特許 6672008 発振器及び発振器の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6672008

(24)【登録日】2020年3月6日

(45)【発行日】2020年3月25日

(54)【発明の名称】発振器及び発振器の製造方法

(51)【国際特許分類】

   H03L 7/10 20060101AFI20200316BHJP

   H03L 7/18 20060101ALI20200316BHJP

【ＦＩ】

   H03L7/10 120

   H03L7/18

【請求項の数】6

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2016-32125(P2016-32125)

(22)【出願日】2016年2月23日

(65)【公開番号】特開2017-152843(P2017-152843A)

(43)【公開日】2017年8月31日

【審査請求日】2018年11月12日

(73)【特許権者】

【識別番号】000232483

【氏名又は名称】日本電波工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100166006

【弁理士】

【氏名又は名称】泉 通博

(72)【発明者】

【氏名】出村 博之

【審査官】 石田 昌敏

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０９−０９３１２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−１１８５２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−２５９３３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−２９０２３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−２３６４３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０８−２５１０２２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０３Ｌ ７／００− ７／２６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

基準信号に同期した、前記基準信号と周波数が異なる発振信号を出力する位相同期回路を有する発振器であって、
前記基準信号を第１の分周比で分周した第１分周信号と、前記発振信号を第２の分周比で分周した第２分周信号との間の位相差を示す位相差信号を出力する位相比較器と、
前記位相差信号に対応する周波数の前記発振信号を発生する電圧制御発振器と、
前記位相比較器と前記電圧制御発振器との間に設けられた低域通過フィルタと、
前記低域通過フィルタにチャージポンプ電流を供給するチャージポンプ回路と、
前記発振信号の周波数を切り替える制御部であって、切り替え後の周波数に基づいて、前記チャージポンプ回路が前記低域通過フィルタに供給する前記チャージポンプ電流の値を決定する制御部と、
を有し、
前記発振器における周波数切替時間の最大値は、前記発振器が発生するスプリアスが所定の許容値以下となる前記チャージポンプ電流の条件下において、最小周波数から最大周波数へ、又は前記最大周波数から前記最小周波数へ周波数を切り替える際に要する切替時間であり、
前記チャージポンプ電流の基準値は、前記最小周波数から前記最大周波数へ、又は前記最大周波数から前記最小周波数へ周波数を切り替える際に許容される前記周波数切替時間の最大値以下であるという条件、及び前記スプリアスが前記許容値以下であるという条件を満足する値であり、
前記制御部は、前記最小周波数又は前記最大周波数を起点として、前記最小周波数又は前記最大周波数以外の周波数に切り替える際に要する切替時間を前記周波数切替時間の最大値以下にする条件下において、前記最小周波数又は前記最大周波数を起点として他の周波数に切り替える際の前記チャージポンプ電流を、前記基準値より小さい値に設定する、発振器。

【請求項2】

前記制御部は、前記発振信号の周波数を切り替えるタイミングに同期して、前記チャージポンプ回路が前記低域通過フィルタに供給する前記チャージポンプ電流の値を変更する、
請求項１に記載の発振器。

【請求項3】

前記制御部は、切り替え後の周波数に基づいて、前記低域通過フィルタの帯域幅を決定する、
請求項１又は２に記載の発振器。

【請求項4】

前記電圧制御発振器が出力する前記発振信号の周波数と、前記チャージポンプ回路が前記低域通過フィルタに供給する前記チャージポンプ電流とを関連付けて記憶する記憶部をさらに有し、
前記制御部は、切り替え後の周波数に関連付けて前記記憶部に記憶されている前記チャージポンプ電流の値に、前記チャージポンプ回路が前記低域通過フィルタに供給する前記チャージポンプ電流の値を設定する、
請求項１から３のいずれか１項に記載の発振器。

【請求項5】

前記記憶部は、前記発振信号の周波数範囲と、前記チャージポンプ回路が前記低域通過フィルタに供給する前記チャージポンプ電流とを関連付けて記憶し、
前記制御部は、前記発振信号の周波数が含まれる前記周波数範囲に関連付けて前記記憶部に記憶されている前記チャージポンプ電流の値に、前記チャージポンプ回路が前記低域通過フィルタに供給する前記チャージポンプ電流の値を設定する、
請求項４に記載の発振器。

【請求項6】

位相同期回路における位相比較器と電圧制御発振器との間に設けられた低域通過フィルタにチャージポンプ電流を供給する回路を有する発振器の製造方法であって、
前記発振器における周波数切替時間の最大値は、前記発振器が発生するスプリアスが所定の許容値以下となる前記チャージポンプ電流の条件下において、最小周波数から最大周波数へ、又は前記最大周波数から前記最小周波数へ周波数を切り替える際に要する切替時間であり、
前記チャージポンプ電流の基準値は、前記最小周波数から前記最大周波数へ、又は前記最大周波数から前記最小周波数へ周波数を切り替える際に許容される前記周波数切替時間の最大値以下であるという条件、及び前記スプリアスが前記許容値以下であるという条件を満足する値であり、
前記最小周波数又は前記最大周波数を起点として、前記最小周波数又は前記最大周波数以外の周波数に切り替える際に要する切替時間を前記周波数切替時間の最大値以下にする条件下において、前記最小周波数又は前記最大周波数を起点として他の周波数に切り替える際の前記チャージポンプ電流を、前記基準値より小さい値に決定する工程と、
前記最小周波数と前記最大周波数との間の周波数と、決定した前記チャージポンプ電流の値とを関連付けて、前記発振器が有する記憶部に記憶させる工程と、
を有する、発振器の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、出力する発振信号の周波数を切り替えることができる発振器及び発振器の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、出力する発振信号の周波数を切り替えることができる周波数シンセサイザが知られている。特許文献１には、発振信号の周波数を切り替え後に周波数が安定するまでの間はループ帯域幅を広げ、周波数が安定した後にループ帯域幅を狭くする制御をすることにより、周波数切替時の位相同期回路のロック応答性を高速化する技術が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００４−１４０６８８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

従来の技術においては、周波数が安定するまではループ帯域幅を広げていたため、ループ帯域幅を広げている間に、大きなスプリアスが発生してしまうという問題があった。位相同期回路は、送受信機の局発信号として用いられるため、スプリアスが大きいと、送受信機の受信スプリアス感度の劣化や送信スプリアスの劣化が発生する。したがって、スプリアスを低減することが求められている。

【0005】

そこで、本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、スプリアス特性を改善することができる位相同期回路を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の第１の態様においては、基準信号に同期した、前記基準信号と周波数が異なる発振信号を出力する位相同期回路を有する発振器であって、前記基準信号を第１の分周比で分周した第１分周信号と、前記発振信号を第２の分周比で分周した第２分周信号との間の位相差を示す位相差信号を出力する位相比較器と、前記位相差信号に対応する周波数の前記発振信号を発生する電圧制御発振器と、前記電圧制御発振器に電流を供給するチャージポンプ回路と、前記発振信号の周波数を切り替える制御部であって、切り替え後の周波数に基づいて、前記チャージポンプ回路が前記電圧制御発振器に供給する前記電流の値を決定する制御部と、を有する発振器を提供する。

【0007】

前記制御部は、例えば、前記発振信号の周波数の切り替え可能範囲の最大周波数と最小周波数との間の所定の範囲の周波数における前記電流の値を、前記最大周波数及び前記最小周波数における前記電流の値よりも小さい値に設定する。

【0008】

前記制御部は、前記発振信号の周波数の切り替え可能範囲に含まれるいずれかの周波数に切り替える場合の切り替え時間の最大値よりも切り替え時間が短いことを条件として、前記電流の値を設定してもよい。

【0009】

前記制御部は、前記発振信号の周波数を切り替えるタイミングに同期して、前記チャージポンプ回路に供給する前記電流の値を変更してもよい。

【0010】

上記の発振器は、前記電圧制御発振器が出力する前記発振信号の周波数と、前記チャージポンプ回路に供給する前記電流とを関連付けて記憶する記憶部をさらに有し、前記制御部は、切り替え後の周波数に関連付けて前記記憶部に記憶されている前記電流の値に、前記チャージポンプ回路が前記電圧制御発振器に供給する前記電流の値を設定してもよい。

【0011】

前記記憶部は、前記発振信号の周波数範囲と、前記チャージポンプ回路に供給する前記電流とを関連付けて記憶し、前記制御部は、前記発振信号の周波数が含まれる前記周波数範囲に関連付けて前記記憶部に記憶されている前記電流の値に、前記チャージポンプ回路が前記電圧制御発振器に供給する前記電流の値を設定してもよい。

【0012】

本発明の第２の態様においては、電圧制御発振器に供給するチャージポンプ電流が所定の値である条件下で、前記電圧制御発振器が発振信号を出力可能な最小周波数又は最大周波数を起点として他の周波数に切り替える際に要する切替時間を、周波数ごとに測定する工程と、前記最小周波数と前記最大周波数との間の周波数に切り替える際に要する切替時間を、前記最小周波数又は前記最大周波数を起点として他の周波数に切り替える際に要する前記切替時間の最大値以下にすることができる、前記所定の値未満のチャージポンプ電流の値を決定する工程と、前記最小周波数と前記最大周波数との間の周波数と、決定した前記チャージポンプ電流の値とを関連付けて、電圧制御発振器を有する発振器が含む記憶部に記憶させる工程と、を有する発振器の製造方法を提供する。

【発明の効果】

【0013】

本発明によれば、発振器のスプリアス特性を改善することができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本実施形態に係る発振器１の構成を示す図である。

【図2】チャージポンプ回路１４を有するＩＣに設定可能な電流値の例を示す表である。

【図3】周波数切替先の周波数と周波数切替時間との関係を示す図である。

【図4】周波数切替先の周波数と周波数切替時間との関係を示す図である。

【図5】切替先周波数と周波数切替時間との関係（実測値）を示す図である。

【図6】離調周波数とスプリアスレベルとの関係を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

図１は、本実施形態に係る発振器１の構成を示す図である。発振器１は、第１分周器１１と、第２分周器１２と、位相比較器１３と、チャージポンプ回路１４と、低域通過フィルタ１５と、電圧制御発振器１６と、記憶部１７と、制御部１８と、を有する。第１分周器１１、第２分周器１２、位相比較器１３、チャージポンプ回路１４、低域通過フィルタ１５及び電圧制御発振器１６は、位相同期回路（ＰＬＬ回路）を構成する。発振器１は、第１分周器１１に入力される基準信号に基づいて、基準信号に同期した発振信号を出力する。

【0016】

第１分周器１１は、発振器１に入力される基準信号を分周する。第１分周器１１は、第１の分周比で基準信号を分周して生成した第１分周信号を位相比較器１３に入力する。

【0017】

第２分周器１２は、電圧制御発振器１６が出力する発振信号を分周する。第２分周器１２は、第２の分周比で発振信号を分周して生成した第２分周信号を位相比較器１３に入力する。

【0018】

位相比較器１３は、第１分周器１１から入力された第１分周信号と、第２分周器１２から入力された第２分周信号との間の位相差に応じた位相差信号を出力する。

【0019】

チャージポンプ回路１４は、位相比較器１３が出力した位相差信号に基づいて、チャージポンプ電流を供給する。チャージポンプ電流は、位相同期回路のループフィルタを構成する低域通過フィルタ（ＬＰＦ）１５に入力されて平滑化される。チャージポンプ回路には、電圧出力型と電流出力型のいずれの種類を用いてもよいが、本実施形態におけるチャージポンプ回路１４は、電流出力型であるとする。チャージポンプ回路１４は、例えば、位相差信号が正の値である場合に電圧制御発振器１６の入力電圧が増加し、位相差信号が負の値である場合に電圧制御発振器１６の入力電圧が減少するように、チャージポンプ電流を供給する。

【0020】

低域通過フィルタ１５は、チャージポンプ回路１４から出力された、位相差信号に基づいた電流を平滑化して、電圧制御発振器１６に制御電圧を供給する。低域通過フィルタ１５は、チャージポンプ回路１４及び電圧制御発振器１６の接続点とグランドとの間に直列に接続された、抵抗値がＲ_fの抵抗及び容量値がＣ_fのコンデンサを有する。低域通過フィルタ１５は、発振器１が用いられる送受信機が必要とするチャネルステップ、周波数切替時間、スプリアスレベル及び位相雑音等の性能に基づいて、特性が決定されている。低域通過フィルタ１５により平滑化された位相差信号は、電圧制御発振器１６に入力される。

【0021】

電圧制御発振器１６は、基準信号と周波数が異なり、入力される電圧に応じた周波数の発振信号を発生する。電圧制御発振器１６は、発振信号を外部に出力するとともに、第２分周器１２に入力する。電圧制御発振器１６の周波数切替時間は、周波数を切り替える前の周波数と、周波数を切り替えた後の周波数との周波数差によって変化する。

【0022】

記憶部１７は、例えばＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）等の記憶媒体を含んでいる。記憶部１７は、制御部１８が実行するプログラム、及び制御部１８がチャージポンプ電流の制御に用いるための情報を記憶している。

【0023】

制御部１８は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）であり、記憶部１７に記憶されたプログラムを実行することにより、チャージポンプ回路１４から出力されるチャージポンプ電流を制御する。制御部１８は、例えば、チャージポンプ回路１４を有するＩＣ（Integrated Circuit）内のチャージポンプ電流を設定するためのレジスタの値を変化させることにより、チャージポンプ電流を制御する。制御部１８は、発振信号の周波数を切り替えるタイミングに同期して、チャージポンプ回路１４に供給するチャージポンプ電流の値を変更する。

【0024】

図２は、制御部１８がチャージポンプ回路１４を有するＩＣに設定可能な電流値の例を示す表である。制御部１８は、図２に示す設定番号をレジスタに設定することにより、チャージポンプ電流を制御することができる。

【0025】

［チャージポンプ電流の制御の詳細］
図３は、周波数切替先の周波数と周波数切替時間との関係を示す図である。図３（ａ）は、チャージポンプ電流を１．１６ｍＡとした場合に、5075MHzを起点として、5075.0MHzよりも高い周波数に切り替えた時の切替後の周波数切替時間との関係を示す図である。図３（ａ）においては、5075.0MHz→5075.5MHz、5075.0MHz→5076.0MHz、・・・、5075.0MHz→6074.5MHz、5075.0MHz→6075.0MHzのように周波数を遷移させて切替時間をプロットした結果が示されている。

【0026】

図３（ｂ）は、チャージポンプ電流を１．１６ｍＡとした場合に、6075MHzを起点として、6075MHzよりも低い周波数に切り替えた時の切替後の周波数と切替時間との関係を示す図である。図３（ｂ）においては、6075.0MHz→6074.5MHz、6075.0MHz→6074.0MHz、・・・、6075.0MHz→5075.5MHz、6075.0MHz→5075.0MHzのように周波数を遷移させて切替時間をプロットした結果が示されている。

【0027】

図３（ａ）及び図３（ｂ）のいずれの場合においても、切替前の周波数と切替後の周波数との間の周波数差が大きくなればなるほど、周波数切替時間が大きくなっている。このことから、電圧制御発振器１６が出力する発振信号の周波数を最も大きく変化させる場合に、周波数切替時間が最も大きくなることがわかる。すなわち、図３（ａ）及び図３（ｂ）に示した例の場合、5075.0MHz→6075.0MHzへの遷移及び6075.0MHz→5075.0MHzへの遷移において、周波数切替時間が最大の約３５０μ秒となっている。

【0028】

発振器１を搭載する電子機器は、発振器１における周波数切替時間の最大値を想定して設計される。したがって、周波数切替時間が最大値よりも小さくなる場合、発振器１は、過剰に早く周波数を切り替えていることになる。

【0029】

ここで、詳細については後述するが、チャージポンプ電流と周波数切替時間との間には相関関係があり、チャージポンプ電流を大きくすると周波数切替時間が小さくなり、チャージポンプ電流を小さくすると周波数切替時間が大きくなる。また、チャージポンプ電流を小さくすると、位相同期回路の固有周波数が下がることにより、ループ帯域幅を狭くすることができる。ループ帯域幅を狭くすることでスプリアスの減衰量が大きくなり、結果として局発信号のスプリアスを低減することが可能になる。そこで、制御部１８は、周波数切替時間の最大値を越えない範囲で周波数切替時間が大きくなるようにチャージポンプ電流を制御することにより、消費電流及びスプリアスを低減させる。

【0030】

以下、チャージポンプ電流を制御することにより、スプリアスを低減することができる原理について説明する。
位相同期回路の固有周波数ｆ_nは、以下の式（１）により表される。

【数1】

ここで、Ｋ_pは、位相比較器１３のゲインであり、Ｋ_vは、電圧制御発振器１６のＶＦ感度（制御電圧の変化量に対する周波数の変化量の比）であり、Ｎは、第２分周器１２の分周比であり、Ｃ_fは、低域通過フィルタ１５のコンデンサ値である。

【0031】

チャージポンプ電流が２倍になると、位相比較器１３のゲインＫ_pも２倍になり、チャージポンプ電流が１／２倍になると、位相比較器１３のゲインＫ_pも１／２倍になる。したがって、チャージポンプ電流を１／２倍にすると、式（１）に基づいて、固有周波数ｆ_nは１／√２になる。

【0032】

また、位相同期回路の制動係数Ｋ_sは、以下の式（２）により表される。

【数2】

すなわち、チャージポンプ電流が１／２倍になると、制動係数Ｋ_sも１／√２になる。

【0033】

ここで、電圧制御発振器１６の周波数切替時間の時定数は、１／（２πＴｆ_n）で表すことができるので、チャージポンプ電流を１／２倍にすると、時定数が２倍になり、周波数切替時間も２倍になることがわかる。よって、周波数切替時間を何倍まで遅くできるかがわかれば、チャージポンプ電流をどこまで小さくできるかを特定することができる。例えば、周波数切替時間をｔ倍まで遅くできる場合、チャージポンプ電流を１／ｔ倍まで小さくすることができる。

【0034】

そこで、制御部１８は、所定のチャージポンプ電流Ｉ１を流した場合に要する周波数切替時間の最大値Ｔ_maxに対する、同じチャージポンプ電流Ｉ１を流した状態で周波数をＦ１に切り替えた際の周波数切替時間の最大値Ｔ₁の割合Ｔ₁／Ｔ_maxを特定することにより、周波数Ｆ１における最適なチャージポンプ電流値を決定する。具体的には、制御部１８は、周波数Ｆ１におけるチャージポンプ電流値を、Ｉ１×Ｔ₁／Ｔ_maxとする。このようにすることで、制御部１８は、理想的には、切り替え後の周波数によらず周波数切替時間を同一の長さとして、チャージポンプ電流及びスプリアスを低減させることができる。

【0035】

記憶部１７は、上記の原理に基づいて決定された、電圧制御発振器１６が出力する発振信号の周波数とチャージポンプ電流との関係を示す情報を記憶しておいてもよい。また、記憶部１７は、電圧制御発振器１６が出力する発振信号の周波数範囲とチャージポンプ電流との関係を示す情報を記憶しておいてもよい。制御部１８は、記憶部１７に記憶された切替後の周波数又は周波数範囲とチャージポンプ電流との関係を示す情報に基づいて周波数を切り替える前に、切替後の周波数に対応するチャージポンプ電流の値に、チャージポンプ回路１４の設定値を切り替える。

【0036】

［発振器の製造方法］
以下、発振器１が出力する発振信号の周波数とチャージポンプ電流との関係を示す情報を記憶し、記憶した情報に基づいて動作する発振器１を含む発振器を製造する方法について説明する。

【0037】

まず、電圧制御発振器１６に供給するチャージポンプ電流が所定の値である条件下で、電圧制御発振器１６が発振信号を出力可能な最小周波数又は最大周波数を起点として他の周波数に切り替える際に要する周波数切替時間を、周波数ごとに測定する測定工程を実行する。続いて、上記の最小周波数と最大周波数との間の周波数に切り替える際に要する周波数切替時間を、最小周波数又は最大周波数を起点として他の周波数に切り替える際に要する周波数切替時間の最大値以下にすることができる、所定の値未満のチャージポンプ電流の値を決定する工程を実行する。チャージポンプ電流の値を決定する工程においては、上述のチャージポンプ電流と周波数切替時間との関係を用いることができる。

【0038】

続いて、最小周波数と最大周波数との間の周波数と、決定したチャージポンプ電流の値とを関連付けて、発振器が含む記憶部１７に記憶させる工程を実行する。このようにすることで、制御部１８は、上記の製造工程において記憶部１７に記憶された情報を用いて、チャージポンプ電流を制御することができる。

【0039】

［実施例］
図４は、周波数切替先の周波数と周波数切替時間との関係を示す図である。図４においては、図３（ａ）及び図３（ｂ）に示した図を重ねて示しており、チャージポンプ電流が１．１６ｍＡの状態（図２における設定番号４の状態）で、5075MHzを起点として周波数を切り替えた場合と、6075MHzを起点として周波数を切り替えた場合の周波数切替時間を示している。

【0040】

図４によれば、周波数切替時間の最大値が約３５０μ秒であり、２つの線が交わる5600MHz付近の周波数においては、周波数切替時間が約２００μ秒であることがわかる。この場合、制御部１８は、チャージポンプ電流を２００／３５０＝０．５７倍まで小さく設定することができる。すなわち、制御部１８は、発振信号の周波数の切り替え可能範囲の最大周波数と最小周波数との間の所定の範囲の周波数におけるチャージポンプ電流の値を、最大周波数及び最小周波数におけるチャージポンプ電流の値よりも小さい値に設定する。このようにすることで、制御部１８は、切替後の周波数に基づいて、所定の範囲の周波数におけるループフィルタの通過帯域幅を小さくすることができるので、スプリアスを抑制する性能が向上する。

【0041】

図４に示す例の場合、図２の表における設定番号２ではチャージポンプ電流が０．５倍となってしまい、チャージポンプ電流が小さくなり過ぎる。そこで、制御部１８は、図２の表における設定番号３を選択して、チャージポンプ電流を０．８７ｍＡとすることで、チャージポンプ電流を０．８７／１．１６＝０．７５倍とする。この場合の周波数切替時間は、３５０×０．７５＝２６２．５μ秒である。

【0042】

また、制御部１８は、周波数切替時間が２６２．５μ秒よりも大きい周波数に切り替える際にチャージポンプ電流を小さくすると、周波数切替時間が３５０μ秒を越える可能性がある。そこで、制御部１８は、発振信号の周波数の切り替え可能範囲に含まれるいずれかの周波数に切り替える場合の切り替え時間の最大値よりも切り替え時間が短いことを条件として、電流の値を設定する。

【0043】

図４に示す例の場合、記憶部１７は、切り替え後の周波数が5410MHz〜5830MHzの範囲である場合のチャージポンプ電流を０．８７ｍＡ、他の周波数である場合のチャージポンプ電流を１．１６ｍＡとする情報を記憶しておく。そして、制御部１８は、記憶部１７に記憶された上記の情報を参照することにより、周波数切替時間が２６２．５μ秒以下となる周波数（図４の例においては、5410MHz〜5830MHz）に切り替える際に、チャージポンプ電流を０．８７ｍＡに設定する。このようにすることで、周波数切替時間が、最大値の３５０μ秒を越えない範囲で、できるだけチャージポンプ電流を小さくすることができるので、スプリアスを低減させることができる。

【0044】

図５は、周波数切替時間が２６２．５μ秒以下となる周波数に切り替える際のチャージポンプ電流を０．８７ｍＡに設定した場合の、切替先周波数と周波数切替時間との関係（実測値）を示す図である。図５（ａ）に示すように、周波数切替時間を３５０μ秒以下と規定すれば、実際には、5360MHz〜5860MHzの間は、チャージポンプ電流を０．８７ｍＡに設定することができることが確認できた。図５（ｂ）の太い実線は、5360MHz〜5860MHzの間の周波数に切り替える時のチャージポンプ電流を０．８７ｍＡに設定し、5360MHz〜5860MHz以外の周波数に切り替える時のチャージポンプ電流を１．１６ｍＡに設定した場合の周波数切替時間の変化の様子を示している。

【0045】

上記の結果は、図４に基づいて算出した5410MHz〜5830MHzとの間にずれがあるが、出力周波数の帯域幅1000MHzに対して30MHz〜50MHz、すなわち３％〜５％の誤差である。したがって、制御部１８は、図４を参照しながら説明した上記のチャージポンプ電流の決定方法を用いることにより、十分に実用的なチャージポンプ電流値に制御することができることが確認できた。
なお、上記の誤差は、式（１）及び式（２）に電圧制御発振器１６のＶＦ感度Ｋ_vが含まれており、全周波数範囲でＫ_vが同じ値にならないことから発生する誤差である。周波数によるＫ_vの変化が大きい電圧制御発振器１６を用いる場合、制御部１８がＫ_vを考慮してチャージポンプ電流を変更する周波数範囲を決定することにより、誤差を低減させることができる。

【0046】

図６は、離調周波数とスプリアスレベルとの関係の実測値を示す図である。図６における黒色の実線は、5360MHz〜5860MHzにおいてチャージポンプ電流を小さく設定し、周波数切替時間の最小値を約２６０μ秒、最大値を約３５０μ秒とした場合のスプリアスレベルを示す。図６における灰色の実線は、チャージポンプ電流を一定値とし、周波数切替時間の最小値を約２００μ秒、最大値を約３５０μ秒とした場合のスプリアスレベルを示す。図６からは、スプリアスが−７５ｄＢｃから−８０ｄＢｃに改善していることがわかる。以上の結果から、周波数切替時間の最大値は維持しつつ、出力周波数帯域幅1000MHzのうちの約半分に相当する400MHz〜500MHzの周波数幅でスプリアスを低減させることができることを確認できた。

【0047】

［本実施形態における効果］
以上説明したように、本実施形態に係る発振器１は、切り替え後の周波数に基づいて、チャージポンプ回路１４が電圧制御発振器１６に供給するチャージポンプ電流の値を決定する。このようにすることで、切り替え後の周波数に切り替えるまでの時間が必要以上に短い場合に、チャージポンプ電流の値を小さくすることによりスプリアス特性を改善することができる。

【0048】

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更又は改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。そのような変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
例えば、上記の説明においては、制御部１８が、チャージポンプ電流を２段階で切り替える例について説明したが、制御部１８は、チャージポンプ電流をさらに多くの段階で切り替えてもよい。

【符号の説明】

【0049】

１ 発振器
１１ 第１分周器
１２ 第２分周器
１３ 位相比較器
１４ チャージポンプ回路
１５ 低域通過フィルタ
１６ 電圧制御発振器
１７ 記憶部
１８ 制御部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】