專利名稱：頻率合成器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及頻率合成器，特別涉及可以使在內部中使用的基準信號從電源剛剛接 通之后在整個使用期間中穩(wěn)定化的頻率合成器。
背景技術：
[現(xiàn)有技術的說明]在下一代移動體通信、地上數(shù)字廣播等的基站中使用的頻率合成器中，期望著提 高針對基準信號的精度、提高起動特性。作為基準信號源，有銫(Cs)標準振蕩器、銣(Rb)標準振蕩器、通過GPS信號實 現(xiàn)的頻率同步型的標準振蕩器、恒溫槽控制晶體振蕩器(OCXO)、以及溫度補償晶體振蕩器 (TCXO)等，頻率的精度不同。因此，根據(jù)各個用途，利用滿足所需的精度的基準信號源。OCXO是具備使溫度成為恒定的恒溫槽的晶體振蕩器，并且TCXO是在存儲器中存 儲對由溫度引起的變動進行補償?shù)臏囟妊a償數(shù)據(jù)，來進行溫度校正的晶體振蕩器。[振蕩器的頻率穩(wěn)定度的大致標準圖6]使用圖6，對用作基準信號源的振蕩器的頻率穩(wěn)定度進行說明。圖6是示出用作基 準信號源的振蕩器的頻率穩(wěn)定度的示意說明圖。如圖6所示，一般，TCXO的頻率穩(wěn)定度(Δ f/f)是10_6左右，OCXO是10_8左右，利 用了原子的共振現(xiàn)象的銣振蕩器、銫振蕩器具備更良好的頻率穩(wěn)定度，分別是IO-ltlUO-12左 右O但是，銣振蕩器、銫振蕩器的成本較高，搭載到批量產(chǎn)品中是不現(xiàn)實的。另外，OCXO在恒溫槽內部的溫度達到一定溫度為止的幾分鐘的期間頻率大幅變 動。TCXO雖然到達穩(wěn)定的時間較短、且啟動特性良好，但與OCXO相比長期的頻率穩(wěn)定度不佳。另一方面，對于相位噪聲特性，已知OCXO優(yōu)于TCX0。[關聯(lián)技術]另外，作為與頻率合成器相關的技術，有日本特開平8-56120號公報“基準振蕩器 電路”(申請人八重洲無線株式會社、專利文獻1)、日本特開2004-172686號公報“基準信 號發(fā)生器”(申請人日本電氣電報株式會社、專利文獻2)。在專利文獻1中，記載有在頻率合成器中具備TCXO與OCXO這兩方并切換它們而 用作基準信號的基準振蕩器電路。另外，在專利文獻2中，記載有具備電壓控制型數(shù)字溫度補償晶體振蕩器 (VC-DTCXO)與0CX0，并切換它們而用作基準信號的基準信號發(fā)生器。但是，專利文獻1以及2并非對來自多個振蕩器的輸出進行加權而合成、或者從外 部輸入穩(wěn)定度高的基準信號的結構。

發(fā)明內容
但是，在以往的頻率合成器中，存在如下問題在作為基準信號使用了 OCXO的情 況下，啟動時的穩(wěn)定度惡化，在使用了 TCXO的情況下，在啟動時雖然較快穩(wěn)定但長期的穩(wěn) 定度不佳，所以從電源剛剛接通之后在長時間的整個使用期間，得不到良好的頻率穩(wěn)定度。本發(fā)明鑒于上述實際狀況而完成的，其目的在于提供一種頻率合成器，從電源剛 剛接通之后在長時間的整個使用期間中得到良好的頻率穩(wěn)定度。為了解決上述以往例的問題，本發(fā)明提供一種頻率合成器，具備產(chǎn)生基準信號的 基準信號發(fā)生電路，對從基準信號發(fā)生電路輸出的基準信號與來自壓控振蕩器的輸出信號 進行比較，進行控制以使壓控振蕩器的輸出信號成為期望的頻率，所述頻率合成器的特征 在于包括第1振蕩器，具備基準信號發(fā)生電路在電源接通后在短時間內使頻率穩(wěn)定化的 特性；第2振蕩器，具備雖然在電源剛剛接通之后與第1振蕩器相比頻率不穩(wěn)定，但在經(jīng)過 一定時間以后與第1振蕩器相比頻率的穩(wěn)定度高的特性；第1權重變換器，進行來自第1 振蕩器的輸出的權重調整；第2權重變換器，進行來自第2振蕩器的輸出的權重調整；加法 器，對來自第1權重變換器以及第2權重變換器的輸出進行加法后作為基準信號輸出；以及 控制部，將權重的值輸出到第1權重變換器以及第2權重變換器，以便針對第1權重變換器 中的第1權重與第2權重變換器中的第2權重，在電源剛剛接通之后，使第1權重大于第2 權重而使第2權重小于第1權重，根據(jù)時間經(jīng)過逐漸降低第1權重并提高第2權重，在經(jīng)過 一定時間后，使第1權重成為0%，使第2權重成為100%，在電源剛剛接通之后使第1振蕩 器的貢獻量大而在短時間內使頻率穩(wěn)定化，并且通過第2振蕩器的貢獻量而與單獨使用第 1振蕩器的情況相比可以提高啟動時的相位噪聲特性，在第2振蕩器穩(wěn)定而進一步經(jīng)過一 定時間后僅利用第2振蕩器，從而具有從電源剛剛接通之后在長時間的整個使用期間中可 以供給穩(wěn)定的基準信號的效果。另外，在本發(fā)明中，在上述頻率合成器中，能夠輸入與第1振蕩器以及第2振蕩器 相比頻率的穩(wěn)定度高的外部基準信號，具備第3權重變換器，進行外部基準信號的權重調 整，加法器對來自第1權重變換器、第2權重變換器、第3權重變換器的輸出進行加法后作 為基準信號輸出，控制部在輸入了外部基準信號的情況下，將權重的值輸出到第1權重變 換器以及第2權重變換器，以使第1權重變換器中的第1權重以及第2權重變換器中的第 2權重成為0%，并且將權重的值輸出到第3權重變換器，以使第3權重變換器中的第3權 重成為100%，具有如下效果在輸入了外部基準信號的情況下，通過最優(yōu)先地輸出穩(wěn)定度 高的外部基準信號，可以提供高穩(wěn)定的基準信號，可以使環(huán)路迅速地收斂。另外，在本發(fā)明中，在上述頻率合成器中，控制部在輸入了外部基準信號的情況 下，將權重的值輸出到第3權重變換器，以使第3權重變換器中的第3權重在預先設定的轉 移期間內從0%逐漸增加到100%，并且將權重的值輸出到第1權重變換器以及第2權重變 換器，以使第1權重變換器中的第1權重與第2權重變換器中的第2權重之和在轉移期間 內從100 %逐漸減少到0 %，具有可以防止在環(huán)路穩(wěn)定之前基準信號的頻率急劇地變動而 頻率合成器輸出變得不穩(wěn)定的效果。另外，在本發(fā)明中，在上述頻率合成器中，具備第1表，與從電源接通起的時間對 應地，存儲第1權重變換器中的第1權重與第2權重變換器中的第2權重；以及第2表，與 從外部基準信號的輸入開始起的時間對應地，存儲第3權重變換器中的第3權重、和第1權重與第2權重之和，控制部在沒有輸入外部基準信號的情況下，基于第1表，向第1權重變 換器以及第2權重變換器輸出權重的值，當輸入了外部基準信后，基于第2表向第3權重變 換器輸出權重的值，并且依照存儲在第1表中的第1權重與第2權重之比，分配存儲在第2 表中的第1權重以及第2權重之和，向第1權重變換器以及第2權重變換器輸出權重的值， 具有如下效果控制可以通過簡單的處理，將與從電源接通起的時間對應的適合的權重的 值輸出到第1以及第2權重變換器，并且在輸入了外部基準信號的情況下，可以將頻率不急 劇地變動的適合的權重的值容易地輸出到第1、第2、第3權重變換器。另外，在本發(fā)明中，在上述頻率合成器中，第1振蕩器是溫度補償晶體振蕩器，第2 振蕩器是恒溫槽控制晶體振蕩器，具有可以比較廉價地實現(xiàn)從電源剛剛接通之后在長時間 內基準信號的穩(wěn)定度高、且相位噪聲特性良好的頻率合成器的效果。


圖1是本實施方式的頻率合成器的結構框圖。圖2是示出0CX0、TCXO的頻率穩(wěn)定度的特性的示意說明圖。圖3是基本權重表的示意說明圖。圖4是外部基準信號權重表的示意說明圖。圖5是示出CPUlO中的電源接通時的權重控制的處理的流程圖。圖6是示出用作基準信號源的振蕩器的頻率穩(wěn)定度的示意說明圖。(符號說明)1 基準信號發(fā)生電路；2 相位比較器；3 環(huán)路濾波器；4 壓控振蕩器；5 分頻器； 10 =CPU ；20 恒溫槽控制晶體振蕩器(OCXO) ；30 溫度補償晶體振蕩器(TCXO) ；11,21,31 權重變換器A、B、C ；12,22,32 :D/A轉換器；13 外部基準信號電平檢測電路；23 恒溫槽溫 度檢測部；14,24 :A/D轉換器；40 存儲器；41 加法器。
具體實施例方式[實施方式的概要]參照附圖，對本發(fā)明的實施方式進行說明。本發(fā)明的實施方式的頻率合成器在內部具備OCXO與TCX0、分別對應地調整輸出 的權重的權重變換器、對來自各權重變換器的輸出進行加法而作為基準信號輸出到PLL電 路的加法器、以及對各權重變換器進行控制的控制部，控制部對各權重變換器進行控制，以 便在電源接通時，使TCXO的權重高，逐漸提高OCXO的權重，在OCXO的恒溫槽成為恒定溫 度之后，僅為0CX0，可以使電源接通時的基準信號的頻率迅速地穩(wěn)定，并且還使其長期地穩(wěn) 定。另外，本發(fā)明的實施方式的頻率合成器除了上述結構以外，還具備權重變換器，該 權重變換器可以輸入來自穩(wěn)定度更高的振蕩器的外部基準信號，調整外部基準信號的輸出 權重，在輸入了外部基準信號的情況下，控制部使外部基準信號的權重高而優(yōu)先將其輸出， 如果在啟動時輸入外部基準信號，則可以輸出高精度的基準信號，可以使PLL電路迅速地 鎖定。[實施方式的振蕩器圖1]
使用圖1，對本實施方式的頻率合成器的結構進行說明。圖1是本實施方式的頻率 合成器(本頻率合成器)的結構框圖。如圖1所示，本頻率合成器基本上包括基準信號發(fā)生電路1、相位比較器2、環(huán)路濾 波器3、壓控振蕩器4、以及分頻器5。相位比較器2對從基準信號發(fā)生電路1輸出的基準信號與來自分頻器5的分頻后 的合成器輸出進行比較，對相位差進行檢測而輸出相位差信號，環(huán)路濾波器3對相位差信 號進行平滑化而將控制電壓輸出到壓控振蕩器，從壓控振蕩器輸出規(guī)定的頻率。[基準信號發(fā)生電路1圖1]接下來，使用圖1，對作為本頻率合成器的特征部分的基準信號發(fā)生電路1進行說 明?；鶞市盘柊l(fā)生電路1在內部具備恒溫槽控制晶體振蕩器(OCXO) 20、與溫度補償 晶體振蕩器(TCXO) 30，還可以通過用戶的操作來輸入從外部輸入的外部基準信號，調整 0CX020、TCX030、以及外部基準信號的權重比率而進行加法，作為基準信號而輸出。0CX020 相當于權利要求中記載的第2振蕩器，TCX030相當于第1振蕩器。另外，設置在內部的第1、第2振蕩器不限于TCX0、0CX0，只要是第1振蕩器具備在 電源接通后迅速地使頻率偏差(Δ Τ 穩(wěn)定化的特性，第2振蕩器具備與第1振蕩器相比 在穩(wěn)定化中花費更多的時間，但在電源接通后在經(jīng)過一定時間以后頻率穩(wěn)定度比第1振蕩 器高的特性的組合即可。此處，外部基準信號是例如來自銣振蕩器、銫振蕩器的信號，是從比設置在內部中 的0CX020、TCX030更穩(wěn)定的振蕩器輸出的信號。另外，只要比內部的0CX020、TCX030更穩(wěn)定，則外部基準信號的信號源也可以是
晶體振蕩器。對基準信號發(fā)生電路1的結構進行具體說明。如圖1所示，基準信號發(fā)生電路1具備CPU10、恒溫槽控制晶體振蕩器(OCXO) 20、 溫度補償晶體振蕩器(TCXO) 30、權重變換器A(Il)、權重變換器Β(21)、權重變換器C(31)、 D/A轉換器12、22、32、外部基準信號電平檢測電路13、A/D轉換器14、24、恒溫槽溫度檢測 部23、存儲器40、以及加法器41。對各構成部分進行說明。權重變換器A(Il)根據(jù)來自CPUlO的權重值，把從外部輸入的外部基準信號的權 重進行變換后輸出到加法器41。 權重變換器B (21)根據(jù)來自CPUlO的權重值，把0CX020的輸出的權重進行變換后 輸出到加法器41。權重變換器C (31)根據(jù)來自CPUlO的權重值，把TCX030的輸出的權重進行變換后 輸出到加法器41。權重變換器A、B、C分別相當于權利要求中記載的第3權重變換器、第2權重變換 器、第1權重變換器，權重變換器A、B、C中的權重值分別相當于權利要求中的第3、第2、第 1權重。加法器41對來自權重變換器A、B、C的輸出進行加法后作為基準信號輸出到相位 比較器2。
CPUlO相當于權利要求中記載的控制部，輸出對權重變換器A、B、C中的權重進行 控制的權重值。由此，通過在本頻率合成器中，對外部基準信號、0CX020、以及TCX030的輸 出適合地進行加權并進行加法，輸出頻率穩(wěn)定度高、且相位噪聲特性優(yōu)良的基準信號。在后 面，對CPUlO的處理進行具體說明。D/A轉換器12、22、32將來自CPUlO的權重值變換為模擬信號，將其分別輸出到權 重變換器A、B、C。外部基準信號電平檢測電路13對外部基準信號的輸入電平(模擬)進行檢測。另 外，外部基準信號根據(jù)系統(tǒng)中要求的頻率穩(wěn)定度而有時輸入且有時不需要輸入，用戶通過 開關等用手動切換輸入的0N/0FF。A/D轉換器14將模擬信號的輸入電平變換為數(shù)字的輸入電平。然后，CPUlO在來自A/D轉換器14的外部基準信號電平成為一定電平以上的情況 下，判斷為輸入了外部基準信號。恒溫槽溫度檢測部23對0CX020的恒溫槽的溫度進行檢測，向A/D轉換器24輸出 模擬信號的溫度信號。A/D轉換器24將模擬信號的溫度信號變換為數(shù)字的溫度數(shù)據(jù)。存儲器40存儲有成為CPUlO中的權重控制的基準的基本權重表與外部基準信號 權重表這2種權重表。在后面說明權重表。在本頻率合成器中，根據(jù)預先通過仿真或者實驗求出的從電源接通時起的時間與 0CX020以及TCX030的頻率穩(wěn)定度的關系，生成基本權重表，并存儲在存儲器40中。另外，在后面敘述利用了恒溫槽溫度檢測部23的權重控制的應用例。
接下來，使用圖2，對本頻率合成器中使用的0CX0、TCX0的頻率穩(wěn)定度的特性進行 說明。圖2是示出0CX0、TCXO的頻率穩(wěn)定度的特性的示意說明圖。如圖2所示，如果將電源接通時的時刻設為0，則在OCXO中，在電源接通后，在較短 的期間內，頻率穩(wěn)定度(Δ Τ 并不良好，當在時刻t2恒溫槽的溫度充分上升而成為一定 溫度后，頻率穩(wěn)定度變得良好。另外，在本示意圖的例子中，使作為目標的頻率穩(wěn)定度(Δ f/ f)成為0，而在所有正側中進行了表示(根據(jù)0CX0、TCX0，實際上具有從負側起的特性)。 TCXO在電源接通后，在短時間內穩(wěn)定，但在時刻tl以后變得比OCXO不穩(wěn)定。在此，在本頻率合成器中，對權重變換器B、C進行控制，以在電源剛剛接通之后， 使TCXO的權重成為100%，在啟動時迅速地使基準信號的頻率穩(wěn)定，逐漸減少TCXO的權重 而使OCXO的權重增加，在OCXO的穩(wěn)定度超過TCXO的時候，使OCXO的權重成為100%。S卩，在電源接通后，在直到時刻tl為止的Tl區(qū)間中，使TCXO的權重從100%逐漸 減少，使OCXO的權重從百分之0逐漸增加直至百分之100，在T2區(qū)間(時刻tl以后)中， 原樣地使OCXO的權重成為100%。其結果，用虛線示出了本實施方式的頻率合成器的基準 信號。在本頻率合成器中，根據(jù)后述基本權重表，在從電源接通后到經(jīng)過Tl為止，進行 與時間對應的權重控制。這樣，在Tl區(qū)間中，一邊進行權重調整，一邊并用TCXO與0CX0，從而在直到OCXO 充分穩(wěn)定為止的期間，增大TCXO的貢獻量而提高頻率穩(wěn)定度，同時通過OCXO的貢獻量，與作為TCXO單體的情況相比，可以提高相位噪聲特性。另外，在本頻率合成器中，在Tl區(qū)間中頻率穩(wěn)定度不佳的情況、希望使環(huán)路盡快 收斂的情況下，可以通過來自用戶的指示(通過手動實現(xiàn)的外部基準信號源連接)來輸入 外部基準信號。在輸入了外部基準信號的情況下，使外部基準信號的權重成為100%，使0CX0、 TCXO的權重都成為0%。但是，為了防止由于外部基準信號輸入而引起的急劇的基準頻率的變動，對權重 變換器A、B、C進行控制，以在從外部基準信號的輸入開始到經(jīng)過一定的微小時間為止，作 為轉移期間，使外部基準信號的權重逐漸增加。此處，將微小時間設為T4。對于T4區(qū)間的 權重控制，根據(jù)后述外部基準信號權重表來進行。在圖2的例子中，當在時刻t3開始輸入外部基準信號后，在直到時刻t4的T4區(qū) 間中，使外部基準信號的權重從0%逐漸變化為100%。在T4區(qū)間結束之后，使外部基準信 號的權重成為100%。然后，當通過來自用戶的指示(通過手動實現(xiàn)的外部基準信號源連接切斷)而去 除了外部信號的輸入后，CPUlO參照基本權重表，進行與從電源接通時起的時間對應的權重 控制。[沒有輸入外部基準信號的情況下的動作圖1、2]CPUlO在電源接通后，開始計時，與其一起定期地根據(jù)來自A/D轉換器14的外部基 準信號電平，判斷有無外部基準信號的輸入。然后，如果沒有輸入外部基準信，則一邊參照 基本權重表，一邊定期地向D/A轉換器22輸出OCXO的權重值，向D/A轉換器32輸出TCXO 的權重值。對各權重值進行D/A變換后，分別輸入到權重變換器B與權重變換器C，對0CX020 以及TCX030的輸出進行權重變換，按照在基本權重表中設定的權重比輸入到加法器41進 行加法后，作為基準信號而輸出。[輸入了外部基準信號的情況下的動作圖1、2]在CPUlO根據(jù)來自A/D轉換器14的外部基準信號電平識別到外部基準信號的輸 入的情況下，向D/A轉換器12、22、32輸出權重值，以使外部基準信號的權重逐漸增加，在轉 移期間即T4區(qū)間結束后，使OCXO以及TCXO的權重都成為0%，使外部基準信號的權重成為 100%。由于外部基準信號的穩(wěn)定度最高，所以在輸入了外部基準信號的情況下使其最優(yōu) 先，而迅速地使基準頻率以及合成器輸出穩(wěn)定。在后面敘述T4區(qū)間的權重控制。另外，通過用戶的操作來進行外部基準信號的輸入/切斷，在外部基準信號輸入 時，頻率尚不穩(wěn)定，所以作為轉移期間，在T4區(qū)間中進行特別的權重控制，但在通過外部 基準信號的輸入而環(huán)路收斂了之后，切斷外部基準信號而轉移到0CX020與TCX030的組合 (或者僅0CX020)，頻率也不會大幅變動。[基本權重表圖3]接下來，使用圖3，對存儲在存儲器40中的權重表內的基本權重表進行說明。圖3 是基本權重表的示意說明圖。另外，基本權重表相當于權利要求中記載的第1表?；緳嘀乇硎菣嘀乜刂频幕鶞?，存儲有CPUlO進行0CX020的權重調整的權重變換器B(21)、與進行TCX030的權重調整的權重變換器C(31)的權重值。另外，結合0CX020由 于標準的溫度遷移而溫度上升了的情況，決定基本權重表的各數(shù)值。在直到OCXO穩(wěn)定為止 的時間較長的情況下，Tl變大。如圖3所示，在基本權重表中，存儲有從電源接通起的時間、與0CX020(權重變換 器B)以及TCX030 (權重變換器C)各自的權重值。在電源接通時，如上所述OCXO是0%，TCXO是100%，在Tl中OCXO是100%，TCXO 是0%。設定成在該期間，逐漸變化。基本上在電源接通后直到Tl為止，根據(jù)經(jīng)過時間來進行權重控制，在Tl以后，由 于OCXO已經(jīng)穩(wěn)定，所以維持經(jīng)過Tl時的權重而使OCXO成為100%。[外部基準信號權重表圖4] 接下來，參照圖4，對存儲在存儲器40中的外部基準信號權重表進行說明。圖4是 外部基準信號權重表的示意說明圖。另外，外部基準信號權重表相當于權利要求中記載的 第2表。外部基準信號權重表是成為輸入了外部基準信號的情況下的轉移期間即T4區(qū)間 中的權重控制的基準的表。另外，除了外部基準信號的頻率穩(wěn)定度、與TCXO以及OCXO的頻率穩(wěn)定度的關系以 外，還根據(jù)作為合成器而進行頻率同步的時間(PLL環(huán)路收斂的時間)，來決定轉移期間T4。如圖4所示，外部基準信號權重表分別存儲有從外部基準信號的輸入檢測時到經(jīng) 過時間T4為止的外部基準信號(權重變換器A)的權重、與OCXO以及TCXO的合計的權重。在圖4的例子中，在外部基準信號的輸入檢測時(時間0)，使外部基準信號的 權重成為0%，使0CX0+TCX0的權重成為100%，直到時間T4為止與時刻成比例地使權重 變化，逐漸提高外部基準信號的比例，在T4以后，使外部基準信號的權重成為100%，使 0CX0+TCX0的權重成為0%。由此，在輸入了外部基準信號的情況下，可以逐漸切換為外部基準信號，可以防止 產(chǎn)生急劇的基準頻率的變動，并且，可以在轉移到外部基準信號之后，直到由用戶進行切斷 為止，將外部基準信號優(yōu)先地作為基準信號而持續(xù)輸出，迅速地使合成器輸出穩(wěn)定化。對T4區(qū)間的權重控制進行具體說明。例如，在從外部基準信號的輸入檢測起經(jīng)過了 T4/2的時刻，外部基準信號與 0CX0+TCX0的權重都成為50%。即，在該時刻，外部基準信號的權重是50%，OCXO與TCXO 的權重合計是50%。根據(jù)該時刻的從電源接通時起的經(jīng)過時間，按照圖3所示的基本權重 表中設定的權重比，分配OCXO與TCXO的權重。S卩，在輸入了外部基準信號之后，直到T4為止的OCXO與TCXO的權重都成為外部 基準信號權重表的權重值X基本權重表的權重值。例如，在外部基準信號的輸入開始較早、從外部基準信號的輸入檢測起經(jīng)過了 T4/2的時刻是電源接通后T1/4的情況下，OCXO 的權重成為 0. 5X0. 125X100 = 6. 25%,TCXO 的權重成為 0.5X0. 875 X 100 = 43. 75 %。另外，在外部基準信號的輸入開始更遲、從外部基準信號的輸入檢測起經(jīng)過了 T4/2的時刻是電源接通后T1/2的情況下，
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OCXO 的權重成為 0. 5X0. 25X 100 = 12. 5%,TCXO 的權重成為 0. 5 X 0. 75 X 100 = 37. 5 %。在任一情況下，OCXO與TCXO的權重的合計都是50%。然后，當外部基準信號的輸入消失，CPUlO再次參照圖3的基本權重表，按照與該 時刻(從電源接通時起的時間)對應的權重值，對OCXO與TCXO的權重進行控制。[電源接通時的權重控制的處理圖5] 接下來，使用圖5，對CPUlO中的電源接通時的權重控制的處理進行說明。圖5是 示出CPUlO中的電源接通時的權重控制的處理的流程圖。如圖5所示，CPUlO當接通電源后，開始Tl的計時(100)，參照基本權重表，進行 0CX020、TCX030 的權重控制(102)。然后，CPUlO判斷是否經(jīng)過了 Tl，在經(jīng)過了 Tl的情況(“是”的情況)下，保持該 時刻的權重(0CX0是100%、TCXO是0% )，結束處理。另外，在處理104中沒有經(jīng)過Tl的情況(“否”的情況)下，CPUlO根據(jù)來自A/D 轉換器14的外部基準信號電平來判斷是否檢測到外部基準信號的輸入(110)，如果沒有檢 測到外部基準信號的輸入(“否”的情況)，則轉移到處理102而進行基于基本權重表的控 制。另外，在處理110中檢測到外部基準信號的輸入的情況(“是”的情況)下，CPUlO 開始T4區(qū)間的計時(112)，參照外部基準信號權重表與基本權重表這雙方，進行外部基準 信號、0CX0、TCXO的權重控制(114)。然后，CPUlO判斷是否經(jīng)過了 T4(116)，在沒有經(jīng)過的情況(“否”的情況)下，轉 移到處理114，進行逐漸使外部基準信號的權重增加的控制。另外，在處理116中經(jīng)過了 Τ4的情況(“是”的情況)下，外部基準信號的權重成 為100%，OCXO與TCXO成為0%，CPUlO判斷是否切斷了外部基準信號的輸入(118)，在沒 有切斷的情況(“否”的情況)下，轉移到處理114。S卩，在Τ4區(qū)間結束之后，只要外部基準 信號的輸入還在繼續(xù)，外部基準信號的權重就保持在100%。在處理118中，切斷了外部基準信號的輸入的情況(“是”的情況)下，CPUlO轉移 到處理102，進行基于基本權重表的控制。如此進行CPUlO中的電源接通時的權重控制的處理。[權重控制的應用例]接下來，對權重控制的應用例進行說明。在應用例中，CPUlO根據(jù)來自恒溫槽溫度檢測部23的溫度信息，對基本權重表的 值進行微調整來進行權重控制。在應用例中，在存儲器40中存儲預先實驗性地求出的從電源接通起的時間與恒 溫槽溫度的標準的關系(標準的溫度遷移)，CPUlO在電源接通之后，將來自恒溫槽溫度檢 測部23的溫度信息與標準的溫度遷移進行比較，在0CX020的恒溫槽的溫度比標準更早地 上升了的情況、比標準延遲的情況下，調整并輸出基本權重表的權重值。例如，在圖3的基本權重表中，對于從電源接通經(jīng)過了 Τ2/2的時刻的權重，OCXO的 權重是25%，TCX0的權重是75%，如果由恒溫槽溫度檢測部23檢測出的溫度、與標準的溫 度遷移中的該時刻的溫度(標準溫度)之差是一定范圍，則CPUlO原樣地輸出基本權重表
11的值。另外，在運用時的溫度上升早于標準的溫度遷移、且由恒溫槽溫度檢測部23檢 測出的溫度高于標準溫度的情況下，例如，使OCXO的權重成為30% JiTCXO的權重成為 70%。相反，在檢測出的溫度低于標準溫度的情況下，例如，使OCXO的權重成為20%，使 TCXO的權重成為80%。在權重值的調整中，例如，在CPUlO中計算出和恒溫槽的溫度與標準溫度之差對 應的系數(shù)，將該系數(shù)乘到基本權重表的權重值而求出OCXO的權重即可。由此，可以根據(jù)恒溫槽的溫度狀態(tài)對OCXO的權重進行微調整，在OCXO較快地穩(wěn)定 了的情況下，可以快速轉移到0CX0，并且在OCXO的恒溫槽的溫度上升延遲了的情況下，可 以使向OCXO的轉移延遲，從而輸出穩(wěn)定的基準信號。[實施方式的效果]根據(jù)本發(fā)明的實施方式的頻率合成器，在基準信號發(fā)生電路1中，具備0CX020、 TCX030、對各自的輸出進行權重調整的權重變換器21、31、以及對來自各權重變換器的輸出 進行加法而作為基準信號輸出的加法器41，CPUlO對權重變換器B、C進行控制，以在電源接 通時，使TCX030的權重成為100%，使0CX020的權重成為0%，逐漸提高0CX020的權重，在 預先設定的一定時間之后，使TCX030的權重成為0%，使0CX020的權重成為100%，所以具 有如下效果可以在直到0CX020的恒溫槽被充分加熱為止的期間，并用TCX030與0CX020 來生成基準信號，可以在電源接通時使頻率盡快穩(wěn)定，并且，在恒溫槽加熱后僅設為0CX020 而可以在長期間內保持良好的頻率穩(wěn)定度。另外，根據(jù)本頻率合成器，除了上述結構以外，還具備可以輸入穩(wěn)定度更高的外 部基準信號，對外部基準信號的權重進行調整的權重變換器A(Il)；以及對外部基準信號 的輸入電平進行檢測的外部基準信號電平檢測電路13，CPUlO對權重變換器A、B、C進行 控制，以在輸入了外部基準信號的情況下，使外部基準信號的權重成為100%，使0CX020與 TCX030的權重成為0%，所以具有如下效果在輸入了高精度的外部基準信號的情況下，可 以將外部基準信號優(yōu)先地作為基準信號而輸出，在啟動時可以迅速地使基準信號穩(wěn)定化而 使PLL的環(huán)路迅速地收斂。另外，根據(jù)本頻率合成器，CPUlO進行控制，以在存在外部基準信號的輸入的情況 下，不立即切換為外部基準信號，而在轉移期間T4的期間中逐漸提高外部基準信號的權 重，在T4結束時，使外部基準信號的權重成為100%，所以具有可以防止頻率急劇變動的效果。而且，CPUlO也可以對電源電路進行控制，以在TCX030的權重成為0%的情況下， 停止向TCX030以及權重變換器C(31)供給電源，由此可以大幅降低功耗。另外，根據(jù)本頻率合成器，CPUlO將來自恒溫槽溫度檢測部23的溫度信息與所存 儲的標準的溫度進行比較，調整并輸出基本權重表的值，以在差大于一定范圍的情況下，如 果溫度高于標準，則提高OCXO的權重值，如果溫度低于標準，則降低OCXO的權重，所以可以 根據(jù)恒溫槽的溫度狀態(tài)對OCXO的權重進行微調整，可以輸出進一步穩(wěn)定的基準信號。本發(fā)明適合于可以使基準信號在電源剛剛接通之后在整個使用期間中穩(wěn)定的頻 率合成器。
權利要求
1.一種頻率合成器，具備產(chǎn)生基準信號的基準信號發(fā)生電路，對從上述基準信號發(fā)生 電路輸出的基準信號與來自壓控振蕩器的輸出信號進行比較，進行控制以使上述壓控振蕩 器的輸出信號成為期望的頻率，所述頻率合成器的特征在于包括第1振蕩器，具備上述基準信號發(fā)生電路在電源接通后在短時間內使頻率穩(wěn)定化的特性；第2振蕩器，具備雖然在電源剛剛接通之后與上述第1振蕩器相比頻率不穩(wěn)定，但在經(jīng) 過一定時間以后與上述第1振蕩器相比頻率的穩(wěn)定度高的特性；第1權重變換器，進行來自上述第1振蕩器的輸出的權重調整；第2權重變換器，進行來自上述第2振蕩器的輸出的權重調整；加法器，對來自上述第1權重變換器以及上述第2權重變換器的輸出進行加法后作為 基準信號輸出；以及控制部，將權重的值輸出到上述第1權重變換器以及上述第2權重變換器，以便針對上 述第1權重變換器中的第1權重與上述第2權重變換器中的第2權重，在電源剛剛接通之 后，使上述第1權重大于上述第2權重而使上述第2權重小于上述第1權重，根據(jù)時間經(jīng)過 逐漸降低上述第1權重并提高上述第2權重，在上述經(jīng)過一定時間后，使上述第1權重成為 0 %，使上述第2權重成為100 %。
2.根據(jù)權利要求1所述的頻率合成器，其特征在于能夠輸入與第1振蕩器以及第2振蕩器相比頻率的穩(wěn)定度高的外部基準信號，具備第3權重變換器，進行上述外部基準信號的權重調整，加法器對來自第1權重變換器、第2權重變換器、第3權重變換器的輸出進行加法后作 為基準信號輸出，控制部在輸入了上述外部基準信號的情況下，將權重的值輸出到上述第1權重變換器 以及上述第2權重變換器，以使上述第1權重變換器中的第1權重以及第2權重變換器中 的第2權重成為0%，并且將權重的值輸出到上述第3權重變換器，以使上述第3權重變換 器中的第3權重成為100%。
3.根據(jù)權利要求2所述的頻率合成器，其特征在于控制部在輸入了外部基準信號的情況下，將權重的值輸出到上述第3權重變換器，以 使第3權重變換器中的第3權重在預先設定的轉移期間內從0%逐漸增加到100%，并且將 權重的值輸出到上述第1權重變換器以及上述第2權重變換器，以使第1權重變換器中的 第1權重與第2權重變換器中的第2權重之和在上述轉移期間內從100%逐漸減少到0%。
4.根據(jù)權利要求3所述的頻率合成器，其特征在于包括第1表，與從電源接通起的時間對應地，存儲第1權重變換器中的第1權重與第2權重 變換器中的第2權重；以及第2表，與從外部基準信號的輸入開始起的時間對應地，存儲第3權重變換器中的第3 權重、和上述第1權重與上述第2權重之和，控制部在沒有輸入外部基準信號的情況下，基于上述第1表，向上述第1權重變換器以 及上述第2權重變換器輸出權重的值，當輸入了外部基準信后，基于上述第2表向第3權重 變換器輸出權重的值，并且依照存儲在上述第1表中的上述第1權重與上述第2權重之比，分配存儲在上述第2表中的第1權重以及第2權重之和，向上述第1權重變換器以及上述 第2權重變換器輸出權重的值。
5.根據(jù)權利要求1所述的頻率合成器，其特征在于第1振蕩器是溫度補償晶體振蕩器，第2振蕩器是恒溫槽控制晶體振蕩器。
6.根據(jù)權利要求2所述的頻率合成器，其特征在于第1振蕩器是溫度補償晶體振蕩器，第2振蕩器是恒溫槽控制晶體振蕩器。
7.根據(jù)權利要求3所述的頻率合成器，其特征在于第1振蕩器是溫度補償晶體振蕩器，第2振蕩器是恒溫槽控制晶體振蕩器。
8.根據(jù)權利要求4所述的頻率合成器，其特征在于第1振蕩器是溫度補償晶體振蕩器，第2振蕩器是恒溫槽控制晶體振蕩器。
全文摘要
本發(fā)明提供一種頻率合成器，從電源剛剛接通之后在長時間的整個使用期間中得到良好的頻率穩(wěn)定度。在基準信號發(fā)生電路(1)中，具備OCXO(20)、TCXO(30)、對各自的輸出進行權重調整的權重變換器(21、31)、以及對來自各權重變換器的輸出進行加法而作為基準信號輸出的加法器(41)，CPU(10)對權重變換器(B、C)進行控制，以便在電源接通時，使TCXO(30)的權重成為100％，使OCXO(20)的權重成為0％，逐漸提高OCXO(20)的權重，在預先設定的一定時間后，使TCXO(30)的權重成為0％，使OCXO(20)的權重成為100％，可以在電源接通后迅速地使頻率穩(wěn)定。
文檔編號H03L7/18GK101997545SQ20101024579
公開日2011年3月30日 申請日期2010年8月5日 優(yōu)先權日2009年8月7日
發(fā)明者大西直樹 申請人:日本電波工業(yè)株式會社