力が２分配されることがないため、回路の損失が小さくなり、増幅器を省略することができる。従って実施の形態１よりもさらに回路の小型化が図れかつ安価に構成できる。
【００４１】
さらに、ｎ次高調波周波数帯バンドパスフィルタ２７は電圧制御発振器ｐ次高調波周波数２６より低い周波数成分及び電圧制御発振器ｑ次高調波周波数３０より高い周波数成分を全反射するので、電圧制御発振器ｐ次高調波信号より低い周波数成分及び電圧制御発振器ｑ次高調波信号より高い周波数成分について抑圧することができ、実施の形態３の位相同期発振器よりさらに歪みの少ない発振器を構成できる。
【００４２】
実施の形態５．
図９はこの発明の実施の形態５を示す位相同期発振器であり、１〜４、９〜１３までは従来の位相同期発振器の構成ブロック図に記載したものと同一のものであり、３１は基本波周波数帯バンドリジェクションフィルタ、３２はｎ次高調波周波数帯バンドリジェクションフィルタである。
【００４３】
電圧制御発振器４の出力端子には基本波周波数帯バンドリジェクションフィルタ３１の入力端子とｎ次高調波周波数帯バンドリジェクションフィルタ３２の入力端子が並列に接続されている。
【００４４】
また、基本波周波数帯バンドリジェクションフィルタ３１は、反射特性及び通過特性が図４に示される基本波周波数帯バンドリジェクションフィルタ２０の周波数特性と同一であり、かつインピーダンス特性が図１０に示す特性を有している。即ち、電圧制御発振器ｎ次高調波信号は低損失に通過し、かつ電圧制御発振器基本波信号に対してはハイインピーダンスとなり回路上はオープンに見え全反射する特性を有する。
【００４５】
一方、ｎ次高調波周波数帯バンドリジェクションフィルタ３２は、反射特性及び通過特性が図１１に示される周波数特性を有し、かつインピーダンス特性が図１２に示す特性を有している。即ち、電圧制御発振器基本波信号は低損失で通過し、かつ電圧制御発振器ｎ次高調波信号に対してはハイインピーダンスとなり回路上オープンに見え全反射する特性を有する。
【００４６】
次に動作について説明する。基本波周波数帯バンドリジェクションフィルタ３１は電圧制御発振器ｎ次高調波信号を低損失で通過し、かつｎ次高調波周波数帯バンドリジェクションフィルタ３２は電圧制御発振器ｎ次高調波信号に対して回路上オープンとなるので、電圧制御発振器ｎ次高調波信号は基本波周波数帯バンドリジェクションフィルタ３１から低損失で通過し外部へ出力される。一方、基本波周波数帯バンドリジェクションフィルタ３１は電圧制御発振器基本波信号に対して回路上オープンとなり、かつｎ次高調波周波数帯バンドリジェクションフィルタ３２は電圧制御発振器基本波信号に対して低損失通過するので、電圧制御発振器基本波信号はｎ次高調波周波数帯バンドリジェクションフィルタ３２を低損失で通過し分周器７に入力され、分周器７で電圧制御発振器基本波周波数１３のｍ分の１にの周波数に分周される。分周器７から出力される電圧制御発振器分周信号と基準信号発振器１から出力される基準信号は位相比較器２に入力され、位相比較器２は２つの周波数の位相差に対応した出力電圧を発生する。そして位相比較器２で発生した電圧はループフィルタ３に入力され位相比較器２の出力に含まれる不要な高調波成分や雑音を除去すると共に、電圧制御発振器４を基準信号発振器の周波数に同期した周波数で発振させるための制御電圧を出力する。したがって電圧制御発振器４はループフィルタからの制御電圧により、基準信号に同期した周波数を出力する。
【００４７】
この場合も電圧制御発振器４は基準信号に同期するよう分周器７、位相比較器２、ループフィルタ３によリフィードバック制御される。したがって周波数安定度の高い基準信号発振器を用いれば、所望の電圧制御発振器ｎ次高調波信号を出力し、かつ安定度の高い発振器が構成できるとともに、所望の電圧制御発振器ｎ次高調波信号を電圧制御発振器４のｎ次高調波成分から基本波周波数帯バンドリジェクションフィルタ３１を通して取り出すことにより、逓倍器を省略することができるので、回路の小型化が図れかつ安価に構成できる。
【００４８】
また、電圧制御発振器ｎ次高調波信号は、直接基本波高調波バンドリジェクションフィルタ３１から低損失で出力され、また電圧制御発振器基本波信号もｎ次高調波周波数帯バンドリジェクションフィルタ３２を通して分周器７に低損失で出力されるので、従来の図１７の構成ブロック図のように電力分配器５により電圧制御発振器の電力が２分配されることがないため、回路の損失が小さくなり、増幅器を省略することができる。従って実施の形態１よりもさらに回路の小型化が図れかつ安価に構成できる。
【００４９】
さらに、発明の実施の形態２では基本波周波数帯バンドリジェクションフィルタ２０とサーキュレータ１６を使用する。サーキュレータ１６はフェライトとマグネットを使用するため構成が複雑である。しかし、この発明の実施の形態５では、基本波周波数帯バンドリジェクションフィルタ３１とｎ次高調波周波数帯バンドリジェクションフィルタ３２フィルタとを使用することで、サーキュレータ１６を削除できるため、実施の形態２より容易に回路が構成できる。
【００５０】
実施の形態６．
図１３はこの発明の実施の形態６を示す位相同期発振器の構成ブロック図であり、図において１〜４、９〜１３までは従来の位相同期発振器の構成ブロック図に記載したものと同一のもの、３２は実施の形態５の構成ブロック図に記載したものと同一のものであり、３７はｎ次高調波周波数帯ハイパスフィルタである。
【００５１】
ｎ次高調波周波数帯ハイパスフィルタ３７は、その反射特性及び通過特性が図６に記載したｎ次高調波周波数帯ハイパスフィルタ２３の周波数特性と同一であり、かつインピーダンス特性が図１４に示す特性を有している。即ち、所望の周波数である電圧制御発振器ｎ次高調波信号は低損失で通過し、かつ電圧制御発振器ｐ次高調波周波数２６より低い周波数成分に対してはハイインピーダンスとなり回路上オープンに見え全反射する特性を有する。
【００５２】
この場合も電圧制御発振器４は基準信号に同期するよう分周器７、位相比較器２、ループフィルタ３によりフィードバック制御される。したがって周波数安定度の高い基準信号発振器を用いれば、所望の電圧制御発振器ｎ次高調波信号を出力し、かつ安定度の高い発振器が構成できるとともに、所望の電圧制御発振器ｎ次高調波信号を電圧制御発振器４のｎ次高調波成分からｎ次高調波周波数帯ハイパスフィルタ３７を通して取り出すことにより、逓倍器を省略することができるので、回路の小型化が図れかつ安価に構成できる。
【００５３】
また、電圧制御発振器ｎ次高調波信号は、直接ｎ次高調波周波数帯ハイパスフィルタ３７から低損失で出力され、また電圧制御発振器基本波信号もｎ次高調波周波数帯バンドリジェクションフィルタ３２を通して分周器７に低損失で出力されるので、従来の図１７の構成ブロック図のように電力分配器５により電圧制御発振器の電力が２分配されることがないため、回路の損失が小さくなり、増幅器を省略することができる。従って実施の形態１よりもさらに回路の小型化が図れかつ安価に構成できる。
【００５４】
また、発明の実施の形態２では基本波周波数帯バンドリジェクションフィルタ２０とサーキュレータ１６を使用する。サーキュレータ１６はフェライトとマグネットを使用するため構成が複雑である。しかし、この発明の実施の形態５では、ｎ次高調波周波数帯バンドリジェクションフィルタ３２フィルタとｎ次高調波周波数帯ハイパスフィルタ３７とを使用することで、サーキュレータ１６を削除できるため、実施の形態２より容易に回路が構成できる。
【００５５】
さらに、ｎ次高調波周波数帯ハイパスフィルタ３７は、電圧制御発振器ｐ次高調波周波数２６より低い周波数成分を全反射するので、電圧制御発振器ｐ次高調波周波数２６より低い周波数成分について抑圧することができ、実施の形態５の位相同期発振器より歪みの少ない発振器を構成できる。
【００５６】
実施の形態７．
図１５はこの発明の実施の形態７を示す位相同期発振器の構成ブロック図であり、図において１〜４、９〜１３は従来の位相同期発振器の構成ブロック図に記載したものと同一のもの、３２は実施の形態５の構成ブロック図に記載したものと同一のものであり、３９はｎ次高調波周波数帯バンドパスフィルタである。
【００５７】
ｎ次高調波周波数帯バンドパスフィルタ３９は、その反射特性及び通過特性が図８に記載したｎ次高調波周波数帯バンドパスフィルタ２７の周波数特性と同一であり、かつインピーダンス特性が図１６に示す特性を有している。即ち、所望の周波数である電圧制御発振器ｎ次高調波信号は低損失で通過し、かつ電圧制御発振器ｐ次高調波周波数２６より低い周波数成分及び電圧制御発振器ｑ次高調波周波数３０より高い周波数成分に対してはハイインピーダンスとなり回路上オープンに見え全反射する特性を有する。
【００５８】
この場合も電圧制御発振器４は基準信号に同期するよう分周器７、位相比較器２、ループフィルタ３によりフィードバック制御される。したがって周波数安定度の高い基準信号発振器を用いれば、所望の電圧制御発振器ｎ次高調波信号を出力し、かつ安定度の高い発振器が構成できるとともに、所望の電圧制御発振器ｎ次高調波信号を電圧制御発振器４のｎ次高調波成分からｎ次高調波周波数帯バンドパスフィルタ３９を通して取り出すことにより、逓倍器を省略することができるので、回路の小型化が図れかつ安価に構成できる。
【００５９】
また、電圧制御発振器ｎ次高調波信号は、直接ｎ次高調波バンドパスフィルタ３９から低損失で出力され、また電圧制御発振器基本波信号もｎ次高調波周波数帯バンドリジェクションフィルタ３２を通して分周器７に低損失で出力されるので、従来の図１７の構成ブロック図のように電力分配器５により電圧制御発振器の電力が２分配されることがないため、回路の損失が小さくなり、増幅器を省略することができる。従って実施の形態１よりもさらに回路の小型化が図れかつ安価に構成できる。
【００６０】
また、発明の実施の形態２では基本波周波数帯バンドリジェクションフィルタ２０とサーキュレータ１６を使用する。サーキュレータ１６はフェライトとマグネットを使用するため構成が複雑である。しかし、この発明の実施の形態５では、ｎ次高調波周波数帯バンドリジェクションフィルタ３２フィルタとｎ次高調波周波数帯バンドパスフィルタ３９とを使用することで、サーキュレータ１６を削除できるため、実施の形態２より容易に回路が構成できる。
【００６１】
さらに、ｎ次高調波周波数帯バンドパスフィルタ３９は電圧制御発振器ｐ次高調波周波数２６より低い周波数成分及び電圧制御発振器ｑ次周波数３０より高い周波数成分を全反射するので、電圧制御発振器ｐ次高調波周波数２６より低い周波数成分及び電圧制御発振器ｑ次周波数３０より高い周波数成分について抑圧することができ、実施の形態６の位相同期発振器よりさらに歪みの少ない発振器を構成できる。
【００６２】
【発明の効果】
第１の発明によれば、電圧制御発振器から高調波が出力されていることを利用し、所望の電圧制御発振器のｎ次高調波信号をｎ次高調波周波数帯増幅器で増幅することにより、逓倍器を省略することができる。従って回路の小型化が図れかつ安価に構成することができる。
【００６３】
また、第２の発明によれば、電圧制御発振器から高調波が出力されていること及びサーキュレータの方向性と基本波周波数帯バンドリジェクションフィルタの周波数特性を利用することにより、逓倍器を省略することができるとともに、増幅器も省略することができる。従ってさらに回路の小型化を図れかつ安価に構成することができる。
【００６４】
また、第３の発明によれば、電圧制御発振器から高調波が出力されていること及びサーキュレータの方向性とｎ次高調波周波数帯ハイパスフィルタの周波数特性を利用することにより、逓倍器及び増幅器を省略し、回路の小型化を図れかつ安価に構成することができるとともに、所望の電圧制御発振器ｎ次高調波周波数より低い周波数成分を抑圧することができる。
【００６５】
また、第４の発明によれば、電圧制御発振器から高調波が出力されていること及びサーキュレータの方向性とｎ次高調波周波数帯バンドパスフィルタの周波数特性を利用することにより、逓倍器及び増幅器を省略し、回路の小型化を図れかつ安価に構成することができるとともに、所望の電圧制御発振器ｎ次高調波周波数以外の周波数成分を抑圧することができる。
【００６６】
また、第５の発明によれば、電圧制御発振器から高調波が出力されていること及び通過帯域内では低損失で、かつ通過帯域外ではハイインピーダンスとなり回路上はオープンとなる基本波周波数帯バンドリジェクションフィルタとｎ次高調波周波数帯バンドリジェクションフィルタとを利用することにより、逓倍器及び増幅器を省略し、回路の小型化を図れかつ安価に構成することができるとともに、サーキュレータを省略することができるので、回路の実現が容易である。
【００６７】
また、第６の発明によれば、電圧制御発振器から高調波が出力されていること及び通過帯域内では低損失で、かつ通過帯域外ではハイインピーダンスとなり回路上はオープンとなるｎ次高調波周波数帯ハイパスフィルタとｎ次高調波バンドリジェクションとを利用することにより、逓倍器及び増幅器を省略し、回路の小型化を図りかつ安価に構成することができるとともに、サーキュレータ省略することができるので、回路の実現が容易である。また、所望の電圧制御発振器のｎ次高調波周波数以下の周波数成分を抑圧することができる。
【００６８】
また、第７の発明によれば、電圧制御発振器から高調波が出力されていること及び通過帯域内では低損失で、かつ通過帯域外ではハイインピーダンスとなり回路上はオープンとなるｎ次高調波周波数帯バンドパスフィルタとｎ次高調波バンドリジェクションとを利用することにより、逓倍器及び増幅器を省略し、回路の小型化を図りかつ安価に構成することができるとともに、サーキュレータを省略できるので、回路の実現が容易である。また、所望の電圧制御発振器のｎ次高調波周波数以外の周波数成分を抑圧することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明による位相同期発振器の実施の形態１の構成ブロック図を示す図である。
【図２】  この発明による位相同期発振器の実施の形態１の電圧制御発振器の出力スペクトラムを示す図である。
【図３】  この発明による位相同期発振器の実施の形態２の構成ブロック図を示す図である。
【図４】  この発明による位相同期発振器の実施の形態２の基本波周波数帯バンドリジェクションフィルタの周波数特性を示す図である。
【図５】  この発明による位相同期発振器の実施の形態３の構成ブロック図を示す図である。
【図６】  この発明による位相同期発振器の実施の形態３のｎ次高調波周波数帯ハイパスフィルタの周波数特性を示す図である。
【図７】  この発明による位相同期発振器の実施の形態４の構成ブロック図を示す図である。
【図８】  この発明による位相同期発振器の実施の形態４のｎ次高調波周波数帯バンドパスフィルタの周波数特性を示す図である。
【図９】  この発明による位相同期発振器の実施の形態５の構成ブロック図を示す図である。
【図１０】  この発明による位相同期発振器の実施の形態５の基本波周波数帯バンドリジェクションフィルタのインピーダンス特性を示す図である。
【図１１】  この発明による位相同期発振器の実施の形態５のｎ次高調波周波数帯バンドリジェクションフィルタの周波数特性を示す図である。
【図１２】  この発明による位相同期発振器の実施の形態５のｎ次高調波周波数帯バンドリジェクションフィルタのインピーダンス特性を示す図である。
【図１３】  この発明による位相同期発振器の実施の形態６の構成ブロック図を示す図である。
【図１４】  この発明による位相同期発振器の実施の形態６のｎ次高調波周波数帯ハイパスフィルタのインピーダンス特性を示す図である。
【図１５】  この発明による位相同期発振器の実施の形態７の構成ブロック図を示す図である。
【図１６】  この発明による位相同期発振器の実施の形態７のｎ次高調波周波数帯バンドパスフィルタのインピーダンス特性を示す図である。
【図１７】  従来の位相同期発振器の構成ブロック図を示す図である。
【符号の説明】
１  基準信号発振器、２  位相比較器、３  ループフィルタ、４  電圧制御発振器、５  電力分配器、６  第１の基本波周波数帯増幅器、７  分周器、８  第２の基本波周波数帯増幅器、９  逓倍器、１０  基準信号発振器周波数、１１  電圧制御発振器基本波周波数、１２  電圧制御発振器ｎ次高調波周波数、１３  電圧制御発振器分周周波数、１４  ｎ次高調波周波数帯増幅器、１５  基本波周波数帯増幅器、１６  サーキュレータ、１７  サーキュレータの端子ａ、１８  サーキュレータの端子ｂ、１９  サーキュレータの端子ｃ、２０  基本波周波数帯バンドリジェクションフィルタ、２１  基本波周波数帯バンドリジェクションフィルタの反射特性、２２  基本波周波数帯バンドリジェクションフィルタの通過特性、２３  ｎ次高調波周波数帯ハイパスフィルタ、２４  ｎ次高調波周波数帯ハイパスフィルタの反射特性、２５  ｎ次高調波周波数帯ハイパスフィルタの通過特性、２６  電圧制御発振器ｐ次高調波周波数、２７  ｎ次高調波周波数帯バンドパスフィルタ、２８  ｎ次高調波周波数帯バンドパスフィルタの反射特性、２９  ｎ次高調波周波数帯バンドパスフィルタの通過特性、３０  電圧制御発振器ｑ次高調波周波数、３１  基本波周波数帯バンドリジェクションフィルタ、３２  ｎ次高調波周波数帯バンドリジェクションフィルタ、３３  基本波周波数帯バンドリジェクションフィルタのインピーダンス特性、３４  ｎ次高調波周波数帯バンドリジェクションフィルタの反射特性、３５  ｎ次高調波周波数帯バンドリジェクションフィルタの通過特性、３６  ｎ次高調波周波数帯バンドリジェクションフィルタのインピーダンス特性、３７  ｎ次高調波周波数帯ハイパスフィルタ、３８  ｎ次高調波周波数帯ハイパスフィルタのインピーダンス特性、３９  ｎ次高調波周波数帯バンドパスフィルタ、４０  ｎ次高調波周波数帯バンドパスフィルタのインピーダンス特性。
【図１】
0003804209.tif 000003
【図２】
0003804209.tif 000004
【図３】
0003804209.tif 000005
【図４】
0003804209.tif 000006
【図５】
0003804209.tif 000007
【図６】
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【図７】
0003804209.tif 000009
【図８】
0003804209.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
0003804209.tif 000015
【図１４】
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【図１５】
0003804209.tif 000017
【図１６】
0003804209.tif 000018
【図１７】
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