(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
供給された制御電圧の電圧レベルに基づいて所定周波数の周波数信号を出力する発振装置において、
前記周波数信号を生成する周波数信号生成手段であって、前記周波数信号の周波数範囲が互いに異なり、前記制御電圧と周波数との極性が互いに異なるものを複数備え、
前記周波数信号の周波数を設定し、設定した周波数を周波数範囲に含む周波数信号生成手段に、前記極性に合わせて電圧レベルを設定した制御電圧を供給する制御電圧供給手段を備え、
前記複数の周波数信号生成手段は、
前記制御電圧の電圧レベルが高くなるに従って前記周波数信号の周波数が高くなる正極性周波数信号生成手段と、
前記制御電圧の電圧レベルが低くなるに従って前記周波数信号の周波数が高くなる負極性周波数信号生成手段と、を周波数範囲が隣り合うように備えたものであり、
前記制御電圧供給手段は、
前記複数の周波数信号生成手段のうちのいずれかによって生成された周波数信号の位相と所定の基準位相とを比較して、両位相の位相差に応じた信号レベルを有する位相差信号を生成し、周波数信号を生成した周波数信号生成手段の極性に応じて前記位相差信号の信号レベルの正負を設定する位相差信号生成手段と、
前記位相差信号生成手段が生成した位相差信号を濾波して前記周波数信号生成手段に供給することにより、新たな制御電圧を生成する濾波手段と、を備えたものである、
ことを特徴とする発振装置。
【請求項２】
供給された制御電圧の電圧レベルに基づいて所定周波数の周波数信号を出力する発振装置において、
前記周波数信号を生成する周波数信号生成手段であって、前記周波数信号の周波数範囲が互いに異なり、前記制御電圧と周波数との極性が互いに異なるものを複数備え、
前記周波数信号の周波数を設定し、設定した周波数を周波数範囲に含む周波数信号生成手段に、前記極性に合わせて電圧レベルを設定した制御電圧を供給する制御電圧供給手段を備え、
前記複数の周波数信号生成手段は、
前記制御電圧の電圧レベルが高くなるに従って前記周波数信号の周波数が高くなる正極性周波数信号生成手段と、
前記制御電圧の電圧レベルが低くなるに従って前記周波数信号の周波数が高くなる負極性周波数信号生成手段と、を周波数範囲が隣り合うように備えたものであり、
前記制御電圧供給手段は、
前記複数の周波数信号生成手段のうちのいずれかによって生成された周波数信号の位相と所定の基準位相とを比較して、両位相の位相差に応じた信号レベルを有する位相差信号を生成する位相差信号生成手段と、
前記位相差信号生成手段が生成した位相差信号を濾波して、前記周波数信号を生成した周波数信号生成手段の極性に応じて、前記位相差信号の信号レベルを非反転又は反転して前記周波数信号生成手段に供給することにより、新たな制御電圧を生成する濾波手段と、を備えたものである、
ことを特徴とする発振装置。
【請求項３】
供給された制御電圧の電圧レベルに基づいて所定周波数の周波数信号を出力する発振装置において、
前記周波数信号を生成する周波数信号生成手段であって、前記周波数信号の周波数範囲が互いに異なり、前記制御電圧と周波数との極性が互いに異なるものを複数備え、
前記制御電圧と前記周波数との極性の切り替えが可能なものであって、前記周波数信号の周波数を設定し、設定した周波数を周波数範囲に含む周波数信号生成手段に、前記極性を合わせて電圧レベルを設定した制御電圧を供給する制御電圧供給手段と、
出力する前記周波数信号の周波数を、前記制御電圧と周波数との極性が異なる周波数範囲に含まれる周波数に設定する場合に、前記周波数範囲に合わせて前記周波数信号生成手段を切り替えるとともに、前記制御電圧供給手段の制御電圧の極性を切り替える切り替え手段と、を備えた、
ことを特徴とする発振装置。
【請求項４】
前記複数の周波数信号生成手段は、
前記制御電圧の電圧レベルが高くなるに従って前記周波数信号の周波数が高くなる正極性周波数信号生成手段と、
前記制御電圧の電圧レベルが低くなるに従って前記周波数信号の周波数が高くなる負極性周波数信号生成手段と、を周波数範囲が隣り合うように備えたものであり、
前記制御電圧供給手段は、
前記複数の周波数信号生成手段のうちのいずれかによって生成された周波数信号の位相と所定の基準位相とを比較して、両位相の位相差に応じた信号レベルを有する位相差信号を生成する位相差信号生成手段と、
前記位相差信号生成手段が生成した位相差信号を濾波して前記周波数信号生成手段に供給することにより、新たな制御電圧を生成する濾波手段と、を備えたものであり、
前記切り替え手段は、出力する前記周波数信号の周波数を、前記制御電圧と周波数との極性が異なる周波数範囲に含まれる周波数に設定する場合に、前記周波数範囲に合わせて前記周波数信号生成手段を切り替えるとともに、切り替えた周波数信号生成手段の前記極性に応じて前記位相差信号生成手段の信号レベルの正負を設定することにより、前記制御電圧の極性を切り替えるものである、
ことを特徴とする請求項３に記載の発振装置。
【請求項５】
前記複数の周波数信号生成手段は、
前記制御電圧の電圧レベルが高くなるに従って前記周波数信号の周波数が高くなる正極性周波数信号生成手段と、
前記制御電圧の電圧レベルが低くなるに従って前記周波数信号の周波数が高くなる負極性周波数信号生成手段と、を周波数範囲が隣り合うように備えたものであり、
前記制御電圧供給手段は、
前記複数の周波数信号生成手段のうちのいずれかによって生成された周波数信号の位相と所定の基準位相とを比較して、両位相の位相差に応じた信号レベルを有する位相差信号を生成する位相差信号生成手段と、
前記位相差信号生成手段が生成した位相差信号を濾波して前記位相差信号の信号レベルを非反転して前記周波数信号生成手段に供給することにより、新たな制御電圧を生成し、生成した新たな制御電圧を前記正極性周波数信号生成手段又は前記負極性周波数信号生成手段に供給する第１の濾波手段と、
前記位相差信号生成手段が生成した位相差信号を濾波して前記位相差信号の信号レベルを反転して前記周波数信号生成手段に供給することにより、新たな制御電圧を生成し、生成した新たな制御電圧を前記正極性周波数信号生成手段又は前記負極性周波数信号生成手段に供給する第２の濾波手段と、を備え、
前記切り替え手段は、出力する前記周波数信号の周波数を、前記制御電圧と周波数との極性が異なる周波数範囲に含まれる周波数に設定する場合に、前記周波数範囲に合わせて前記周波数信号生成手段を切り替えるとともに、切り替えた周波数信号生成手段の極性に合わせて前記第１の濾波手段又は前記第２の濾波手段を選択し、選択した濾波手段に切り替えることにより、前記制御電圧の極性を切り替えるものである、
ことを特徴とする請求項３に記載の発振装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、発振装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
通信機において、周波数を固定した周波数信号を出力する局部発振器がある。この局部発振器には、ＶＣＯ（Voltage Controlled Oscillator：電圧制御型発振器）が備えられている。このＶＣＯは、供給された制御電圧の電圧レベルに基づいて所定周波数の周波数信号を出力する発振器であり、供給される制御電圧に応じて容量が可変する可変容量ダイオードを備えている。
【０００３】
局部発振器は、このＶＣＯから出力された周波数信号と、所定の基準周波数発振器から出力された基準周波数信号とを、それぞれ、所定の分周比で分周し、分周した両信号の位相差を検出して、検出した位相差を示す信号をループフィルタで濾波して制御電圧を生成する。そして、生成した制御電圧をＶＣＯに供給することにより、周波数信号の周波数を固定する。
【０００４】
ＶＣＯでは、供給された制御電圧で動作する周波数範囲は、前記可変容量ダイオードの容量可変範囲によって決定される。しかし、この可変容量ダイオードの容量可変範囲は狭く、このＶＣＯが動作する周波数範囲も狭いため、複数のＶＣＯを組み合わせて周波数範囲を広くしたものがある。
【０００５】
かかる従来の局部発振器の動作特性を図１４に示す。
この図１４（ａ），（ｂ）に示すように、従来の局部発振器では、同じ極性（正又は負）のＶＣＯを組み合わせて周波数範囲を広くしている（Ｆ１＜Ｆ２≦Ｆ３＜Ｆ４）。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来のこのような発振装置では、図１４（ａ），（ｂ）に示すように、２つのＶＣＯの制御電圧Ｖsに大きなギャップがある。また、ループフィルタには、コンデンサが備えられている。制御電圧に大きな差があるため、ＶＣＯを切り替える場合、ループフィルタのコンデンサにチャージ又はディスチャージする電荷の変化量が大きくなる。このため、周波数信号の周波数が固定されるまでのロックアップ時間が長くなってしまう。
【０００７】
本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたもので、複数のＶＣＯを備えたものにおいて、ロックアップ時間を短くすることが可能な発振装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するため、本発明の第１の観点に係る発振装置は、
供給された制御電圧の電圧レベルに基づいて所定周波数の周波数信号を出力する発振装置において、
前記周波数信号を生成する周波数信号生成手段であって、前記周波数信号の周波数範囲が互いに異なり、前記制御電圧と周波数との極性が互いに異なるものを複数備え、
前記周波数信号の周波数を設定し、設定した周波数を周波数範囲に含む周波数信号生成手段に、前記極性に合わせて電圧レベルを設定した制御電圧を供給する制御電圧供給手段を備え、
前記複数の周波数信号生成手段は、
前記制御電圧の電圧レベルが高くなるに従って前記周波数信号の周波数が高くなる正極性周波数信号生成手段と、
前記制御電圧の電圧レベルが低くなるに従って前記周波数信号の周波数が高くなる負極性周波数信号生成手段と、を周波数範囲が隣り合うように備えたものであり、
前記制御電圧供給手段は、
前記複数の周波数信号生成手段のうちのいずれかによって生成された周波数信号の位相と所定の基準位相とを比較して、両位相の位相差に応じた信号レベルを有する位相差信号を生成し、周波数信号を生成した周波数信号生成手段の極性に応じて前記位相差信号の信号レベルの正負を設定する位相差信号生成手段と、
前記位相差信号生成手段が生成した位相差信号を濾波して前記周波数信号生成手段に供給することにより、新たな制御電圧を生成する濾波手段と、を備えるようにした。
【０００９】
また、本発明の第２の観点に係る発振装置は、
供給された制御電圧の電圧レベルに基づいて所定周波数の周波数信号を出力する発振装置において、
前記周波数信号を生成する周波数信号生成手段であって、前記周波数信号の周波数範囲が互いに異なり、前記制御電圧と周波数との極性が互いに異なるものを複数備え、
前記周波数信号の周波数を設定し、設定した周波数を周波数範囲に含む周波数信号生成手段に、前記極性に合わせて電圧レベルを設定した制御電圧を供給する制御電圧供給手段を備え、
前記複数の周波数信号生成手段は、
前記制御電圧の電圧レベルが高くなるに従って前記周波数信号の周波数が高くなる正極性周波数信号生成手段と、
前記制御電圧の電圧レベルが低くなるに従って前記周波数信号の周波数が高くなる負極性周波数信号生成手段と、を周波数範囲が隣り合うように備えたものであり、
前記制御電圧供給手段は、
前記複数の周波数信号生成手段のうちのいずれかによって生成された周波数信号の位相と所定の基準位相とを比較して、両位相の位相差に応じた信号レベルを有する位相差信号を生成する位相差信号生成手段と、
前記位相差信号生成手段が生成した位相差信号を濾波して、前記周波数信号を生成した周波数信号生成手段の極性に応じて、前記位相差信号の信号レベルを非反転又は反転して前記周波数信号生成手段に供給することにより、新たな制御電圧を生成する濾波手段と、を備えるようにしたものである。
【００１０】
また、本発明の第３の観点に係る発振装置は、
供給された制御電圧の電圧レベルに基づいて所定周波数の周波数信号を出力する発振装置において、
前記周波数信号を生成する周波数信号生成手段であって、前記周波数信号の周波数範囲が互いに異なり、前記制御電圧と周波数との極性が互いに異なるものを複数備え、
前記制御電圧と前記周波数との極性の切り替えが可能なものであって、前記周波数信号の周波数を設定し、設定した周波数を周波数範囲に含む周波数信号生成手段に、前記極性を合わせて電圧レベルを設定した制御電圧を供給する制御電圧供給手段と、
出力する前記周波数信号の周波数を、前記制御電圧と周波数との極性が異なる周波数範囲に含まれる周波数に設定する場合に、前記周波数範囲に合わせて前記周波数信号生成手段を切り替えるとともに、前記制御電圧供給手段の制御電圧の極性を切り替える切り替え手段と、を備えるようにしたものである。
【００１１】
前記複数の周波数信号生成手段は、
前記制御電圧の電圧レベルが高くなるに従って前記周波数信号の周波数が高くなる正極性周波数信号生成手段と、
前記制御電圧の電圧レベルが低くなるに従って前記周波数信号の周波数が高くなる負極性周波数信号生成手段と、を周波数範囲が隣り合うように備えたものであり、
前記制御電圧供給手段は、
前記複数の周波数信号生成手段のうちのいずれかによって生成された周波数信号の位相と所定の基準位相とを比較して、両位相の位相差に応じた信号レベルを有する位相差信号を生成する位相差信号生成手段と、
前記位相差信号生成手段が生成した位相差信号を濾波して前記周波数信号生成手段に供給することにより、新たな制御電圧を生成する濾波手段と、を備えたものであり、
前記切り替え手段は、出力する前記周波数信号の周波数を、前記制御電圧と周波数との極性が異なる周波数範囲に含まれる周波数に設定する場合に、前記周波数範囲に合わせて前記周波数信号生成手段を切り替えるとともに、切り替えた周波数信号生成手段の前記極性に応じて前記位相差信号生成手段の信号レベルの正負を設定することにより、前記制御電圧の極性を切り替えるものでもよい。
【００１２】
前記複数の周波数信号生成手段は、
前記制御電圧の電圧レベルが高くなるに従って前記周波数信号の周波数が高くなる正極性周波数信号生成手段と、
前記制御電圧の電圧レベルが低くなるに従って前記周波数信号の周波数が高くなる負極性周波数信号生成手段と、を周波数範囲が隣り合うように備えたものであり、
前記制御電圧供給手段は、
前記複数の周波数信号生成手段のうちのいずれかによって生成された周波数信号の位相と所定の基準位相とを比較して、両位相の位相差に応じた信号レベルを有する位相差信号を生成する位相差信号生成手段と、
前記位相差信号生成手段が生成した位相差信号を濾波して前記位相差信号の信号レベルを非反転して前記周波数信号生成手段に供給することにより、新たな制御電圧を生成し、生成した新たな制御電圧を前記正極性周波数信号生成手段又は前記負極性周波数信号生成手段に供給する第１の濾波手段と、
前記位相差信号生成手段が生成した位相差信号を濾波して前記位相差信号の信号レベルを反転して前記周波数信号生成手段に供給することにより、新たな制御電圧を生成し、生成した新たな制御電圧を前記正極性周波数信号生成手段又は前記負極性周波数信号生成手段に供給する第２の濾波手段と、を備え、
前記切り替え手段は、出力する前記周波数信号の周波数を、前記制御電圧と周波数との極性が異なる周波数範囲に含まれる周波数に設定する場合に、前記周波数範囲に合わせて前記周波数信号生成手段を切り替えるとともに、切り替えた周波数信号生成手段の極性に合わせて前記第１の濾波手段又は前記第２の濾波手段を選択し、選択した濾波手段に切り替えることにより、前記制御電圧の極性を切り替えるものであってもよい。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態に係る発振装置を図面を参照して説明する。
まず、第１の実施の形態について説明する。
第１の実施の形態に係る発振装置の構成を図１に示す。
第１の実施の形態に係る発振装置は、ＶＣＯ１１、１２と、スイッチ１３、１４と、基準周波数発振器１５と、マイクロコンピュータ（以後、「マイコン」と記す。）１６と、位相比較部１７と、ループフィルタ１８と、を備えて構成されている。
【００１４】
ＶＣＯ１１、１２は、それぞれ、周波数ｆvの周波数信号Ｓ１、Ｓ２を出力するものである。
ＶＣＯ１１は、図２に示すように、コイルＬ１１〜Ｌ１４と、可変容量ダイオードＤ１１と、コンデンサＣ１１〜１６と、トランジスタＱ１１と、抵抗Ｒ１１と、を備えて構成されている。
【００１５】
可変容量ダイオードＤ１１は、制御電圧に応じて容量が変化するダイオードであり、その容量は、図４に示すように、供給される電圧が低いと増え、供給される電圧が高いと減る。
トランジスタＱ１１は、ＵＪＴ（ユニジャンクショントランジスタ）である。
【００１６】
コイルＬ１１，Ｌ１３，Ｌ１４は、チョークコイルである。コイルＬ１２は、発振用コイルである。コンデンサＣ１２〜Ｃ１６は、発振用コンデンサである。尚、信号Ｓ１、出力信号は、それぞれ、コンデンサＣ１７，１８を介して出力される。
【００１７】
ＶＣＯ１２は、図３に示すように、コイルＬ２１〜Ｌ２５と、可変容量ダイオードＤ２１と、コンデンサＣ２１〜Ｃ２６，Ｃ２９と、トランジスタＱ２１と、抵抗Ｒ２１と、を備えている。
【００１８】
可変容量ダイオードＤ２１は、可変容量ダイオードＤ１１と同様に、図４に示すような特性を有するダイオードであり、コイルＬ２５とコンデンサＣ２９との接続点と、コイルＬ２１とコンデンサＣ２１との接続点と、の間に接続されている。
トランジスタＱ２１は、ＵＪＴ（ユニジャンクショントランジスタ）である。
【００１９】
コイルＬ２１，Ｌ２３，Ｌ２４は、チョークコイルである。コイルＬ２２は、発振用コイルである。コンデンサＣ２２〜Ｃ２６は、発振用コンデンサである。尚、信号Ｓ２、出力信号は、それぞれ、コンデンサＣ２７，２８を介して出力される。
【００２０】
ＶＣＯ１１は、図２に示す構成により、正極性の発振器として機能する。即ち、図５に示すように、ＶＣＯ１１が出力する信号Ｓ１の周波数は、ＶＣＯ１１に供給される制御電圧Ｖsが高くなるに従って（Ｖmin→Ｖmax）高くなる（Ｆ１→Ｆ２）。
【００２１】
ＶＣＯ１２は、図３に示す構成により、負極性の発振器として機能する。即ち、図５に示すように、ＶＣＯ１２が出力する信号Ｓ１の周波数は、ＶＣＯ１２に供給される制御電圧Ｖsが低くなるに従って（Ｖmax→Ｖmin）高くなる（Ｆ３→Ｆ４）。
【００２２】
尚、ＶＣＯ１１，１２を構成する各素子の定数は、ＶＣＯ１１，１２がそれぞれ出力する信号Ｓ１，Ｓ２の周波数がＦ１＜Ｆ２≦Ｆ３＜Ｆ４となるように、設定される。
【００２３】
スイッチ（図中、「ＳＷ」と記す。）１３、１４は、マイコン１６に制御されてＶＣＯ１１，１２のいずれか一方をオンするものである。
基準周波数発振器１５は、基準周波数ｆrの基準周波数信号Ｓ０を出力する発振器である。
【００２４】
マイコン（マイクロコンピュータ）１６は、ＳＷ１３，１４、位相比較部１７を制御するとともに、基準周波数ｆrを分周するための分周比データＲと、周波数ｆvを分周するための分周比データＮと、をそれぞれ位相比較部１７に出力する。また、このマイコン１６は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）を備えている。さらに、分周比データＲ，Ｎをこのマイコン１６に入力できるようになっており、マイコン１６は、入力した分周比データＲ，Ｎを記憶するためのメモリを備えている。
【００２５】
位相比較部１７は、ＶＣＯ１１又はＶＣＯ１２が出力した信号Ｓ１の位相と、基準周波数発振器１５が出力した基準周波数信号Ｓ０の位相とを比較して、その位相差を示す信号Ｓ２を出力するものであり、図６に示すように、分周器２１，２２と、位相比較器２３と、ＳＷ回路２４と、チャージポンプ２５と、を備えている。
【００２６】
分周器２１は、基準周波数発振器１５から供給された基準周波数ｆrの基準周波数信号Ｓ０を分周するためのものであり、基準周波数ｆrを、マイコン１６から供給された分周比データＲで除して、周波数Ｆr（＝ｆr／Ｒ）の信号Ｓ４を生成し、生成した信号Ｓ４を位相比較器２３に出力する。
【００２７】
分周器２２は、ＶＯＣ１１又はＶＯＣ１２から供給された周波数ｆvの周波数信号Ｓ１を分周するためのものであり、周波数ｆvを、マイコン１６から供給された分周比データＮで除して、周波数Ｆv（＝ｆv／Ｎ）の信号Ｓ５を生成し、生成した信号Ｓ５を位相比較器２３に出力する。
【００２８】
位相比較器２３は、ＮＡＮＤゲート２６〜３４を備え、信号Ｓ４，Ｓ５の両位相を比較して、その位相差に応じたパルス幅の信号Ｓ６，７を生成するものであり、生成した信号Ｓ６，７をＳＷ回路２４に出力する。
尚、ＮＡＮＤゲート２７，２８、ＮＡＮＤゲート２９，３０は、それぞれ、フリップフロップ回路を構成している。
【００２９】
チャージポンプ２５は、信号Ｓ６と信号Ｓ７との位相差を示す信号Ｓ２を出力するためのものであり、トランジスタＱ３１，Ｑ３２と、インバータ３７と、を備えている。
【００３０】
トランジスタＱ３１は、ゲートにローレベルの電圧が供給されてオンするＰチャネル電界効果トランジスタであり、トランジスタＱ３２は、ゲートにハイレベルの電圧が供給されてオンするＮチャネル電界効果トランジスタである。トランジスタＱ３１、Ｑ３２は直列に接続され、トランジスタＱ３１は、電圧Ｖccを有する電源に接続されている。
そして、チャージポンプ２５は、トランジスタＱ３１がオン、トランジスタＱ３２がオフすると、ハイレベルとなり、トランジスタＱ３１がオフ、トランジスタＱ３２がオンすると、ローレベルとなる信号Ｓ２を出力するように構成されている。
【００３１】
ＳＷ回路２４は、位相比較器２３の極性を正又は負に設定するためのものであり、連動するＳＷ３５，３６からなる。
【００３２】
ＳＷ回路２４は、マイコン１６によって制御され、位相比較部１７を正極性にする場合、ＳＷ３５を介してＮＡＮＤゲート３３の出力端とトランジスタＱ３１のゲート端子とを接続し、ＳＷ３６を介してＮＡＮＤゲート３４の出力端とインバータ３７の入力端とを接続する。
【００３３】
また、位相比較部１７を負極性にする場合、ＳＷ回路２４は、ＳＷ３５を介してＮＡＮＤゲート３３の出力端とインバータ３７の入力端とを接続し、ＳＷ３６を介してＮＡＮＤゲート３４の出力端とトランジスタＱ３１のゲート端子とを接続する。
【００３４】
ループフィルタ１８は、位相比較部１７が出力した信号Ｓ２を積分して、制御電圧Ｖsを有する信号Ｓ３を生成するローパスフィルタであり、抵抗Ｒ３１とコンデンサＣ３１とを備えている。
【００３５】
次に第１の実施の形態に係る発振装置の動作を説明する。
マイコン１６は、周波数信号Ｓ１の出力周波数ｆvに基づいて、ＳＷ１３，１４，位相比較部１７を制御する。
【００３６】
そのマイコン１６の動作を図７に示す。
マイコン１６は、設定された出力周波数ｆvをＦ１〜Ｆ２の範囲に設定するのか、Ｆ３〜Ｆ４の範囲に設定するのかを判別する（ステップＳ１１）。
【００３７】
出力周波数ｆvをＦ１〜Ｆ２の範囲に設定する場合、マイコン１６は、ＳＷ１３，１４を制御して正極性のＶＣＯ１１をオンし、負極性のＶＣＯ１２をオフする（ステップＳ１２）。
【００３８】
マイコン１６は、位相比較部１７のＳＷ回路２４を制御して、位相比較部１７を正極性にする（ステップＳ１３）。
【００３９】
マイコン１６は、出力周波数ｆvが設定すべき周波数となるように、設定された分周比データＲ、Ｎを、それぞれ、分周器２１，２２に出力する（ステップＳ１４）。
【００４０】
次に、出力周波数ｆvをＦ３〜Ｆ４の範囲に設定する場合、マイコン１６は、ＳＷ１３，１４を制御して正極性のＶＣＯ１１をオフし、負極性のＶＣＯ１２をオンする（ステップＳ１５）。
【００４１】
また、マイコン１６は、位相比較部１７のＳＷ回路２４を制御して、位相比較部１７を負極性にする（ステップＳ１６）。
そして、マイコン１６は、出力周波数ｆvに基づいて設定された分周比データＲ、Ｎを、それぞれ、分周器２１，２２に出力する（ステップＳ１４）。
【００４２】
次に、位相比較部１７、ループフィルタ１８の動作について説明する。
分周器２１は、基準周波数発振器１５から供給された基準周波数信号Ｓ０の周波数ｆrを、マイコン１６から供給された分周比データＲで除し、周波数Ｆr（＝ｆr／Ｒ）の信号Ｓ４を生成する。そして、分周器２１は、生成した信号Ｓ４を位相比較器２３のＮＡＮＤゲート２６に供給する。
【００４３】
分周器２２は、ＶＣＯ１１又はＶＣＯ１２が出力した信号Ｓ１の周波数ｆvを、マイコン１６から出力された分周比データＮで除し、周波数Ｆv（＝ｆv／Ｎ）の信号Ｓ５を生成する。そして、分周器２２は、生成した信号Ｓ５を位相比較器２３のＮＡＮＤゲート３１に供給する。
【００４４】
位相比較器２３は、信号Ｓ４とＳ５との位相を比較する。
信号Ｓ５の位相が信号Ｓ４の位相よりも遅れている場合、位相比較器２３のＮＡＮＤゲート３３は、信号Ｓ４と信号Ｓ５との位相差が生じている期間でローレベルとなる信号Ｓ６を生成する。尚、信号Ｓ５の位相が信号Ｓ４の位相よりも遅れている場合、ＮＡＮＤゲート３４から出力された信号Ｓ７の信号レベルは、ハイレベルになる。
【００４５】
マイコン１６は、ＳＷ回路２４を制御して、位相比較部１７を正極性にする場合、負極性にする場合に応じてＳＷ３５，３６を切り替える。
【００４６】
位相比較部１７を正極性にする場合、即ち、ＮＡＮＤゲート３３の出力端とトランジスタＱ３１のゲート端子とを接続し、ＮＡＮＤゲート３４の出力端とインバータ３７の入力端とを接続した場合、位相比較器２３から出力された信号Ｓ６，Ｓ７が、それぞれ、ハイレベル、ローレベルであると、トランジスタＱ３１，Ｑ３２は、それぞれ、オン、オフする。この場合、チャージポンプ２５から出力される信号Ｓ２は、ハイレベルとなり、コンデンサＣ３１は、抵抗Ｒ３１を介してチャージ（充電）される。
【００４７】
また、信号Ｓ６，Ｓ７が、それぞれ、ローレベル、ハイレベルであると、トランジスタＱ３１，Ｑ３２は、それぞれ、オフ、オンする。この場合、チャージポンプ２５から出力される信号Ｓ２は、ローレベルとなり、コンデンサＣ３１は、抵抗Ｒ３１を介してディスチャージ（放電）される。
【００４８】
位相比較部１７を負極性にする場合、即ち、ＮＡＮＤゲート３３の出力端とインバータ３７の入力端とを接続し、ＮＡＮＤゲート３４の出力端とトランジスタＱ３１のゲート端子とを接続した場合、位相比較器２３から出力された信号Ｓ６，Ｓ７が、それぞれ、ハイレベル、ローレベルであると、トランジスタＱ３１，Ｑ３２は、それぞれ、オフ、オンし、チャージポンプ２５から出力される信号Ｓ２は、ローレベルとなり、コンデンサＣ３１は、抵抗Ｒ３１を介してディスチャージされ、信号Ｓ６，Ｓ７が、それぞれ、ローレベル、ハイレベルであると、トランジスタＱ３１，Ｑ３２は、それぞれ、オン、オフし、チャージポンプ２５から出力される信号Ｓ２は、ローレベルとなり、コンデンサＣ３１は、抵抗Ｒ３１を介してチャージされる。
【００４９】
この位相比較部１７の動作を、さらに、図８を用いて説明する。
尚、ここでは、位相比較部１７が正極性であるものとして説明する。
分周器２２から出力された信号Ｓ５の位相が、分周器２１から出力された信号Ｓ４の位相よりも遅れている場合（時刻ｔ０〜ｔ１）、信号Ｓ４と信号Ｓ５との間に位相差が生じている期間で信号Ｓ６はローレベルになり、信号Ｓ２は、ハイレベルとなる。この信号Ｓ２のパルス幅は、信号Ｓ４と信号Ｓ５との間の位相差に応じた幅となる。
【００５０】
信号Ｓ２がハイレベルになると、チャージポンプ２５のトランジスタＱ３１がオン、トランジスタＱ３２がオフして、コンデンサＣ３１は、抵抗Ｒ３１を介してチャージされる。コンデンサＣ３１がチャージされると、制御電圧Ｖsは高くなり、信号Ｓ４と信号Ｓ５との位相差は、徐々に小さくなる。信号Ｓ４と信号Ｓ５との位相差が、時刻ｔ１において、０になると、周波数信号Ｓ１の周波数ｆvは、固定（ロック）される。
【００５１】
次に、時刻ｔ２において、信号Ｓ４の位相が遅くなった場合、信号Ｓ５の位相は、信号Ｓ４の位相よりも進み、信号Ｓ４と信号Ｓ５との間に位相差が生じる。この場合、信号Ｓ６は、ハイレベルとなる。また、時刻ｔ３〜ｔ４において、信号Ｓ４と信号Ｓ５との間に位相差が生じ、信号Ｓ７は、ローレベルになる。
【００５２】
信号Ｓ７がローレベルになると、信号Ｓ２はローレベルとなり、チャージポンプ２５のトランジスタＱ３１，Ｑ３２が、それぞれ、オフ、オンして、ループフィルタ１８のコンデンサＣ３１は、抵抗Ｒ３１を介してディスチャージされる。
【００５３】
コンデンサＣ３１がディスチャージされると、制御電圧Ｖsは低下する。制御電圧Ｖsが低下すると、信号Ｓ４と信号Ｓ５との位相差は、徐々に小さくなり、時刻ｔ４において、信号Ｓ４と信号Ｓ５との位相差が０になると、周波数信号Ｓ１の周波数ｆvは、固定（ロック）される。
【００５４】
次に、ＶＣＯ１１，１２を切り替えた場合の動作を図９に基づいて説明する。
まず、現在の制御電圧Ｖsの電圧レベルがＶ0、現在の出力周波数ｆvがｆ0であるとする。
【００５５】
出力周波数ｆ0は、Ｆ１〜Ｆ２の範囲であるので、ＶＣＯ１１，１２は、それぞれ、オン、オフし、周波数信号Ｓ１は、正極性のＶＣＯ１１から出力される。また、位相比較部１７の極性は正になっている。
【００５６】
周波数信号Ｓ１の出力周波数ｆvを、ｆ0からｆ1に切り替える場合、マイコン１６は、ＳＷ１３，１４を制御して、ＶＣＯ１１，１２を、それぞれ、オフ、オンする。ＶＣＯ１１，１２を、それぞれ、オフ、オンすることにより、周波数信号Ｓ１は、ＶＣＯ１２から出力される。
【００５７】
また、マイコン１６は、位相比較部１７の極性が負となるように位相比較部１７のＳＷ回路２４を制御し、出力周波数ｆvが、ｆ1になるように設定された分周比データＲ，Ｎを、位相比較部１７に供給する。
【００５８】
出力周波数ｆ0は、目標となる出力周波数ｆ1よりも小さいので、分周器２２から出力された信号Ｓ５の位相は、分周器２１から出力された信号Ｓ４の位相よりも遅れる。また、位相比較部１７の極性は負であるので、ループフィルタ１８のコンデンサＣ３１は、ディスチャージされる。
【００５９】
ここで、ＶＣＯ１２の極性を、従来のように正とした場合（破線）、コンデンサＣ３１のディスチャージ量は（Ｖ0−Ｖ2）となる。しかし、ＶＣＯ１２の極性は、実線で示すように負であるので、コンデンサＣ３１のディスチャージ量は（Ｖ0−Ｖ1）だけとなり、従来よりも少なくなる。ディスチャージ量が少なくなれば、その分、ロックアップ時間が短くなる。
【００６０】
以上説明したように、本実施の形態によれば、設定すべき出力周波数ｆvに応じて正極性のＶＣＯ１１又は負極性のＶＣＯ１２を選択し、位相比較部１７の極性をそれに応じて設定するようにしたので、ＶＣＯ１１，１２、位相比較部１７の極性を切り替えても制御電圧の差は小さくなり、ループフィルタ１８のコンデンサへのチャージ、あるいはディスチャージする電荷の変化量も小さくなる。従って、２つのＶＣＯの切り替え時のロックアップ時間は短くなる。
【００６１】
尚、本発明を実施するにあたっては、種々の形態が考えられ、上記実施の形態に限られるものではない。
例えば、上記実施の形態では、ＶＣＯ１１，１２は、それぞれ、正極性、負極性であれば、図２，３に示す構成に限定されるものではない。
【００６２】
ＶＣＯは２つに限られるものではなく、３つ以上備えるようにしてもよい。その場合、切り替え時の制御電圧に差が生じないように、周波数範囲が隣り合っているＶＣＯの極性が、互いに異なるように設定しておく。
【００６３】
位相比較部１７も、正極性、負極性に切り替えられるものであれば、図６に示す構成に限定されるものではない。
【００６４】
次に、第２の実施の形態について説明する。
第２の実施の形態に係る発振装置は、２つのＶＣＯの極性を逆にしたものである。
第２の実施の形態に係る発振装置では、図１０に示すように、正極性のＶＣＯ１１の周波数範囲がＦ３〜Ｆ４となるようにＶＣＯ１１の各回路素子の定数を設定する。
また、図１０に示すように、負極性のＶＣＯ１２の周波数範囲がＦ１〜Ｆ２となるようにＶＣＯ１２の各回路素子の定数を設定する。
【００６５】
次に第２の実施の形態に係る発振装置の動作を説明する。
マイコン１６は、周波数信号Ｓ１の出力周波数ｆvに応じてＳＷ１３，１４、ＳＷ回路２４のＳＷ３５，３６を制御する。
【００６６】
即ち、出力周波数ｆvをＦ１〜Ｆ２の範囲に設定する場合、マイコン１６は、ＳＷ１３，１４を制御してＶＣＯ１１，１２を、それぞれ、オフ、オンする。
また、マイコン１６は、位相比較部１７の極性が負となるようにＳＷ回路２４を制御する。
【００６７】
次に、出力周波数ｆvをＦ３〜Ｆ４の範囲に設定する場合、マイコン１６は、ＳＷ１３，１４を制御してＶＣＯ１１、１２を、それぞれ、オン、オフする。
また、マイコン１６は、位相比較部１７の極性が正となるようにＳＷ回路２４を制御する。
【００６８】
以上説明したように、本実施の形態によれば、図１０に示す特性を有するようにしても、第１の実施の形態と同様に、２つのＶＣＯの切り替えによる制御電圧の差を小さくすることができ、ロックアップ時間が短くなる。
【００６９】
次に、第３の実施の形態について説明する。
第３の実施の形態に係る発振装置は、極性が異なるループフィルタを２つ備え、出力周波数に応じて２つのループフィルタを切り替えるようにしたものである。
【００７０】
第３の実施の形態に係る発振装置の構成を図１１に示す。
第３の実施の形態に係る発振装置は、ＶＣＯ１１，１２と、基準周波数発振器１５と、マイコン１６と、位相比較部１７と、ループフィルタ１８，１９と、ＳＷ２０と、を備えている。
【００７１】
ＶＣＯ１１，１２は、それぞれ、正極性、負極性の発振器であり、図５に示すような特性を有するように、各素子の定数が設定される。
位相比較部１７は、図１２に示すように、分周器２１，２２と、位相比較器２３と、チャージポンプ２５と、を備えている。
【００７２】
ループフィルタ１８は、図１２に示すように、抵抗Ｒ３１とコンデンサＣ３１とを備えている。ループフィルタ１８は、このように構成されて、チャージポンプ２５から供給された信号Ｓ２を反転せずに信号Ｓ３を出力する非反転方式のフィルタとして機能する。
【００７３】
ループフィルタ１９は、図１２に示すように、抵抗Ｒ３２〜Ｒ３４と、コンデンサＣ３２と、トランジスタＱ３３，３４を備えている。ループフィルタ１９は、このように構成されて、チャージポンプ２５から供給された信号Ｓ２を反転した信号Ｓ３を出力する反転方式のフィルタとして機能する。
【００７４】
ＳＷ２０は、図１２に示すように、マイコン１６によって制御されてループフィルタ１８，１９のうちのいずれか一方に信号Ｓ２を供給するものである。
【００７５】
次に第３の実施の形態に係る発振装置の動作を説明する。
マイコン１６は、出力周波数ｆvをＦ１〜Ｆ２の範囲に設定する場合、ＳＷ２０を制御して、チャージポンプ２５の出力端をループフィルタ１８に接続し、Ｆ３〜Ｆ４の範囲に設定する場合、ＳＷ２０を制御して、チャージポンプ２５の出力端をループフィルタ１９に接続する。
【００７６】
チャージポンプ２５の出力端をループフィルタ１９に接続させると、ループフィルタ１９は、信号Ｓ３を反転した信号Ｓ３１を出力する。
従って、第３の実施の形態に係る発振装置は、図５に示す特性を有することになる。
【００７７】
以上説明したように、本実施の形態によれば、非反転式、反転式のループフィルタ１８、１９を備え、ＶＣＯ１１，１２に応じて、ループフィルタ１８、１９をＳＷ２０で切り替えることにより、２つのＶＣＯ１１，１２を切り替えても制御電圧の差は小さくなり、ループフィルタ１８、１９のコンデンサへのチャージ、あるいはディスチャージする電荷の変化量も小さくなり、２つのＶＣＯの切り替えによるロックアップ時間は短くなる。
【００７８】
次に、第４の実施の形態について説明する。
第４の実施の形態に係る発振装置は、ＶＣＯの極性を逆にして、非反転式、反転式のループフィルタをそれに応じて接続するようにしたものである。
【００７９】
第４の実施の形態に係る発振装置の構成を図１３に示す。
この図１３に示すように、第４の実施の形態に係る発振装置は、第３の実施の形態に係る発振装置と同様に、ＶＣＯ１１，１２と、基準周波数発振器１５と、マイコン１６と、位相比較部１７と、ループフィルタ１８，１９と、ＳＷ２０と、を備え、非反転方式のループフィルタ１８に、負極性のＶＣＯ１２を接続し、反転方式のループフィルタ１９に、正極性のＶＣＯ１１を接続する。
【００８０】
このように構成することにより、発振装置は、図１０に示す特性を有することになり、上述の実施の形態と同様に、２つのＶＣＯの切り替え時のロックアップ時間を短くすることができる。
【００８１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ロックアップ時間を短くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る発振装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図１の正極性のＶＣＯの構成を示す回路図である。
【図３】図１の負極性のＶＣＯの構成を示す回路図である。
【図４】図２、３の可変容量ダイオードの特性を示す説明図である。
【図５】図１の正極性、負極性のＶＣＯの制御電圧対周波数の関係を示す説明図である。
【図６】図１の位相比較部、ループフィルタの構成を示す回路図である。
【図７】図１のマイコンの動作を示すフローチャートである。
【図８】図１の位相比較部の動作を示すタイミングチャートである。
【図９】図１の発振装置の動作を示す説明図である。
【図１０】本発明の第２の実施の形態に係る発振装置に備えられた２つのＶＣＯの特性を示す説明図である。
【図１１】本発明の第３の実施の形態に係る発振装置の構成を示すブロック図である。
【図１２】図１１の位相比較部、ＳＷ、ループフィルタの構成を示す回路図である。
【図１３】本発明の第４の実施の形態に係る発振装置の構成を示すブロック図である。
【図１４】従来の発振装置の動作を示す説明図である。
【符号の説明】
１１，１２  ＶＣＯ
１３，１４  ＳＷ
１５  基準周波数発振器
１６  マイコン（マイクロコンピュータ）
１７  位相比較部
１８  ループフィルタ
【図１】
0003789329.tif 000002
【図２】
0003789329.tif 000003
【図３】
0003789329.tif 000004
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0003789329.tif 000008
【図８】
0003789329.tif 000009
【図９】
0003789329.tif 000010
【図１０】
0003789329.tif 000011
【図１１】
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【図１２】
0003789329.tif 000013
【図１３】
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【図１４】
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