DE4406834A1 - PLL-Schaltung - Google Patents
PLL-SchaltungInfo
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- H03L7/00—Automatic control of frequency or phase; Synchronisation
- H03L7/06—Automatic control of frequency or phase; Synchronisation using a reference signal applied to a frequency- or phase-locked loop
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Landscapes
- Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Phasenregelkreisschaltung
(PLL-Schaltung).
Fig. 1 ist ein Blockdiagramm einer PLL-Schaltung nach dem Stand
der Technik. Ein Spannungssteueroszillator, im weiteren als
spannungsgesteuerter Oszillator 1 bezeichnet, ist ein frei
schwingender Oszillator, der mit einer Frequenz entsprechend ei
ner Eingangsspannung oszilliert. Die Schwingungsfrequenz fV des
Oszillators wird in einem Frequenzteiler 3 durch p geteilt und
dann als ein Signal V einem Phasenkomparator 5 zugeführt. Ein Re
ferenzsignalgenerator 2 besteht zum Beispiel aus einem Quarz
oszillator. Die Ausgangsfrequenz des Referenzsignalgenerators
wird so eingestellt, daß sie niedriger als die Schwingungsfre
quenz des spannungsgesteuerten Oszillators 1 ist. Die Ausgangs
frequenz fR des Referenzsignalgenerators wird in einem Frequenz
teiler 4 durch q geteilt und dann als ein Signal R dem Phasen
komparator 5 zugeführt. Der Phasenkomparator 5 vergleicht die
zwei Eingänge miteinander, und das Vergleichsergebnis wird an
einen Tiefpaßfilter 6 ausgegeben. Der Tiefpaßfilter 6 erzeugt
eine Analogspannung, die dem Ausmaß des Vergleichsergebnisses
entspricht, und koppelt die Analogspannung an den spannungsge
steuerten Oszillator 1 zurück.
Wenn das Teilungsverhältnis p : q der Frequenzteiler 3 und 4 so
eingestellt ist, daß die Frequenz, die durch Teilen der Aus
gangsfrequenz fV des spannungsgesteuerten Oszillators 1 durch p
im Frequenzteiler 3 gleich der ist, die durch Teilen der Aus
gangsfrequenz fR des Referenzsignalgenerators 2 durch q im Fre
quenzteiler 4 erhalten wird, gilt der folgende Ausdruck:
fV/p = fR/q (1).
In Gleichung (1) ist
fV < fR (2)
und daher gilt das folgende:
p < q (3).
Fig. 2 ist ein Schaltbild, das ein bekanntes Beispiel des Phasen
komparators 5 von Fig. 1 darstellt. In der Figur ist ein Signal R
ein Eingangssignal mit einer Frequenz, die durch Teilen der Aus
gangsfrequenz fR des Referenzsignalgenerators 2 durch q im Fre
quenzteiler 4 erhalten wird, und ein Signal V ist ein Eingangs
signal mit einer Frequenz, die durch Teilen der Ausgangsfrequenz
fV des spannungsgesteuerten Oszillators 1 durch p im Frequenz
teiler 3 erhalten wird. Ein Signal U ist ein Ausgangssignal des
Phasenkomparators 5, das ausgegeben wird, wenn die Phase des Si
gnals V der des Signals R nacheilt, und ein Signal D ist ein Aus
gangssignal des Phasenkomparators 5, das ausgegeben wird, wenn
die Phase des Signals V der des Signals R voreilt.
Fig. 3 ist ein Zeitablaufdiagramm, das den Betrieb des Phasen
komparators 5 von Fig. 2 zeigt. Die Signale U und D sind aktiv,
wenn sie "L" sind. Wenn die Signale V und R in Phase sind, sind
beide Signale U und D "H". Wenn das Signal V dem Signal R nach
eilt, ist das Signal U nur während des Zeitraums zwischen der ab
fallenden Flanke des Signals R und der des Signals V "L". Wenn
das Signal V dem Signal R voreilt, ist das Signal D nur während
des Zeitraums zwischen der abfallenden Flanke des Signals V und
der des Signals R "L". Wie aus dem obigen ersichtlich ist, sind
die Signale U und D Impulssignale mit einer Zeitbreite, die
gleich der Phasendifferenz zwischen den Signalen R und V ist.
Während eines Zeitraums, in dem eine Phasendifferenz besteht,
wenn das Signal V voreilt, wird das Signal D ausgegeben, und,
wenn das Signal V nacheilt, wird das Signal U ausgegeben. Mit an
deren Worten entsprechen die Signale U und D dem Frequenzunter
schied zwischen den Signalen R und V mit dem Ergebnis, daß der
Abweichungsbetrag der Schwingungsfrequenz des spannungsgesteuer
ten Oszillators 1 in einen Zeitbetrag umgewandelt wird und dann
als eines der Signale U und D, abhängig von dem Vorzeichen der
Abweichung, ausgegeben wird. Das Signal U (D) wird in den
Tiefpaßfilter 6 eingegeben, um darin geglättet zu werden.
Fig. 4 ist ein Schaltbild, das ein Beispiel des Tiefpaßfilters 6
von Fig. 1 zeigt. Das Signal U wird an das Gate eines P-Transi
stors 22 angelegt, und das Signal D wird an das Gate eines N-
Transistors 23 über einen Inverter 21 angelegt. Die Drains der
Transistoren 22 und 23 sind miteinander verbunden, und der Ver
bindungspunkt ist an einen Ausgangsanschluß über einen aktiven
Filter 24 angeschlossen. In dem aktiven Filter 24 ist eine Rei
henschaltung aus einem Kondensator 25 und einem Widerstand 26
parallel zu einem Verstärker 27 geschaltet, und ein Widerstand 28
ist mit einem Ende der Parallelschaltung verbunden.
Wenn sich das Signal U auf dem "L"-Pegel befindet, ist der P-
Transistor 22 EIN, und der Kondensator 25 des aktiven Filters 24
wird aufgeladen. Wenn sich das Signal D auf dem "L"-Pegel befin
det, ist der N-Transistor 23 EIN, und der Kondensator 25 wird
entladen. Wenn sich beide Signale U und D auf dem "H"-Pegel be
finden, sind sowohl der P-Transistor 22 als auch der N-Transistor
23 AUS, und die Ladung, die in dem Kondensator 25 gehalten ist,
bleibt darin erhalten. Wenn die gesamte Periode der Ladevorgänge
lang und die Anzahl der Ladevorgänge groß ist, wird die Spannung
des Ausgangsanschlusses hoch, und diese hohe Spannung wird in den
spannungsgesteuerten Oszillator 1 rückgekoppelt mit dem Ergebnis,
daß die Schwingungsfrequenz erhöht wird. Wenn die gesamte Periode
der Entladevorgänge lang und die Anzahl der Entladevorgänge groß
ist, wird die Spannung des Ausgangsanschlusses niedrig, und diese
niedrige Spannung wird in den spannungsgesteuerten Oszillator 1
rückgekoppelt, mit dem Ergebnis, daß die Schwingungsfrequenz ver
ringert wird. Wie oben beschrieben, wird in dem Tiefpaßfilter 6
die Rückkopplungsspannung an den spannungsgesteuerten Oszillator
1 durch Prozesse des Ladens und Entladens des Kondensator 25 er
zeugt. Wenn die Schwingungsfrequenz des spannungsgesteuerten Os
zillators 1 fluktuiert, wird daher eine beträchtlich verlängerte
Zeitdauer benötigt, um die Schwingungsfrequenz auf die korrekte
zurückzubringen.
Als nächstes wird der Betrieb des Korrigierens der Schwingungs
frequenz fV, die abgewichen ist, beschrieben. Wenn die Schwin
gungsfrequenz fV des spannungsgesteuerten Oszillators 1 abgenom
men hat, gibt der Phasenkomparator 5 das Signal U aus, das die
Information trägt, daß das Signal V (fV/p) dem Signal R (fR/q)
nacheilt, und das die Phasendifferenz zwischen den Signalen an
zeigt. Dementsprechend wird der Kondensator 25 des Tiefpaßfilters
6 während des Zeitraums, in dem das Signal U fortwährend ausgege
ben wird, aufgeladen, so daß die Rückkopplungsspannung ansteigt,
mit dem Ergebnis, daß die Schwingungsfrequenz fV des spannungsge
steuerten Oszillators 1 erhöht wird.
Wenn die Schwingungsfrequenz fV des spannungsgesteuerten Oszil
lators 1 erhöht wird, gibt der Phasenkomparator 5 das Signal D
aus, das die Information trägt, daß das Signal V dem Signal R
voreilt, und das die Phasendifferenz zwischen den Signalen an
zeigt. Dementsprechend wird der Kondensator 25 des Tiefpaßfilters
6 während des Zeitraums, in dem das Signal D fortwährend ausge
geben wird, entladen, so daß die Rückkopplungsspannung erniedrigt
wird, mit dem Ergebnis, daß die Schwingungsfrequenz fV des span
nungsgesteuerten Oszillators 1 verringert wird. Dieser Vorgang
wird wiederholt, bis Gleichung (1) erfüllt ist, wobei die Schwin
gungsfrequenz fV stabilisiert wird.
In der oben beschriebenen PLL-Schaltung nach dem Stand der Tech
nik wird, wenn die Schwingungsfrequenz fV des spannungsgesteuer
ten Oszillators 1 abweicht, die Rückkopplungsspannung zum Korri
gieren der Abweichung in Abhängigkeit von den Lade- und Entlade
eigenschaften des Kondensators 25 des Tiefpaßfilters 6 erzeugt,
wobei ein Problem erzeugt wird, das darin besteht, daß eine be
trächtlich verlängerte Zeitperiode verstrichen sein muß, bis
Gleichung (1) erfüllt ist, oder das Problem eines verminderten
Ansprechvermögens entsteht. Außerdem besteht ein anderes Problem
darin, daß, wenn die PLL-Schaltung außerhalb ihres Betriebsberei
ches arbeitet oder wegläuft, es schwierig ist, den Betrieb der
PLL-Schaltung zu regeln.
Um diese Probleme zu lösen, wurden verschiedene Verfahren vorge
schlagen, in denen der Ausgang einer PLL-Schaltung digitalisiert
wird und der Zählwert eines Zählers in einen Analogwert umgewan
delt wird und dann in einen spannungsgesteuerten Oszillator rück
gekoppelt wird. In dem Verfahren, das in der japanischen Patent
offenlegungsschrift Nr. 60-142622 (1985) offenbart ist, wird das
Phasenvoreilen oder das Phasennacheilen durch einen Vorwärts-
Rückwärtszähler nachgewiesen, und die Anzahl der Stufen eines
Oszillators (Ringoszillators) wird verändert. In dem Verfahren,
das in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 61-277211
(1986) offenbart ist, wird die Differenz zwischen der Ausgangs
frequenz eines spannungsgesteuerten Oszillators und einer Refe
renzfrequenz durch einen Vorwärts-Rückwärtszähler gezählt, und
ein Latch zum Einstellen der oberen Grenze des Zählers ist vorge
sehen, um die obere Grenze dorthinein zu laden. In dem Verfahren,
das in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 3-211911
(1991) offenbart ist, wird ähnlich die Differenz zwischen der
Ausgangsspannung eines spannungsgesteuerten Oszillators und einer
Referenzfrequenz durch einen Vorwärts-Rückwärtszähler gezählt,
und ein Korrekturwert eines Referenztaktsignals wird auf der Ba
sis des Zählwerts und vorher gespeicherter charakteristischer
Werte berechnet, um den Wert eines Steuersignals zur Rückkopplung
von dem Korrekturwert zu erhalten. In dem Verfahren, das in der
japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 4-196715 (1992) offen
bart ist, führt ein Zähler den Zählvorgang in solch einer Weise
aus, daß, wenn die Phase eines Ausgangssignals eines spannungsge
steuerten Oszillators der eines Referenztaktsignals nacheilt, der
Inhalt erhöht wird, und, wenn die Phase des Ausgangssignals der
des Referenztaktsignals voreilt, der Inhalt erniedrigt wird, und
die Schwingungsfrequenz des spannungsgesteuerten Oszillators wird
durch den Ausgang des Zählers geregelt, der in einen Analogwert
umgewandelt worden ist. Außerdem wird in dem Verfahren, das in
der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 4-104519 (1992) of
fenbart ist, eine Mehrzahl von geteilten Signalen und ein Ein
gangssignal von außen in der Phase miteinander verglichen, und
ein Steuersignal entsprechend der erhaltenen Phasendifferenz wird
an eine spannungsgesteuerte Oszillatoreinheit ausgegeben. Diese
Verfahren nach dem Stand der Technik beabsichtigen eine PLL-
Schaltung bereitzustellen, die ein hervorragendes Ansprechvermö
gen aufweist oder die die angestrebte Schwingungsfrequenz
schnell wiedererlangen kann.
Wenn die Zufuhr des Referenzsignals angehalten wird, entsteht je
doch ein Problem, daß die Gesamtheit der Schaltungen einschließ
lich solch einer PLL-Schaltung gestört wird, und es ist daher un
möglich, die Schaltungen zu steuern.
Oft ist es so, daß Schwingungsfrequenzen einer Mehrzahl von PLL-
Schaltungen umgeschaltet werden, so daß sie als Quellen zum Er
zeugen von Taktsignalen von höheren und niedrigeren Frequenzen
für einen Mikrocomputer verwendet werden. In solch einem Fall be
steht ein Problem darin, daß, wenn die Frequenz eines Taktsignals
auf eine andere geschaltet wird, eine beträchtlich verlängerte
Zeitspanne verstreichen muß, bis die Schwingungsfrequenz stabili
siert ist, und das Starten des Mikrocomputers wird verzögert.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine PLL-Schaltung mit hervorra
gender Stabilität bereitzustellen, die, selbst wenn die Zufuhr
eines Referenzsignals angehalten wird, die Oszillation mit der
Schwingungsfrequenz, die zu der Zeit erhalten worden ist, zu der
die Zufuhr des Referenzsignals angehalten worden ist, fortsetzen
kann.
Weiter soll eine PLL-Schaltung bereitgestellt werden, bei der das
Ansprechvermögen weiter verbessert werden kann.
Weiter soll eine PLL-Schaltung mit hervorragender Regelbarkeit
(Steuerbarkeit) bereitgestellt werden, bei der, wenn die ange
strebte Schwingungsfrequenz auf eine andere umgeschaltet wird,
die Schwingung unmittelbar auf die neue Schwingungsfrequenz über
tragen werden kann.
Die PLL-Schaltung der Erfindung weist hauptsächlich auf: einen
Phasenkomparator zum Erkennen einer Phasendifferenz zwischen ei
nem Signal, das sich auf einen Ausgang eines spannungsgesteuerten
Oszillators bezieht, und einem Referenzsignal, und zur Unter
scheidung zwischen der Phasenvoreilung und der Phasennacheilung;
einen Impulsgenerator zum Erzeugen eines Impulssignals mit Impul
sen, deren Anzahl der Phasendifferenz, die durch den Phasenkompa
rator erkannt worden ist, entspricht; einen Zähler zum Erhöhen
oder Erniedrigen eines Wertes, der vorher eingestellt ist, durch
die Anzahl der Impulse in Übereinstimmung mit der Unterscheidung
zwischen der Phasenvoreilung und der Phasennacheilung, die durch
den Phasenkomparator erkannt worden ist; und einen Konverter zum
Konvertieren eines Zählwertes des Zählers in eine Spannung ent
sprechend dem Wert, und zum Rückkoppeln der Spannung an den span
nungsgesteuerten Oszillator. Der Impulsgenerator erzeugt ein Im
pulssignal mit Impulsen, deren Anzahl der Phasendifferenz, die
durch den Phasenkomparator erkannt worden ist, entspricht. Wenn
der Phasenkomparator die Phasennacheilung erkennt, erhöht der
Zähler den eingestellten Wert um die Anzahl der Impulse, und wenn
der Phasenkomparator eine Phasenvoreilung erkennt, erniedrigt der
Zähler den eingestellten Wert um die Anzahl der Impulse. Der Kon
verter konvertiert den Zählwert in eine Spannung entsprechend dem
erhöhten oder erniedrigten Wert. Eine Korrekturspannung entspre
chend der Phasendifferenz, die durch den Phasenkomparator erkannt
worden ist, wird in den spannungsgesteuerten Oszillator rückge
koppelt.
Die PLL-Schaltung kann eine Nachweiseinrichtung aufweisen zum
Nachweisen eines Anhaltens der Ausgabe des Referenzsignals, und
eine Einrichtung zum Anhalten des Betriebs des Zählers, wenn die
Ausgabe des Referenzsignals angehalten wird. Wenn das Referenzsi
gnal angehalten wird, wird der Betrieb des Zählers unterbrochen,
und die Spannung entsprechend dem Zählwert, die beim Anhalten er
halten wird, wird aufrechterhalten und in den spannungsgesteuer
ten Oszillator rückgekoppelt. Selbst wenn das Referenzsignal
angehalten wird, kann daher die Oszillation fortgeführt werden.
Dementsprechend kann im Fall eines abnormalen Zustands eines
Referenzsignalgenerators verhindert werden, daß die PLL-Schaltung
wegläuft, wobei die Stabilität erhöht wird.
Die PLL-Schaltung kann eine Einrichtung zum vorher Speichern ei
nes Anfangswerts aufweisen, auf den der Zähler eingestellt wird.
Da ein Anfangswert entsprechend der Zielschwingungsfrequenz, die
zur Zeit, zur der der Zähler rückgestellt ist, verwendet wird,
wird der Anfangswert schnell eingestellt, wenn der Betrieb des
Zählers wieder gestartet werden soll, wobei das Ansprechvermögen
beträchtlich verbessert wird.
Die PLL-Schaltung kann eine Speichereinrichtung aufweisen zum
Speichern einer Mehrzahl von Werten, auf die der Zähler einge
stellt werden soll, und eine Einrichtung zum Auswählen eines ge
wünschten Wertes von der Speichereinrichtung und zum Einstellen
des Zählers auf den ausgewählten Wert. Daher kann ein Wert, auf
den der Zähler eingestellt werden soll, ausgewählt werden. Wenn
die Zielschwingungsfrequenz auf eine andere umgeschaltet werden
soll, kann der Zähler unmittelbar auf einen Wert eingestellt wer
den, wobei die Steuerung des Umschaltens der Schwingungsfrequenz
vereinfacht wird und die Steuerbarkeit (Regelbarkeit) verbessert
wird.
Weitere Merkmale und Zweckmäßigkeiten der Erfindung ergeben sich
aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Figu
ren. Von den Figuren zeigen:
Fig. 1 ein Blockdiagramm einer PLL-Schaltung nach dem Stand
der Technik;
Fig. 2 ein Schaltbild eines Phasenkomparators, der in Fig. 1
gezeigt ist;
Fig. 3 ein Zeitablaufdiagramm des Phasenkomparators, der in
Fig. 2 gezeigt ist;
Fig. 4 ein Schaltbild eines Tiefpaßfilters, der in Fig. 1 ge
zeigt ist;
Fig. 5 ein Blockdiagramm einer PLL-Schaltung einer ersten
Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 6 ein Schaltbild eines Impulsgenerators und eines Zäh
lers, die in Fig. 5 gezeigt sind;
Fig. 7 ein Zeitablaufdiagramm des Impulsgenerators, der in
Fig. 6 gezeigt ist;
Fig. 8 ein Zeitablaufdiagramm des Impulsgenerators, der in
Fig. 6 gezeigt ist;
Fig. 9 ein Zeitablaufdiagramm des Zählers, der in Fig. 6 ge
zeigt ist;
Fig. 10 ein Blockdiagramm eines Konverters, der in Fig. 5 ge
zeigt ist, und der Umgebung des Konverters;
Fig. 11 ein Blockdiagramm einer PLL-Schaltung einer zweiten
Ausführungsform der Erfindung; und
Fig. 12 ein Blockdiagramm einer PLL-Schaltung einer dritten
Ausführungsform der Erfindung.
Im nachfolgenden wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die
Zeichnungen, die ihre Ausführungsformen darstellen, beschrieben.
Fig. 5 ist ein Blockdiagramm einer ersten Ausführungsform der Er
findung. In der Figur ist ein spannungsgesteuerter Oszillator 1
ein freischwingender Oszillator, der mit einer Frequenz entspre
chend einer Eingangsspannung oszilliert. Die Schwingungsfrequenz
fV des Oszillators wird in einem Frequenzteiler 3 durch p geteilt
und dann als ein Signal V einem Phasenkomparator 5 zugeführt. Ein
Referenzsignalgenerator 2 besteht beispielsweise aus einem
Quarzoszillator. Die Ausgangsfrequenz fR des Referenzsignalge
nerators wird in einem Frequenzteiler 4 durch q geteilt und dann
als ein Signal R dem Phasenkomparator 5 und einem Referenzsignal
stoppdetektor 10 zugeführt. Der Phasenkomparator 5 vergleicht die
Signale V und R miteinander und gibt ein Signal D aus, wenn die
Phase des Signals V der des Signals R voreilt, und ein Signal U,
wenn die Phase des Signals V der des Signals R nacheilt. Der Pha
senkomparator 5 gibt das Signal U (D) so aus, daß die Zeitspanne
des Ausgebens des Signals U (D) gleich der Zeitbreite der Phasen
differenz zwischen den Signalen V und R ist. Das Signal U (D)
wird einem Impulsgenerator 7 und einem Zähler 8 zugeführt.
Der Impulsgenerator 7 erzeugt ein Impulssignal mit Impulsen, de
ren Anzahl der Zeitspanne des Ausgebens des Signals U (D) (d. h.
der Zeitspanne des "L"-Pegels) entspricht, und führt es dem Zäh
ler 8 zu. Von einem Wert, der vorher als der Wert, der der Ziel
schwingungsfrequenz entspricht, eingestellt ist, zählt der Zähler
8 die Anzahl der Impulse. Genauer gesagt, wenn die Schwingungs
frequenz in Richtung eines niedrigeren (oder höheren) Wertes ab
weicht, wird der Wert, der der Zielschwingungsfrequenz ent
spricht, um die Anzahl der Impulse, die dem Abweichungsbetrag
nach oben oder nach unten entsprechen, erhöht (oder erniedrigt).
Wenn die Schwingungsfrequenz stabilisiert ist, hat das Signal U
(D) weiterhin den Zustand des "H"-Pegels, und der Impulsgenerator
7 erzeugt kein Impulssignal.
Dieser Zählvorgang wird während einer Zeitspanne, in der das Si
gnal, das die Phasendifferenz anzeigt, ausgegeben wird, fort
gesetzt. Der Zählwert wird immer an einen Konverter 9 ausgegeben.
Der Konverter 9 erzeugt eine Spannung entsprechend dem Zählwert
und koppelt sie zum spannungsgesteuerten Oszillator 1 zurück.
Der Referenzsignalstoppdetektor 10 ist eine Schaltung zum Erken
nen eines Anhaltens (eines Stopps) der Zufuhr eines Signals, das
als Referenz vom Referenzsignalgenerator 2 wirkt. Der Referenz
signalstoppdetektor 10 empfängt nämlich die Ausgabe des Frequenz
teilers 4 und überwacht die Ausgabe eines Signals mit der Fre
quenz, die durch Teilen der Ausgangsfrequenz fR des Referenzsi
gnalgenerators 2 erhalten wird. Wenn ein Stopp der Zufuhr des Si
gnals erkannt wird, gibt der Referenzsignalstoppdetektor 10 ein
Steuersignal Z mit "L"-Pegel an den Zähler 8 aus.
Fig. 6 ist ein Schaltbild des Impulsgenerators 7 und des Zählers
8, die in Fig. 5 gezeigt sind. Der Impulsgenerator 7 besteht aus
einem NAND-Gatter 30, D-FFs (D-Flip-Flops) 31 und 32, einem 3-
Eingangs-NAND-Gatter 33 und einem Inverter 35. Die Signale U und
D werden in die D-FFs 31 und 32 über das NAND-Gatter 30 eingege
ben. Die D-FFs 31 und 32 konvertieren die Zeitbreite des "L"-Pe
gels der Signale U und D in ein ganzzahliges Vielfaches der Peri
ode eines Taktsignals Φ.
Das Taktsignal Φ und ein invertiertes Taktsignal zum Steuern
der PLL-Schaltung werden von einer nicht gezeigten Steuerschal
tung gegeben. Das Taktsignal Φ wird an den Anschluß T des D-FFs
32 eingegeben, und das invertierte Taktsignal an den Anschluß T
des D-FFs 31. Ein Rückstellsignal von der Steuerschaltung wird an
den R-Anschluß eines jeden der D-FFs 31 und 32 eingegeben. Ein
Ausgang Q1 des D-FFs 31, ein Ausgang Q2 des D-FFs 32 und das
Taktsignal Φ werden in das 3-Eingangs-NAND-Gatter 33 eingegeben.
Einer der Ausgänge des 3-Eingangs-NAND-Gatters 33 wird als ein
Summand an ein 3-Eingangs-AND-Gatter 37a des Zählers 8 eingege
ben, und der andere Ausgang wird als ein Subtrahend in ein 3-Ein
gangs-AND-Gatter 37b des Zählers 8 über den Inverter 35 ein
gegeben. Die Phasendifferenz zwischen den Ausgängen Q1 und Q2 ist
eine halbe Periode des Taktsignals Φ. Wenn das Signal U (D) eine
Ausgangszeitbreite gleich oder kürzer als die halbe Periode auf
weist, wird das Impulssignal daher nicht erzeugt, und das Signal
U (D) wird eliminiert. Das Steuersignal Z vom Referenzsignal
stoppdetektor 10 wird einem 2-AND-NOR-Gatter 37 eines jeden der
Bit-Blöcke 42 des Zählers 8 zugeführt.
Fig. 7 ist ein Zeitablaufdiagramm, das den Vorgang des Erzeugens
eines Impulses entsprechend dem Signal U im Impulsgenerator 7,
der in Fig. 6 gezeigt ist, darstellt. Der Ausgang Q1 des D-FFs 31
wird auf "H" gebracht, wie in (a) von Fig. 7 gezeigt ist, bei ei
ner ersten abfallenden Flanke des Taktsignals Φ nach einer
abfallenden Flanke des Signals U, und der Ausgang Q2 des D-FFs 32
wird auf "H" gebracht, wie in (b) von Fig. 7 gezeigt ist, bei ei
ner ansteigenden Flanke nach dem Verstreichen einer halben Peri
ode. Der Ausgang Q1 des D-FFs 31 wird auf "L" gebracht, wie in
(a) von Fig. 7 gezeigt ist, bei einer nächsten abfallenden Flanke
des Taktsignals Φ, und der Ausgang Q2 des D-FFs 32 wird auf "L"
gebracht, wie in (b) gezeigt ist, bei der ansteigenden Flanke
nach dem Verstreichen einer halben Periode. Während der Zeit
spanne, in der beide Ausgänge Q1 und Q2 "H" sind, wird das 3-Ein
gangs-NAND-Gatter 33 geöffnet, so daß ein positiver Impuls des
Taktsignals Φ durch das Gatter hindurchgeht. Auf diese Weise
wird, wenn eine Negativ-Impuls-Periode des Taktsignals Φ während
einer "L"-Pegel-Periode des Signals U existiert, wie durch "1" in
Fig. 7 gekennzeichnet ist, ein Impulssignal ausgegeben.
Der Ausgangsimpuls des 3-Eingangs-NAND-Gatters 33 ist ein nega
tiver Impuls, wie in (c) von Fig. 7 gezeigt ist, und wird in den
Zähler 8 eingegeben, um als Summand "1" zu wirken. Der Ausgangs
impuls des Inverters 35, der in (d) gezeigt ist, wird in den Zäh
ler 8 eingegeben. In dem Fall, in dem das Signal U ausgegeben
wird, wirkt jedoch der Ausgang des Inverters 35 nicht als Subtra
hend "1", da das 3-Eingangs-AND-Gatter 37b geschlossen ist.
Fig. 8 ist ein Zeitablaufdiagramm, das den Vorgang des Erzeugens
eines Impulses entsprechend dem Signal D im Impulsgenerator 7,
der in Fig. 6 gezeigt ist, darstellt. Der Ausgang Q1 des D-FFs 31
wird auf "H" gebracht, wie in (a) von Fig. 8 gezeigt ist, bei ei
ner ersten abfallenden Flanke des Taktsignals Φ nach einer
abfallenden Flanke des Signals D, und der Ausgang Q2 des D-FFs 32
wird auf "H" gebracht, wie in (b) gezeigt ist, bei der ansteigen
den Flanke nach dem Verstreichen einer halben Periode. Der Aus
gang Q1 des D-FFs 31 wird auf "L" gebracht, wie in (a) von Fig. 8
gezeigt ist, bei der übernächsten abfallenden Flanke des Taktsi
gnals Φ, und der Ausgang Q2 des D-FFs 32 wird auf "L" gebracht,
wie in (b) von Fig. 8 gezeigt ist, bei der ansteigenden Flanke
nach dem Verstreichen einer halben Periode. Während der Periode,
in der beide Ausgänge Q1 und Q2 "H" sind, ist das 3-Eingangs-
NAND-Gatter 33 geöffnet, so daß zwei positive Impulse des Taktsi
gnals Φ durch das Gatter hindurchgehen. Auf diese Weise werden,
wenn zwei Negativ-Impuls-Perioden des Taktsignals Φ während einer
"L"-Pegel-Periode des Signals D, wie durch "2" in Fig. 8 ange
zeigt ist, existieren, zwei Impulssignale ausgegeben. Die Aus
gangsimpulse des 3-Eingangs-NAND-Gatters 33 sind negative Im
pulse, wie in (c) gezeigt ist, und gehen durch den Inverter 35
hindurch, um zu positiven Impulsen, wie in (d) gezeigt ist, zu
werden. Die Ausgangsimpulse werden dann in den Zähler 8 eingege
ben, um als Subtrahend "2" zu wirken. Der Ausgang des 3-Eingangs-
NAND-Gatters 33, der in (c) gezeigt ist, wird in den Zähler 8
eingegeben. Falls das Signal D ausgegeben wird, wirkt jedoch der
Ausgang des Inverters 35 nicht als Summand "2", da das 3-Ein
gangs-AND-Gatter 37a geschlossen ist.
Wie oben unter Bezugnahme auf die Fig. 7 und 8 beschrieben ist,
gibt, wenn es m Niedrigpegelperioden des Taktsignals Φ während
der "L"-Pegel-Zeitspanne des Signals U (D) gibt, der Impulsgene
rator 7m Impulssignale aus.
Der Zähler 8 besteht aus einem R-S-FF 34, einem NAND-Gatter 45
und einem Vorwärts-Rückwärtszähler 51. In Übereinstimmung mit dem
Signal U (D), das dem Anschluß S (R) zugeführt wird, setzt das R-
S-FF 34 seinen Ausgang Q3 auf "H" ("L"). Der Ausgang Q3 wird in
den Vorwärts-Rückwärtszähler 51 eingegeben, um den Zählerinhalt
zu erhöhen (oder zu erniedrigen). Das NAND-Gatter 45 empfängt ein
Steuersignal und ein Rückstellsignal von der Steuerschaltung und
sendet die Signale an den Vorwärts-Rückwärtszähler 51 zum Befeh
len des Setzens (des Einstellens) eines Werts.
Der Vorwärts-Rückwärtszähler 51 ist eine bekannte Schaltung, die
aus einer Hintereinanderschaltung von n 1-Bitblock-Stufen 42 be
steht, und die die Anzahl der Impulse des Impulssignals, das
durch den Impulsgenerator 7 erzeugt wird, zählt. Der digitale
Wert entsprechend der Zielschwingungsfrequenz wird über Eingangs
anschlüsse a1, a2, . . . an eingegeben, und die Bits des digitalen
Werts werden in den n 1-Bitblock-Stufen 42 jeweils in Antwort auf
das Rückstellsignal oder das Steuersignal gesetzt. Das Impulssi
gnal, das durch den Impulsgenerator 7 erzeugt wird, wird als ein
Summandimpuls oder ein Subtrahendimpuls in die erste 1-Bitblock-
Stufe 42 eingegeben. Der Ausgang Q3 des R-S-FFs 34 wird in jede
der n 1-Bitblock-Stufen 42 als ein Signal zum Schließen oder Öff
nen von Gattern, durch die der Summandenimpuls oder der Subtra
hendenimpuls hindurchgeht, eingegeben. Die Zählergebnisse der n
1-Bitblock-Stufen 42 werden an die nächsten 1-Bitblock-Stufen 42
und ebenso an den Konverter 9 jeweils über Ausgangsanschlüsse b1,
b2, . . . , bn ausgegeben.
Die erste 1-Bitblock-Stufe 42 besteht aus Invertern 36 und 38,
aus NAND-Gattern 40 und 41, aus einem T-FF 39 und aus dem 2-AND-
NOR-Gatter 37. Das 2-AND-NOR-Gatter 37 ist aus den 3-Eingangs-
AND-Gattern 37a und 37b und einem NOR-Gatter 37c zusammengesetzt.
Das 3-Eingangs-AND-Gatter 37a wirkt als ein Tor, durch das der
Summandenimpuls hindurchgeht und in das der Ausgang (der negative
Impuls) des 3-Eingangs-NAND-Gatters 33 des Impulsgenerators 7 und
der Ausgang Q3 des R-S-FFs 34 eingegeben werden. Wenn das Signal
U eingegeben wird, ist das Tor geöffnet. Das 3-Eingangs-AND-Gat
ter 37b wirkt als ein Tor, durch das der Subtrahendenimpuls hin
durchgeht, und in das der Ausgang (der positive Impuls) des In
verters 35 des Impulsgenerators 7 und ebenso der Ausgang Q3 des
R-S-FFs 34 über den Inverter 36 eingegeben wird. Wenn das Signal
D eingegeben wird, ist das Tor geöffnet. Das Steuersignal Z, wel
ches normalerweise "H" ist, wird beiden Gattern 37a und 37b zuge
führt. Die Ausgänge der Gatter 37a und 37b gehen durch das NOR-
Gatter 37c und durch den Inverter 38 hindurch, um zweimal in der
Polarität invertiert zu werden, und werden dann in das T-FF 39
eingegeben. Dementsprechend haben die Ausgänge der Gatter 37a und
37b und des Inverters 38 dieselbe Polarität.
Das T-FF 39 ist ein Flip-Flop, das bei einer ansteigenden Flanke
arbeitet. Daher wirkt das T-FF 39 als ein Vorwärtszähler, wenn
ein negativer Impuls eingegeben wird, und als ein Rückwärtszäh
ler, wenn ein positiver Impuls eingegeben wird.
Wenn der digitale Wert entsprechend der Zielschwingungsfrequenz
im Zähler 8 gesetzt (eingestellt) werden soll, wird das Signal,
welches dem Eingangsanschluß a1 der ersten 1-Bitblock-Stufe 42
zugeführt ist, zusammen mit dem Rückstellsignal oder dem Steuer
signal, das über das NAND-Gatter 45 geliefert wird, dem -An
schluß des T-FFs 39 über das NAND-Gatter 40 zugeführt, und weiter
zusammen mit dem Rückstellsignal oder dem Steuersignal dem -An
schluß des T-FFs 39 über das NAND-Gatter 41 zugeführt. Wenn die
ses Signal "0" ist, wird das T-FF 39 gesetzt, und wenn dieses Si
gnal "1" ist, wird das T-FF 39 rückgestellt.
Die nächste und die folgenden 1-Bitblock-Stufen 42 weisen die
selbe Konfiguration wie die erste 1-Bitblock-Stufe 42 auf, mit
Ausnahme, daß die Ausgänge (negativer Impuls) und Q (positiver
Impuls) des T-FFs 39 der vorherigen Stufe jeweils in die 3-Ein
gangs-AND-Gatter 37a und 37b eingegeben werden. Daher wird auch
in diesen Stufen ein Impuls, der durch das 3-Eingangs-AND-Gatter
37a (oder 37b) hindurchgegangen ist, in derselben Weise erhöht
(oder erniedrigt) wie in der ersten 1-Bitblock-Stufe 42.
Fig. 9 ist ein Zeitablaufdiagramm, das den Betrieb des in Fig. 6
gezeigten Zählers 8 darstellt, in dem ein Wert "X" gesetzt wird.
Der Zählvorgang wird unter Bezugnahme auf die Fig. 6 und 9 be
schrieben.
Wenn sich das Signal U auf dem "L"-Pegel befindet, wird bewirkt,
daß das R-S-FF 34 in den Setzzustand durch die abfallende Flanke
des Signals eintritt, so daß der Ausgang Q3 "H" wird, wie in (a)
von Fig. 9 gezeigt ist, wobei das 3-Eingangs-AND-Gatter 37a ge
öffnet wird. Die 6 Ausgangsimpulse (negative Impulse) ((b) von
Fig. 9) des 3-Eingangs-NAND-Gatters 33, die die durch den Im
pulsgenerator 7 in Übereinstimmung mit dem Signal U erzeugten Im
pulssignale sind, gehen durch das 3-Eingangs-AND-Gatter 37a hin
durch und werden dann dem T-FF 39 über das NOR-Gatter 37c und den
Inverter 38 zugeführt. Wie in (b) und (d) gezeigt ist, haben die
Ausgänge des 3-Eingangs-NAND-Gatters 33 und des Inverters 38 die
selbe Polarität.
Da in die T-FFs 39 der ersten, der nächsten und der übernächsten
Stufen negative Impulse eingegeben werden, wie in (d), (f) und
(h) von Fig. 9 gezeigt ist, wirken diese T-FFs 39 als ein Vor
wärtszähler, und der Zählwert wird "X + 6", wie in (j) gezeigt
ist. Selbst wenn sich das Signal U auf dem "H"-Pegel befindet,
bleibt das R-S-FF 34 in dem Setzzustand, wie in (a) gezeigt ist.
Wenn sich das Signal D auf dem "L"-Pegel befindet, wird bewirkt,
daß das R-S-FF 34 in den Rücksetzzustand eintritt, so daß der
Ausgang Q3 "L" wird, wie in (a) von Fig. 9 gezeigt ist. Daher
wird das 3-Eingangs-AND-Gatter 37a geschlossen, und ebenso wird
sein Ausgang "L", so daß der Ausgang des Inverters 38 "L" wird,
wie in (d) gezeigt ist. Das "L" des Ausgangs Q3 wird zu "H" durch
den Inverter 36 invertiert, so daß das 3-Eingangs-AND-Gatter 37b
geöffnet wird. Die 4 Ausgangsimpulse (positive Impulse) ((c) von
Fig. 9) des Inverters 35, die die durch den Impulsgenerator 7 in
Übereinstimmung mit dem Signal D erzeugten Impulssignale sind,
gehen durch das 3-Eingangs-AND-Gatter 37b hindurch und werden
dann dem T-FF 39 über das NOR-Gatter 37c und den Inverter 38 zu
geführt.
Da in die T-FF 39 der ersten, der nächsten und der übernächsten
Stufen ein positiver Impuls eingegeben wird, wie in (c), (e) und
(g) von Fig. 9 gezeigt ist, wirken diese T-FFs 39 als ein Rück
wärtszähler, und der Zählwert wird "X + 2", wie in (j) gezeigt
ist. Die Ausgänge Q der T-FFs 39 der ersten, der nächsten und der
übernächsten Stufen werden jeweils über die Ausgangsanschlüsse
b1, b2 und b3 an den Konverter 9, wie in (e), (g) und (i) gezeigt
ist, ausgegeben.
Wie oben beschrieben, arbeitet der Zähler 8 so, daß er das
Impulssignal, das in Übereinstimmung mit dem Signal U erzeugt
ist, erhöht, und daß er das Impulssignal, das in Übereinstimmung
mit dem Signal D erzeugt ist, erniedrigt.
Fig. 10 ist ein Blockdiagramm des in Fig. 5 gezeigten Konverters
9 und der Umgebung des Konverters.
Der Zähler 8 ist mit einer Decodierschaltung 91 durch n Daten
leitungen verbunden, so daß der Zählwert des Zählers 8 in die De
codierschaltung 91 eingegeben wird. Die Decodierschaltung 91 ist
mit einer Auswahlschaltung 92 durch eine Mehrzahl von Decode
signalleitungen verbunden. Der Zählwert wird durch die Deco
dierschaltung 91 decodiert, und der decodierte Wert wird an die
Auswahlschaltung 92 über die Decodesignalleitungen ausgegeben.
Eine Widerstandsleiterschaltung 93 ist ein leiterähnlicher Wider
standsspannungsteiler, von dem eine Spannung, die zur Steuerung
des spannungsgesteuerten Oszillators 1 erforderlich ist, der Aus
wahlschaltung 92 zugeführt wird. Die Auswahlschaltung 92 wählt
eine Spannung entsprechend dem decodierten Wert, der von der De
codierschaltung 91 eingegeben worden ist, aus den Spannungen, die
von der Widerstandsleiterschaltung 93 geliefert werden aus, und
gibt die ausgewählte Spannung an den spannungsgesteuerten Oszil
lator 1 aus. Gemäß dieser Konfiguration wird die Spannung ent
sprechend dem Wert, auf den der Zähler 8 gesetzt wird, in den
spannungsgesteuerten Oszillator 1 rückgekoppelt, wobei die Ziel
schwingungsfrequenz genau aufrechterhalten wird. Selbst wenn die
Schwingungsfrequenz abweicht, wird der Abweichungsbetrag in dem
Setzwert (eingestellten Wert) gezählt, und daher kann eine
korrekte Rückkopplungsspannung mit einem breiten Betriebsbereich
unmittelbar erhalten werden.
In der ersten Ausführungsform wird, wenn die Ausgabe des Refe
renzsignals vom Referenzsignalgenerator 2 gestoppt wird, der
Stoppzustand durch den Referenzsignalstoppdetektor 10 erkannt,
und das Steuersignal Z vom "L"-Pegel wird dem 2-AND-NOR-Gatter 37
des Zählers 8 zugeführt. Wie aus Fig. 6 ersichtlich ist, veran
laßt dies, daß das 2-AND-NOR-Gatter 37 des Zählers 8 das Impuls
signal vom Impulsgenerator 7 oder die Ausgänge Q und des T-FFs
39 der vorherigen Stufe blockiert. Daher hält der Vorwärts-Rück
wärtszähler 51 den Zählbetrieb an und führt kontinuierlich den
Zählwert, der zu dieser Zeit erhalten worden ist, dem Konverter 9
zu, der seinerseits kontinuierlich die Konversionsspannung, die
zu dieser Zeit erhalten worden ist, dem spannungsgesteuerten Os
zillator rückkoppelt. Auf diese Weise fährt, selbst wenn die Zu
fuhr eines Signals, das als Referenzsignal funktioniert, gestoppt
wird, der spannungsgesteuerte Oszillator 1 fort, mit der zu jener
Zeit erhaltenen Schwingungsfrequenz zu oszillieren. Entsprechend
wird selbst im Fall eines Anhaltens eines Referenzsignals die Ge
samtheit der Schaltungen einschließlich der PLL-Schaltung nicht
gestört, und die PLL-Schaltung weist eine hervorragende Stabili
tät auf.
Fig. 11 ist ein Blockdiagramm einer zweiten Ausführungsform der
Erfindung. Die Abschnitte von Fig. 11, die identisch mit jenen
von Fig. 5 sind, sind mit denselben Bezugszeichen versehen, und
ihre Beschreibung wird weggelassen.
Ein Anfangssetzregister 81 ist ein Register zum Speichern eines
Wertes als einen Anfangswert, der der Zielschwingungsfrequenz
entspricht, die zu der Zeit erhalten wird, wenn der Zähler 8
rückgesetzt wird. Das Anfangssetzregister 81 besteht aus n Bits und
ist mit dem Zähler 8 verbunden. Der Aufbau ist so, daß das Rück
setzsignal in das Anfangssetzregister 81 eingegeben wird. In der
zweiten Ausführungsform ist der Anfangswert, der im Zähler 8 ge
setzt werden soll, vorher in dem Anfangssetzregister 81 ge
speichert. Durch das Rücksetzsignal wird verursacht, daß der An
fangswert im Zähler 8 gesetzt wird. Dann oszilliert der span
nungsgesteuerte Oszillator 1 mit der Frequenz fV entsprechend dem
Anfangswert.
In der zweiten Ausführungsform ist ein Anfangswert entsprechend
der angestrebten Schwingungsfrequenz gespeichert, der zu der Zeit
erhalten wird, zu der der Zähler rückgesetzt ist. Wenn der Be
trieb des Zählers wiederaufgenommen werden soll, wird daher der
Anfangswert schnell gesetzt, so daß das Ansprechvermögen weiter
verbessert ist.
Fig. 12 ist ein Blockdiagramm einer dritten Ausführungsform der
Erfindung. Die Abschnitte von Fig. 12, die identisch mit jenen
von Fig. 5 und 11 sind, sind mit denselben Bezugszeichen bezeich
net, und ihre Beschreibung wird weggelassen.
Der Frequenzteiler 4 produziert Ausgänge einer Mehrzahl von Fre
quenzen, die durch Teilen der Ausgangsfrequenz fR des Referenz
signalgenerators 2 erhalten werden, und führt die Ausgänge einer
Auswahlumschaltschaltung 61 zu. Die Auswahlumschaltschaltung 61
wählt den Ausgang der Frequenz, die der Zielschwingungsfrequenz
entspricht und als Referenz funktioniert, von den Ausgängen der
Mehrzahl von Frequenzen des Frequenzteilers 4 aus und führt den
ausgewählten Ausgang dem Phasenkomparator 5 zu. Wenn das Rück
setzsignal gegeben wird, wird der Ausgang der Frequenz, die dem
Wert des Anfangssetzregisters 81 entspricht und die als Referenz
funktioniert, ausgewählt, und wenn das Steuersignal gegeben wird,
wird der Ausgang der Frequenz, der dem Wert eines Änderungssetz
registers 82 entspricht und als Referenz wirkt, ausgewählt. In
jedem Fall wird der ausgewählte Ausgang dem Phasenkomparator 5
zugeführt.
Das Änderungssetzregister 82 ist ein Register zum Speichern eines
Wertes entsprechend zu fV′, auf den die Zielschwingungsfrequenz
geändert werden soll, als einen Änderungswert. Der Änderungswert
wird über einen Datenbus von der nicht gezeigten Steuerschaltung
zugeführt. Genauso wie das Anfangssetzregister 81 besteht das Än
derungssetzregister 82 aus n Bits und ist mit dem Zähler 8 ver
bunden. Der Aufbau ist so, daß das Rücksetzsignal am Anfangssetz
register 81 und das Steuersignal am Änderungssetzregister 82 an
liegt.
Der Anfangswert, auf den der Zähler 8 gesetzt (eingestellt) werden
soll, wird vorher im Anfangssetzregister 81 gespeichert. Das
Rücksetzsignal veranlaßt, daß der Anfangswert im Zähler 8 gesetzt
wird. Zur selben Zeit veranlaßt das Rücksetzsignal, daß die
Auswahlumschaltschaltung 61 das Signal, das dem Anfangswert ent
spricht und als Referenz wirkt, ausgewählt oder geschaltet wird
und führt das ausgewählte Signal dem Phasenkomparator 5 zu. Dann
schwingt der spannungsgesteuerte Oszillator 1 mit der Frequenz
fV, die dem Anfangswert entspricht.
Der Änderungswert zum Umschalten der Zielschwingungsfrequenz wird
durch die Steuerschaltung gegeben und in dem Änderungssetzregi
ster 82 gespeichert. Das Kontrollsignal veranlaßt, daß der Ände
rungswert im Zähler 8 gesetzt wird. Zur selben Zeit veranlaßt das
Steuersignal, daß die Auswahlumschaltschaltung 61 das Signal, das
dem Änderungswert entspricht und als Referenz dient, ausgewählt
und geschaltet wird, und führt das ausgewählte Signal dem Phasen
komparator 5 zu. Dann schwingt der spannungsgesteuerte Oszillator
1 mit der Frequenz fV′ entsprechend dem Änderungswert. Auf diese
Weise kann der Vorgang des Schaltens der Schwingungsfrequenz in
Übereinstimmung mit dem Rücksetzsignal und dem Steuersignal
durchgeführt werden, und daher kann der Umschaltvorgang schnell,
leicht und sicher durchgeführt werden.
In der dritten Ausführungsform sind Werte, die jeweils einer
Mehrzahl von Zielschwingungsfrequenzen entsprechen, vorher in dem
Register gespeichert, und ein gewünschter Wert wird von dem Regi
ster ausgewählt. Entsprechend kann ein Wert unmittelbar im Zähler
gesetzt werden, wobei die Steuerung des Umschaltens der Schwin
gungsfrequenz vereinfacht wird. Mit anderen Worten weist die
dritte Ausführungsform eine hervorragende Steuerbarkeit auf.
Im obigen wurde eine Ausführungsform mit zwei Registern zum Spei
chern von Werten, die der Zielschwingungsfrequenz entsprechen,
beschrieben. Die Anzahl der Register kann drei oder mehr sein.
Alternativ kann durch Vorsehen einer Einrichtung zum Auswählen
des Signals, das als Referenz dient, die Gesamtheit der Schaltun
gen einschließlich der PLL-Schaltung in einer von verschiedenen
Schaltungskonfigurationen, in der eine Anzahl von Frequenzen se
lektiv geschaltet werden, aufgebaut sein.
Wie oben beschrieben, kann entsprechend der Erfindung eine sta
bile Schwingung durch Setzen eines Wertes, der der Zielschwin
gungsfrequenz entspricht, in einem Zähler aufrechterhalten wer
den. Wenn die Schwingungsfrequenz abweicht, wird der Abwei
chungsbetrag unmittelbar in dem Setzwert gezählt. Selbst wenn der
Abweichungsbetrag groß ist, kann daher die Schwingungsfrequenz
schnell in die Zielschwingungsfrequenz rückgeführt werden, wobei
eine PLL-Schaltung, die nicht wegläuft und die ein hervorragendes
Ansprechvermögen aufweist, bereitgestellt werden kann.
Claims (12)
1. PLL-Schaltung mit:
einer Phasenvergleichseinrichtung (5) zum Erkennen einer Phasen differenz zwischen einem Signal, das sich auf einen Ausgang eines spannungsgesteuerten Oszillators (1) bezieht, und einem Referenz signal und zur Unterscheidung zwischen einem Phasenvoreilen und einem Phasennacheilen;
einer Impulserzeugungseinrichtung (7) zum Erzeugen eines Impuls signals mit Impulsen, deren Anzahl der durch die Phasenver gleichseinrichtung erkannten Phasendifferenz entspricht;
einer Zähleinrichtung (8) zum Erhöhen oder Erniedrigen eines Werts, der vorher eingestellt ist, um die Anzahl von Impulsen in Übereinstimmung mit der Unterscheidung zwischen dem Phasen voreilen und dem Phasennacheilen, das durch die Phasenvergleichs einrichtung erkannt worden ist;
einer Umwandlungseinrichtung (9) zum Umwandeln eines Zählwertes der Zähleinrichtung in eine Spannung entsprechend dem Wert, und zum Rückkoppeln der Spannung an den spannungsgesteuerten Oszil lator;
einer Erkennungseinrichtung (10) zum Erkennen eines Anhalten des Referenzsignals; und
einer Einrichtung (Z) zum Anhalten eines Zählvorgangs der Zähl einrichtung, wenn die Erkennungseinrichtung ein Anhalten des Referenzsignals erkennt.
einer Phasenvergleichseinrichtung (5) zum Erkennen einer Phasen differenz zwischen einem Signal, das sich auf einen Ausgang eines spannungsgesteuerten Oszillators (1) bezieht, und einem Referenz signal und zur Unterscheidung zwischen einem Phasenvoreilen und einem Phasennacheilen;
einer Impulserzeugungseinrichtung (7) zum Erzeugen eines Impuls signals mit Impulsen, deren Anzahl der durch die Phasenver gleichseinrichtung erkannten Phasendifferenz entspricht;
einer Zähleinrichtung (8) zum Erhöhen oder Erniedrigen eines Werts, der vorher eingestellt ist, um die Anzahl von Impulsen in Übereinstimmung mit der Unterscheidung zwischen dem Phasen voreilen und dem Phasennacheilen, das durch die Phasenvergleichs einrichtung erkannt worden ist;
einer Umwandlungseinrichtung (9) zum Umwandeln eines Zählwertes der Zähleinrichtung in eine Spannung entsprechend dem Wert, und zum Rückkoppeln der Spannung an den spannungsgesteuerten Oszil lator;
einer Erkennungseinrichtung (10) zum Erkennen eines Anhalten des Referenzsignals; und
einer Einrichtung (Z) zum Anhalten eines Zählvorgangs der Zähl einrichtung, wenn die Erkennungseinrichtung ein Anhalten des Referenzsignals erkennt.
2. PLL-Schaltung mit:
einer spannungsgesteuerten Schwingeinrichtung (1) zum Schwingen mit einer Frequenz entsprechend zu einer Eingangsspannung;
einer ersten Frequenzteilereinrichtung (3) zum Teilen der Schwin gungsfrequenz der spannungsgesteuerten Schwingeinrichtung;
einer Referenzsignalerzeugungseinrichtung (2) zum Ausgeben eines Referenzsignals;
einer zweiten Frequenzteilereinrichtung (4) zum Teilen der Aus gangsfrequenz der Referenzsignalerzeugungseinrichtung;
einer Phasenvergleichseinrichtung (5) zum Erkennen einer Phasen differenz zwischen einem Ausgangssignal der ersten Frequenztei lereinrichtung und einem Ausgangssignal der zweiten Frequenztei lereinrichtung und zur Unterscheidung zwischen dem Phasenvoreilen und dem Phasennacheilen;
einer Impulserzeugungseinrichtung (7) zum Erzeugen eines Impuls signals mit Impulsen, deren Anzahl der durch die Phasenver gleichseinrichtung erkannten Phasendifferenz entspricht;
einer Zähleinrichtung (8) zum Erhöhen oder Erniedrigen eines Werts, der vorher eingestellt worden ist, um die Anzahl von Im pulsen in Übereinstimmung mit der Unterscheidung zwischen dem Phasenvoreilen und dem Phasennacheilen, das durch die Phasenver gleichseinrichtung erkannt worden ist;
einer Umwandlungseinrichtung (9) zum Umwandeln eines Zählsignals der Zähleinrichtung in eine Spannung entsprechend dem Wert und zum Rückkoppeln der Spannung an die spannungsgesteuerte Schwing einrichtung; und
einer Anhalteeinrichtung (Z) zum Anhalten eines Zählvorgangs der Zählereinrichtung.
einer spannungsgesteuerten Schwingeinrichtung (1) zum Schwingen mit einer Frequenz entsprechend zu einer Eingangsspannung;
einer ersten Frequenzteilereinrichtung (3) zum Teilen der Schwin gungsfrequenz der spannungsgesteuerten Schwingeinrichtung;
einer Referenzsignalerzeugungseinrichtung (2) zum Ausgeben eines Referenzsignals;
einer zweiten Frequenzteilereinrichtung (4) zum Teilen der Aus gangsfrequenz der Referenzsignalerzeugungseinrichtung;
einer Phasenvergleichseinrichtung (5) zum Erkennen einer Phasen differenz zwischen einem Ausgangssignal der ersten Frequenztei lereinrichtung und einem Ausgangssignal der zweiten Frequenztei lereinrichtung und zur Unterscheidung zwischen dem Phasenvoreilen und dem Phasennacheilen;
einer Impulserzeugungseinrichtung (7) zum Erzeugen eines Impuls signals mit Impulsen, deren Anzahl der durch die Phasenver gleichseinrichtung erkannten Phasendifferenz entspricht;
einer Zähleinrichtung (8) zum Erhöhen oder Erniedrigen eines Werts, der vorher eingestellt worden ist, um die Anzahl von Im pulsen in Übereinstimmung mit der Unterscheidung zwischen dem Phasenvoreilen und dem Phasennacheilen, das durch die Phasenver gleichseinrichtung erkannt worden ist;
einer Umwandlungseinrichtung (9) zum Umwandeln eines Zählsignals der Zähleinrichtung in eine Spannung entsprechend dem Wert und zum Rückkoppeln der Spannung an die spannungsgesteuerte Schwing einrichtung; und
einer Anhalteeinrichtung (Z) zum Anhalten eines Zählvorgangs der Zählereinrichtung.
3. PLL-Schaltung nach Anspruch 2, mit einer
Erkennungseinrichtung (10) zum Erkennen der Existenz oder der
Nicht-Existenz des Ausgangssignals der zweiten Frequenzteiler
einrichtung (4),
dadurch gekennzeichnet, daß, wenn die Erkennungseinrichtung die
Nicht-Existenz des Ausgangssignals der zweiten Frequenzteiler
einrichtung erkennt, die Anhalteeinrichtung (Z) den Zählbetrieb
der Zählereinrichtung anhält.
4. PLL-Schaltung mit:
einer Phasenvergleichseinrichtung (5) zum Erkennen einer Phasen differenz zwischen einem Signal, das sich auf einen Ausgang eines spannungsgesteuerten Oszillators (1) bezieht, und einem Referenz signal, und zur Unterscheidung zwischen einem Phasenvoreilen und einem Phasennacheilen;
einer Impulserzeugungseinrichtung (7) zum Erzeugen eines Impuls signals mit Impulsen, deren Anzahl der durch die Phasenver gleichseinrichtung erkannten Phasendifferenz entspricht; einer Zähleinrichtung (8) zum Erhöhen oder Erniedrigen eines Werts, der vorher eingestellt worden ist, um die Anzahl von Im pulsen in Übereinstimmung mit der Unterscheidung zwischen dem Phasenvoreilen und dem Phasennacheilen, das durch die Phasenver gleichseinrichtung erkannt worden ist;
einer Umwandlungseinrichtung (9) zum Umwandeln eines Zählwerts der Zählereinrichtung in eine Spannung entsprechend dem Wert und zum Rückkoppeln der Spannung in den spannungsgesteuerten Oszil lator; und
einer Speichereinrichtung (81) zum vorher Speichern eines An fangswerts des Werts, auf den die Zählereinrichtung eingestellt wird.
einer Phasenvergleichseinrichtung (5) zum Erkennen einer Phasen differenz zwischen einem Signal, das sich auf einen Ausgang eines spannungsgesteuerten Oszillators (1) bezieht, und einem Referenz signal, und zur Unterscheidung zwischen einem Phasenvoreilen und einem Phasennacheilen;
einer Impulserzeugungseinrichtung (7) zum Erzeugen eines Impuls signals mit Impulsen, deren Anzahl der durch die Phasenver gleichseinrichtung erkannten Phasendifferenz entspricht; einer Zähleinrichtung (8) zum Erhöhen oder Erniedrigen eines Werts, der vorher eingestellt worden ist, um die Anzahl von Im pulsen in Übereinstimmung mit der Unterscheidung zwischen dem Phasenvoreilen und dem Phasennacheilen, das durch die Phasenver gleichseinrichtung erkannt worden ist;
einer Umwandlungseinrichtung (9) zum Umwandeln eines Zählwerts der Zählereinrichtung in eine Spannung entsprechend dem Wert und zum Rückkoppeln der Spannung in den spannungsgesteuerten Oszil lator; und
einer Speichereinrichtung (81) zum vorher Speichern eines An fangswerts des Werts, auf den die Zählereinrichtung eingestellt wird.
5. PLL-Schaltung nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, daß die Zähleinrichtung (8) in Antwort
auf ein Rücksetzsignal auf den Anfangswert, der in der Speicher
einrichtung (81) gespeichert ist, eingestellt wird.
6. PLL-Schaltung mit:
einer spannungsgesteuerten Schwingeinrichtung (1) zum Schwingen mit einer Frequenz entsprechend zu einer Eingangsspannung;
einer ersten Frequenzteilereinrichtung (3) zum Teilen der Schwin gungsfrequenz der spannungsgesteuerten Schwingeinrichtung;
einer Referenzsignalerzeugungseinrichtung (2) zum Ausgeben eines Referenzsignals;
einer zweiten Frequenzteilereinrichtung (4) zum Teilen der Aus gangsfrequenz der Referenzsignalerzeugungseinrichtung;
einer Phasenvergleichseinrichtung (5) zum Erkennen einer Phasen differenz zwischen einem Ausgangssignal der ersten Frequenztei lereinrichtung (3) und einem Ausgangssignal der zweiten Frequenz teilereinrichtung (4) und zur Unterscheidung zwischen einem Pha senvoreilen und einem Phasennacheilen;
einer Impulserzeugungseinrichtung (7) zum Erzeugen eines Impuls signals mit Impulsen, deren Anzahl der durch die Phasenver gleichseinrichtung erkannten Phasendifferenz entspricht;
einer Zähleinrichtung (8) zum Erhöhen oder Erniedrigen eines Werts, der vorher eingestellt worden ist, durch die Anzahl von Impulsen in Übereinstimmung mit der Unterscheidung zwischen dem Phasenvoreilen und dem Phasennacheilen, das durch die Phasenver gleichseinrichtung erkannt worden ist;
einer Umwandlungseinrichtung (9) zum Umwandeln eines Zählwerts der Zähleinrichtung in eine Spannung entsprechend dem Wert und zum Rückkoppeln der Spannung an die spannungsgesteuerte Schwing einrichtung; und
einer Speichereinrichtung (81) zum vorher Speichern eines An fangswerts des Werts, auf den die Zähleinrichtung eingestellt wird.
einer spannungsgesteuerten Schwingeinrichtung (1) zum Schwingen mit einer Frequenz entsprechend zu einer Eingangsspannung;
einer ersten Frequenzteilereinrichtung (3) zum Teilen der Schwin gungsfrequenz der spannungsgesteuerten Schwingeinrichtung;
einer Referenzsignalerzeugungseinrichtung (2) zum Ausgeben eines Referenzsignals;
einer zweiten Frequenzteilereinrichtung (4) zum Teilen der Aus gangsfrequenz der Referenzsignalerzeugungseinrichtung;
einer Phasenvergleichseinrichtung (5) zum Erkennen einer Phasen differenz zwischen einem Ausgangssignal der ersten Frequenztei lereinrichtung (3) und einem Ausgangssignal der zweiten Frequenz teilereinrichtung (4) und zur Unterscheidung zwischen einem Pha senvoreilen und einem Phasennacheilen;
einer Impulserzeugungseinrichtung (7) zum Erzeugen eines Impuls signals mit Impulsen, deren Anzahl der durch die Phasenver gleichseinrichtung erkannten Phasendifferenz entspricht;
einer Zähleinrichtung (8) zum Erhöhen oder Erniedrigen eines Werts, der vorher eingestellt worden ist, durch die Anzahl von Impulsen in Übereinstimmung mit der Unterscheidung zwischen dem Phasenvoreilen und dem Phasennacheilen, das durch die Phasenver gleichseinrichtung erkannt worden ist;
einer Umwandlungseinrichtung (9) zum Umwandeln eines Zählwerts der Zähleinrichtung in eine Spannung entsprechend dem Wert und zum Rückkoppeln der Spannung an die spannungsgesteuerte Schwing einrichtung; und
einer Speichereinrichtung (81) zum vorher Speichern eines An fangswerts des Werts, auf den die Zähleinrichtung eingestellt wird.
7. PLL-Schaltung mit:
einer Phasenvergleichseinrichtung (5) zum Erkennen einer Phasen differenz zwischen einem Signal, das sich auf einen Ausgang eines spannungsgesteuerten Oszillators (1) bezieht, und einem Referenz signal und zur Unterscheidung zwischen einem Phasenvoreilen und einem Phasennacheilen;
einer Impulserzeugungseinrichtung (7) zum Erzeugen eines Impuls signals mit Impulsen, deren Anzahl der durch die Phasenver gleichseinrichtung erkannten Phasendifferenz entspricht;
einer Zähleinrichtung (8) zum Erhöhen oder Erniedrigen eines Werts, der vorher eingestellt worden ist, durch die Anzahl von Impulsen in Übereinstimmung mit der Unterscheidung zwischen dem Phasenvoreilen und dem Phasennacheilen, das durch die Phasenver gleichseinrichtung erkannt worden ist;
einer Umwandlungseinrichtung (9) zum Umwandeln eines Zählwerts der Zähleinrichtung in eine Spannung entsprechend dem Wert, und zum Rückkoppeln der Spannung an den spannungsgesteuerten Oszil lator;
einer Speichereinrichtung (81, 82) zum Speichern einer Mehrzahl von Werten, auf die die Zähleinrichtung eingestellt werden soll; und
einer Einrichtung (61) zum Auswählen eines gewünschten Wertes aus der Speichereinrichtung, und zum Einstellen der Zähleinrichtung auf den ausgewählten Wert.
einer Phasenvergleichseinrichtung (5) zum Erkennen einer Phasen differenz zwischen einem Signal, das sich auf einen Ausgang eines spannungsgesteuerten Oszillators (1) bezieht, und einem Referenz signal und zur Unterscheidung zwischen einem Phasenvoreilen und einem Phasennacheilen;
einer Impulserzeugungseinrichtung (7) zum Erzeugen eines Impuls signals mit Impulsen, deren Anzahl der durch die Phasenver gleichseinrichtung erkannten Phasendifferenz entspricht;
einer Zähleinrichtung (8) zum Erhöhen oder Erniedrigen eines Werts, der vorher eingestellt worden ist, durch die Anzahl von Impulsen in Übereinstimmung mit der Unterscheidung zwischen dem Phasenvoreilen und dem Phasennacheilen, das durch die Phasenver gleichseinrichtung erkannt worden ist;
einer Umwandlungseinrichtung (9) zum Umwandeln eines Zählwerts der Zähleinrichtung in eine Spannung entsprechend dem Wert, und zum Rückkoppeln der Spannung an den spannungsgesteuerten Oszil lator;
einer Speichereinrichtung (81, 82) zum Speichern einer Mehrzahl von Werten, auf die die Zähleinrichtung eingestellt werden soll; und
einer Einrichtung (61) zum Auswählen eines gewünschten Wertes aus der Speichereinrichtung, und zum Einstellen der Zähleinrichtung auf den ausgewählten Wert.
8. PLL-Schaltung nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, daß die Speichereinrichtung ein Anfangs
register (81) aufweist zum vorher Speichern eines Anfangswerts,
auf den die Zähleinrichtung eingestellt wird, und ein Änderungs
register (82) zum Speichern eines anderen Werts als des Anfangs
werts als einen Änderungswert.
9. PLL-Schaltung nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, daß die Zähleinrichtung (8) in Antwort
auf ein Rücksetzsignal auf den Anfangswert, der in dem Anfangs
register (81) gespeichert ist, eingestellt wird, und die Zähl
einrichtung in Antwort auf ein Steuersignal auf den Änderungs
wert, der in dem Änderungsregister (82) gespeichert ist, einge
stellt wird.
10. PLL-Schaltung mit:
einer spannungsgesteuerten Schwingeinrichtung (1) zum Schwingen mit einer Frequenz entsprechend zu einer Eingangsspannung;
einer ersten Frequenzteilereinrichtung (3) zum Teilen der Schwin gungsfrequenz der spannungsgesteuerten Schwingeinrichtung;
einer Referenzsignalerzeugungseinrichtung (2) zum Ausgeben eines Referenzsignals;
einer zweiten Frequenzteilereinrichtung (4) zum Teilen der Aus gangsfrequenz der Referenzsignalerzeugungseinrichtung und zum Ausgeben einer Mehrzahl von Frequenzsignalen;
einer Auswahleinrichtung (61) zum Auswählen eines Frequenzsignals entsprechend einer Zielschwingungsfrequenz und das als Referenz dient von den Ausgängen der zweiten Frequenzteilereinrichtung;
einer Phasenvergleichseinrichtung (5) zum Erkennen einer Phasen differenz zwischen einem Ausgangssignal der ersten Frequenztei lereinrichtung und einem Ausgangssignal der Auswahleinrichtung und zur Unterscheidung zwischen einem Phasenvoreilen und einem Phasennacheilen;
einer Impulserzeugungseinrichtung (7) zum Erzeugen eines Impuls signals mit Impulsen, deren Anzahl der durch die Phasenver gleichseinrichtung erkannten Phasendifferenz entspricht;
einer Zähleinrichtung (8) zum Erhöhen oder Erniedrigen eines Werts, der vorher eingestellt worden ist, durch die Anzahl von Impulsen in Übereinstimmung mit der Unterscheidung zwischen dem Phasenvoreilen und dem Phasennacheilen, das durch die Phasenver gleichseinrichtung erkannt worden ist;
einer Umwandlungseinrichtung (9) zum Umwandeln eines Zählwerts der Zähleinrichtung in eine Spannung entsprechend dem Wert und zum Rückkoppeln der Spannung an die spannungsgesteuerte Schwing einrichtung;
einer Speichereinrichtung (81, 82) zum Speichern einer Mehrzahl von Werten, auf die die Zählereinrichtung eingestellt werden soll; und
einer Einrichtung (61) zum Auswählen eines gewünschten Wertes aus der Speichereinrichtung, und zum Einstellen der Zähleinrichtung auf den ausgewählten Wert.
einer spannungsgesteuerten Schwingeinrichtung (1) zum Schwingen mit einer Frequenz entsprechend zu einer Eingangsspannung;
einer ersten Frequenzteilereinrichtung (3) zum Teilen der Schwin gungsfrequenz der spannungsgesteuerten Schwingeinrichtung;
einer Referenzsignalerzeugungseinrichtung (2) zum Ausgeben eines Referenzsignals;
einer zweiten Frequenzteilereinrichtung (4) zum Teilen der Aus gangsfrequenz der Referenzsignalerzeugungseinrichtung und zum Ausgeben einer Mehrzahl von Frequenzsignalen;
einer Auswahleinrichtung (61) zum Auswählen eines Frequenzsignals entsprechend einer Zielschwingungsfrequenz und das als Referenz dient von den Ausgängen der zweiten Frequenzteilereinrichtung;
einer Phasenvergleichseinrichtung (5) zum Erkennen einer Phasen differenz zwischen einem Ausgangssignal der ersten Frequenztei lereinrichtung und einem Ausgangssignal der Auswahleinrichtung und zur Unterscheidung zwischen einem Phasenvoreilen und einem Phasennacheilen;
einer Impulserzeugungseinrichtung (7) zum Erzeugen eines Impuls signals mit Impulsen, deren Anzahl der durch die Phasenver gleichseinrichtung erkannten Phasendifferenz entspricht;
einer Zähleinrichtung (8) zum Erhöhen oder Erniedrigen eines Werts, der vorher eingestellt worden ist, durch die Anzahl von Impulsen in Übereinstimmung mit der Unterscheidung zwischen dem Phasenvoreilen und dem Phasennacheilen, das durch die Phasenver gleichseinrichtung erkannt worden ist;
einer Umwandlungseinrichtung (9) zum Umwandeln eines Zählwerts der Zähleinrichtung in eine Spannung entsprechend dem Wert und zum Rückkoppeln der Spannung an die spannungsgesteuerte Schwing einrichtung;
einer Speichereinrichtung (81, 82) zum Speichern einer Mehrzahl von Werten, auf die die Zählereinrichtung eingestellt werden soll; und
einer Einrichtung (61) zum Auswählen eines gewünschten Wertes aus der Speichereinrichtung, und zum Einstellen der Zähleinrichtung auf den ausgewählten Wert.
11. PLL-Schaltung nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet, daß die Speichereinrichtung ein Anfangs
register (81) zum vorher Speichern eines Anfangswerts aufweist,
auf den die Zähleinrichtung eingestellt wird, und ein Änderungs
register (82) zum Speichern eines anderen Wertes als des An
fangswertes als einen Änderungswert.
12. PLL-Schaltung nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet, daß in Antwort auf ein Rücksetzsignal ein
Frequenzsignal entsprechend dem Anfangswert, der in dem Anfangs
register (81) gespeichert ist, und das als Referenz dient durch
die Auswahleinrichtung (61) ausgewählt wird und die
Zähleinrichtung (8) auf den Anfangswert eingestellt wird, und in
Antwort auf ein Steuersignal ein Frequenzsignal entsprechend dem
Änderungswert, der in dem Änderungsregister (82) gespeichert ist,
und das als Referenz dient durch die Auswahleinrichtung (61)
ausgewählt wird und die Zähleinrichtung auf den Änderungswert
eingestellt wird.
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