周波数シンセサイザーとは何ですか？

周波数シンセサイザーは、アナログまたはデジタル回路によって決定される周波数で波形を生成するデバイスです。 最も一般的な周波数シンセサイザーは、電圧制御発振器（VCO）を使用します。これは、安定した周波数基準を使用する位相ロックループ（PLL）によって制御されます。 周波数シンセサイザーは、サブバンドの特定の周波数範囲で送受信するように設計されたほとんどの通信機器で使用されています。

この動作は、VCOの周波数を直接または間接的に周波数基準にロックすることにより可能になります。 VCOのステアリングは、VCO周波数を連続的に調整できる可変直流（DC）電圧によって実現されます。 VCO周波数出力が低すぎる場合、必要に応じて周波数逓倍を適用できます。 同様のアプリケーションでは、デジタル制御発振器は改善されたVCOであり、より広い周波数範囲の追加機能と、高速周波数ロックなどの特別な機能を備えています。

デジタル周波数分割は、アップダウンデジタルカウンターを使用して、入力レートの整数倍低い周波数のビットストリームを生成するプロセスです。 デュアルモジュラスプリスケーラーは、出力の周波数ステップで必要な分解能を達成するために2つの分周器ステージを使用します。 適切な除数を設定することにより、VCO出力周波数の周波数を縮小し、リファレンスと比較してPLLロックを再確立できます。

単純な周波数シンセサイザーには、VCO、周波数基準、PLL、プリスケーラー、分周器、および関連回路があります。 たとえば、10メガヘルツ（MHz）の正弦波出力を生成するには、VCO出力が10 MHzになるようにステアリングラインがDCレベルにあります。 また、VCO出力は、1キロヘルツ（kHz）のサンプルを得るために10,000で周波数を分割するためにデジタルレベルで方形波に変換され、これは基準1 kHz信号と共に位相比較器に供給されます。 結果のDCエラー電圧はVCOステアリングラインを制御し、PLLはこの状態でロックされます。 VCO出力の周波数または位相が変更されると、プロセスが繰り返され、出力が10 MHzに戻ってPLLがロックされるまでVCOステアリングラインで補正が行われます。

周波数シンセサイザーは、一般に無線送信機および受信機回路で使用されます。 送信機では、周波数シンセサイザーは、法的放射要件に合格するために十分に正確でなければならない搬送周波数を生成します。 受信機の場合、スーパーヘテロダイン受信機は、局部発振器（LO）と着信無線周波数（RF）信号の周波数混合を利用して、中間周波数（IF）を取得します。 レシーバーでは、VCO出力はローカルオシレーター信号です。 スーパーヘテロダイン受信機は、受信機信号に所望のIFをプラスまたはマイナスしたLO周波数を必要とすることに注意してください。