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'''周波数シンセサイザ'''（しゅうはすうシンセサイザ）とは、電子的な[[高周波]][[合成]]を用いた無線通信機の[[発振回路]]のこと。単に'''シンセサイザ'''ともいう。

== PLLシンセサイザ ==
現代の周波数シンセサイザのほとんどは、[[位相同期回路|フェーズロックループ]] (PLL) 方式である。PLLシンセサイザあるいは、単にPLLと略して呼ばれることが多い。ラジオやテレビの[[チューナー|チューナー]]、[[携帯電話]]機、[[コードレス電話機]]等、電波を扱う装置のほとんどの[[局部発振器]]として広く用いられている。この技術がなければ、今日の携帯電話は実現できていないと言っても過言ではない。

=== 基本的なPLLシンセサイザ ===
PLLシンセサイザが実用化される以前（1978年頃より前）は、VFO（[[LC回路|LC]][[発振器]]のコンデンサをバリコンとしたもの）が使われていた。VFOの欠点は発振周波数の精度、安定度が悪いこと、バリコンは機械部品であるため、[[マイクロコントローラ]]での制御が困難であることであった。このような欠点がないのが[[水晶発振器]]であった。しかし、水晶発振器は周波数が固定であるため、必要な周波数の数だけ[[水晶振動子]]を用意しなければならないという、大きな欠点があった。

そこでPLL技術を用いて、1個の水晶発振器 ([[TCXO]]) でVFOの発振周波数を正確、安定に制御できるようにしたものがPLLシンセサイザである。VFOのバリコンを[[バリキャップ]]に置き換え（この形態のVFOを'''[[VCO]]'''と言う）、PLLにより水晶発振器と同じ位相になるように制御（'''位相比較'''をおこない位相がずれないように制御する）すると、結果的にVFOの発振周波数も水晶発振器と同じになる。つまり、VFOの欠点が解消されたことになる。しかし、このままでは、VFOの周波数が固定になってしまうので意味がない。

そこでVFOの出力に'''分周器'''（周波数を整数で割ることのできる部品、例えば2で割ると2分周、3で割ると3分周）を通してから位相比較を行うと、VFOの周波数は水晶発振器の周波数の分周数倍となる。そして、分周数を変えることで、VFOの周波数が変えられる。

具体例で考えると次のようになる。

水晶発振器の周波数を10kHzとすると
* 10,000分周の場合: VFOの発振周波数は100.00MHzで水晶発振器と位相が合う
* 10,001分周の場合: VFOの発振周波数は100.01MHzで水晶発振器と位相が合う

このように、連続的ではないにせよ、分周数を変えることで周波数を変えることができる。これが、PLLシンセサイザである。

なお、この例の10kHzを'''比較周波数''' (Comparison Frequency) と言う。一般的に、比較周波数と周波数設定間隔は同じになる。

=== 改良されたPLLシンセサイザ ===
上述の例では10kHzの水晶発振器を用意する必要があるが、一般的には10 - 20MHz程度の水晶発振器の方が安価・小型・高精度に製造可能であるため、これを固定分周して10kHzを生成する。この分周器を固定分周器と言う。分周前の周波数を'''基準周波数''' (Reference Frequency) と言う。

* 例えば、水晶発振器が12.8MHzの場合は、1280分周で10kHzとなる。

また、より細かく周波数を設定したい場合は、基準周波数を単純に低くすれば良いが、その場合は固定分周器の分周数を大きくすればよい。しかし、基準周波数を低くしていくと、'''ロックアップタイム'''（周波数を設定してからPLLによる位相制御が完了するまでの時間）が遅くなり、実用的ではなくなってくる。そこで、[[ΔΣ変調]]等を用いて分周数を等価的に非整数とし、発振周波数を連続的に変化できるようにしたものをFractional-N PLLシンセサイザと呼ぶ。

== 関連項目 ==
* [[受信機]]

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[[Category:電子工学]]