FI79637C - KRETSKOPPLING FOER EN FASLAOST SLINGA. - Google Patents

KRETSKOPPLING FOER EN FASLAOST SLINGA. Download PDF

Info

Publication number
FI79637C
FI79637C FI870982A FI870982A FI79637C FI 79637 C FI79637 C FI 79637C FI 870982 A FI870982 A FI 870982A FI 870982 A FI870982 A FI 870982A FI 79637 C FI79637 C FI 79637C
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
voltage
phase comparator
loop
frequency
pulses
Prior art date
Application number
FI870982A
Other languages
Finnish (fi)
Swedish (sv)
Other versions
FI79637B (en
FI870982A0 (en
FI870982A (en
Inventor
Mika Erik Niemioe
Original Assignee
Nokia Mobile Phones Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nokia Mobile Phones Ltd filed Critical Nokia Mobile Phones Ltd
Priority to FI870982A priority Critical patent/FI79637C/en
Publication of FI870982A0 publication Critical patent/FI870982A0/en
Publication of FI870982A publication Critical patent/FI870982A/en
Application granted granted Critical
Publication of FI79637B publication Critical patent/FI79637B/en
Publication of FI79637C publication Critical patent/FI79637C/en
Priority to US07/698,483 priority patent/US5164685A/en

Links

Landscapes

  • Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)

Description

1 796371 79637

Vaihelukitun silmukan kytkentäPhase locked loop connection

Esillä olevan keksinnön kohteena on vaihelukitun silmukan kytkentä, joka sisältää peräkkäin kytkettyinä digitaalisen vaihevertailijän, jonka toiseen sisääntuloon johdetaan ver-tailutaajuus, silmukkasuodattimen sekä jänniteohjatun oskillaattorin, josta on johdettu vaihevertailijän toiseen sisääntuloon takaisinkytkentähaara.The present invention relates to a phase-locked loop circuit comprising, in series, a digital phase comparator having a reference frequency applied to its second input, a loop filter and a voltage controlled oscillator from which a feedback branch is derived to the second input of the phase comparator.

Tällaista vaihelukittua silmukkaa on esitetty lohkokaaviona kuviossa 1. Siinä tuodaan vertailutaajuus fref vaihevertaili-jan 1 sisääntuloon. Vaihevertailijän lähtö on kytketty sil-mukkasuodattimeen 2 ja tämän lähtö edelleen jänniteohjattuun oskillaattoriin 3. Oskillaattorin 3 lähtö on kytketty takaisin vaihevertailijaan 1 niin, että saadaan silmukka, joka tietyllä nopeudella asettuu vertailutaajuuden fref mukaan.Such a phase-locked loop is shown as a block diagram in Figure 1. It introduces a reference frequency fref to the input of the phase comparator 1. The output of the phase comparator is connected to a loop filter 2 and its output is further connected to a voltage controlled oscillator 3. The output of the oscillator 3 is connected back to the phase comparator 1 so that a loop is obtained at a certain speed according to the reference frequency fref.

On hyvin tunnettua käyttää tällaista vaihelukittua silmukkaa esim. taajuussyntetisaattoreissa. Kun käytetään vaihelukittua silmukkaa taajuussynteesissä, jonka jänniteohjattua oskillaattoria (VCO) taajuusmoduloidaan, syntyy silmukan nopeuden suhteen ristiriitaisia vaatimuksia. Haluttaessa nopeaa aset-tumisaikaa kun siirrytään kanavalta toiselle, täytyy silmukan rajataajuuden olla mahdollisimman suuri. Jotta toisaalta silmukka ei korostaisi eikä vaimentaisi modulaatiota, olisi silmukan rajataajuuden taas oltava pieni, tarkemmin sanottuna olisi rajataajuuden oltava paljon pienempi kuin alin modulointitaajuus. Pienestä rajataajuudesta on lisäksi se etu, että jäännösmodulaatio pienenee ja vaihevertailutaajuudelle saadaan suurempi vaimennus.It is well known to use such a phase-locked loop in e.g. frequency synthesizers. When a phase-locked loop is used in frequency synthesis, the voltage-controlled oscillator (VCO) of which is frequency modulated, conflicting requirements for the loop speed arise. If a fast settling time is desired when switching from one channel to another, the cut-off frequency of the loop must be as high as possible. On the other hand, so that the loop does not emphasize or attenuate the modulation, the cut-off frequency of the loop should again be small, more specifically, the cut-off frequency should be much lower than the lowest modulation frequency. In addition, the low cut-off frequency has the advantage that the residual modulation is reduced and a higher attenuation is obtained for the phase reference frequency.

Esimerkiksi US-patenteista 4 482 869 ja 4 516 083 sekä EP-patenttihakemuksesta 85615 on tunnettua nopeuttaa siimukka-suodatinta muuttamalla suodattimen integraattoriasteen vastus-arvoa joko vastuksia poistamalla tai oikosulkemalla. Vastaa 2 79637 vasti hidastus perustuu oikosulkujen poistamiseen tai vastusten lisäämiseen. US-patentissa 4 156 855 nopeutetaan silmukkaa lisäksi kasvattamalla integraattoriasteen kondensaattoria syöttävää virtaa virtapumpun avulla.For example, it is known from U.S. Patents 4,482,869 and 4,516,083 and from EP Patent Application 85615 to speed up a fluff filter by changing the resistance value of the integrator stage of the filter by either removing or shorting the resistors. Equivalent to 2,79637, the deceleration is based on removing short circuits or adding resistors. U.S. Patent 4,156,855 further accelerates the loop by increasing the current supplied to the capacitor of the integrator stage by means of a current pump.

Vastuksien ohjaaminen kytkimien avulla häiritsee kuitenkin silmukan toimintaa. Esimerkiksi hitaan silmukan kytkentähet-kellä esiintyy yleensä hetkellinen nykäys suodattimelta saatavassa VCO:n säätöjännitteessä, jollaista ei esim. radiopuhe-linsovellutuksissa voida sallia. Samoin käy myös mikäli in-tegraattoria lataava virta yhtäkkisesti muuttuu.However, controlling the resistors with switches interferes with the operation of the loop. For example, at the time of switching on a slow loop, there is usually a momentary jerk in the control voltage of the VCO from the filter, which cannot be allowed, for example, in radiotelephone applications. The same happens if the current charging the integrator suddenly changes.

Ilman häiriöitä ei ole siis ollut mahdollista käyttää vaihe-lukitulla silmukalla muodostettua taajuussynteesiä silloin, kun toisaalta vaaditaan nopeata asettumisaikaa ja toisaalta lineaarista modulaatiotaajuusvastetta. Milloin käytännössä on sovellettu vaihelukitulla silmukalla muodostettua moduloitua taajuussynteesiä, on kyseessä ollut kompromissi asettumisajän, modulaatiotaajuusvasteen lineaarisuuden ja referenssitaajuus-vaimennuksen suhteen.Thus, without interference, it has not been possible to use frequency synthesis formed by phase-locked loop when, on the one hand, a fast settling time and, on the other hand, a linear modulation frequency response are required. When modulated frequency synthesis formed by a phase-locked loop has been applied in practice, there has been a trade-off in terms of settling time, linearity of the modulation frequency response and reference frequency attenuation.

Esimerkiksi sellaisissa radiopuhelinsovellutuksissa, joissa vaaditaan pientä asettumisaikaa ja lineaarista modulaatiotaa-juusvastetta on jouduttu käyttämään ns. siirto-oskillaattori-järjestelmää, jossa vastaanotininjektiotaajuuteen sekoitetaan moduloitu kiinteä siirto-oskillaattoritaajuus. Toisaalta siirto-oskillaattorista seuraa haittapuolena suuri määrä sekoitustuloksia, joiden vaimentaminen on hankalaa. Lisäksi haittapuolena on kytkennän monimutkaisuus ja kalleus.For example, in radiotelephone applications that require a small settling time and a linear modulation frequency response, the so-called a transfer oscillator system in which a modulated fixed transfer oscillator frequency is mixed with the receiver injection frequency. On the other hand, the transfer oscillator has the disadvantage of a large number of mixing results, which are difficult to attenuate. Another disadvantage is the complexity and cost of the connection.

Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on vähentää edellä mainittuja ongelmia ja aikaansaada kytkentä, joka mahdollistaa moduloidun taajuussynteesin käyttämisen myös silloin, kun siltä vaaditaan sekä nopeaa asettumisaikaa että pientä silmukan rajataajuutta.The object of the present invention is to reduce the above-mentioned problems and to provide a connection which allows the use of modulated frequency synthesis even when it is required to have both a fast settling time and a low loop cut-off frequency.

3 796373,79637

Keksintö perustuu siihen ratkaisuun, että muutetaan vaihelukitun silmukan vahvistusta säätämällä digitaaliselta vaihe-vertaili jalta saatavien pulssien jännitettä, jolloin on mahdollista käyttää suurta rajataajuutta eli nopeata silmukkaa asettumisien aikana ja pientä rajataajuutta asettumisen jälkeen. Koska ei käytetä siirto-oskillaattorijärjestelmää, ei synny haitallisia sekoitustuloksia.The invention is based on the solution of changing the gain of a phase-locked loop by adjusting the voltage of the pulses received from the digital phase comparator, whereby it is possible to use a high cut-off frequency, i.e. a fast loop during settlements and a low cut-off frequency after settling. Because no transfer oscillator system is used, no detrimental mixing results are generated.

Kun vaihelukitun silmukan vahvistusta muutetaan tänä tavalla digitaaliselta vaihevertailijalta saatavien pulssien jännitettä muuttamalla, vahvistuksen muuttaminen ei häiritse silmukan toimintaa.When the gain of a phase-locked loop is changed in this way by changing the voltage of the pulses received from the digital phase comparator, changing the gain does not interfere with the operation of the loop.

Lisäksi kytkentä on yksinkertainen sekä soveltuu yleisesti käytetylle kaksilähtöiselle digitaaliselle vaihevertailijalle ja operaatiovahvistin-tyyppiselle integraattorille. Keksinnön mukainen kytkentä mahdollistaa haluttaessa myös portaattoman säädön ja säätö toimii pienilläkin vaihe-eroilla moitteettomasti .In addition, the connection is simple and suitable for a commonly used two-output digital phase comparator and an operational amplifier-type integrator. If desired, the connection according to the invention also enables stepless control, and the control works flawlessly even with small phase differences.

Keksinnön pääasialliset tunnusmerkit ilmenevät oheisesta patenttivaatimuksesta 1 ja sen edulliset suoritusmuodot epäitsenäisistä vaatimuksista 2-10.The main features of the invention appear from the appended claim 1 and its preferred embodiments from the dependent claims 2-10.

Digitaaliselta vaihevertailijalta saatavien pulssien jännitettä voidaan siis keksinnön mukaisesti muuttaa vaihevertaili jassa tai vaihevertailijän ulkopuolella esimerkiksi diodi-, transistori-, FET- tai jollain muulla jännitettä rajoittavalla kytkennällä. Pulssien jännitteenrajoitus voidaan toteuttaa esimerkiksi joko vaihevertailijän lähdön yhteyteen tai siimuk-kasuodattimeen rakennetulla edellä kuvatulla kytkennällä. Vaihevertaili jassa säätö on myös mahdollista toteuttaa esimerkiksi itse vaihevertailijän, tai sen lähtöasteen käyttöjännitettä muuttamalla.Thus, according to the invention, the voltage of the pulses received from the digital phase comparator can be changed in the phase comparator or outside the phase comparator, for example by a diode, transistor, FET or some other voltage limiting circuit. The voltage limitation of the pulses can be implemented, for example, either in connection with the output of the phase comparator or by a circuit as described above built into the pulse filter. In the phase comparator, it is also possible to implement the control, for example, by changing the operating voltage of the phase comparator itself or its output stage.

* 79617* 79617

Olennaista on se, että kytkennässä voidaan pulssi jännitettä muuttamalla vaikuttaa vaihelukitun silmukan vahvistukseen ja siten muuttaa mm. silmukan rajataajuutta ja nopeutta.It is essential that the switching of the pulse in the connection can affect the gain of the phase-locked loop by changing the voltage and thus change e.g. loop cutoff frequency and speed.

Olennaista on myös se, että kun silmukan vahvistusta muutetaan tällä tavalla vaihevertailijalta saatavien pulssien jännitettä muuttamalla, vahvistuksen muuttaminen ei häiritse silmukan toimintaa. Lisäksi vahvistusta voidaan säätää portaattomasti.It is also essential that when the gain of the loop is changed in this way by changing the voltage of the pulses received from the phase comparator, changing the gain does not interfere with the operation of the loop. In addition, the gain can be infinitely adjusted.

Näinollen on mahdollista käyttää suurta rajataajuutta eli nopeata silmukkaa asettumisien aikana ja muuttaa rajataajuus pienemmäksi asettumisen jälkeen häiritsemättä silmukan toimintaa .Thus, it is possible to use a high cut-off frequency, i.e. a fast loop, during settlements and to lower the cut-off frequency after settling without disturbing the operation of the loop.

Tällä tavalla saadaan aikaan nopea asettumisaika sekä lineaarinen modulaatiotaajuusvaste, pieni jäännösmodulaatio ja suuri vertailutaajuuden vaimennus.In this way, a fast settling time as well as a linear modulation frequency response, low residual modulation and high reference frequency attenuation are obtained.

Keksinnössä esitettyä kytkentää vaihelukitun silmukan vahvistuksen säätämiseksi voidaan käyttää useissa vaihelukkosovel-lutuksissa, joita ovat mm. taajuus-synteesi-, modulaattori-tai demodulaattorisovellutukset (esim. AM, FM, PM), tracking-suodatin, kellosignaalin uudelleenkehitys jne.The circuit shown in the invention for adjusting the gain of a phase-locked loop can be used in several phase-locked applications, e.g. frequency synthesis, modulator or demodulator applications (e.g. AM, FM, PM), tracking filter, clock signal regeneration, etc.

Vaihelukitun silmukan vahvistuksen säätöä voidaan käyttää eri sovellutuksissa esim. silmukan rajataajuuden säätöön, silmukan nopeuttamiseen ja hidastamiseen, modulaatiotaajuusvasteen linearisoimiseen, referenssitaajuusvaimennuksen kasvattamiseen, tai esim. kompensoimaan silmukkavahvistuksen muutosta jakoiuvun muuttuessa.Phase-locked loop gain control can be used in various applications, e.g., to adjust the loop cutoff frequency, accelerate and decelerate the loop, linearize the modulation frequency response, increase the reference frequency attenuation, or e.g., compensate for a change in loop gain as the division changes.

Kytkennän muita etuja ovat mm. yksinkertaisuus ja halpuus, säädön ohjattavuus, säädön portaattomuus ja se että vahvistuksen säätö ei häiritse silmukan toimintaa.Other advantages of the connection are e.g. simplicity and cheapness, controllability of the adjustment, stepless adjustment and the fact that the gain adjustment does not interfere with the operation of the loop.

Lisäksi esitettyä kytkentää voidaan soveltaa erityyppisiin digitaalisiin vaiheilmaisimiin esim. yksi tai kaksilähtöisiin vaiheiimaisimiin.In addition, the connection shown can be applied to different types of digital phase detectors, e.g. single or dual output phase detectors.

5 796375,79637

Keksinnön sovellusta FM-moduloituun taajuus-syntetisaattoriin selostetaan seuraavassa lähemmin esimerkin muodossa ja viitaten oheisiin piirustuksiin, joissa kuvio 1 esittää jo selostettua vaihelukitun silmukan lohko-kaaviota, kuvio 2 esittää vaihelukitun silmukan sisältävän taajuussyn-tetisaattorin lohkokaaviota, kuvio 3 esittää keksinnön mukaisen kytkennän erästä käytännön toteutusta, kuvio 4 esittää kuvioon 3 liittyviä pulssikuvia, kuvio 5 esittää kuvioon 3 liittyviä taajuusvasteita, kuvio 6 esittää patenttivaatimuksiin 7 ja 8 liittyviä kuvia, kuvio 7 esittää patenttivaatimuksiin 8 ja 9 liittyviä kuvia.The application of the invention to an FM-modulated frequency synthesizer will be described in more detail below by way of example and with reference to the accompanying drawings, in which Figure 1 shows a block diagram of a phase-locked loop already described, Figure 2 shows a block diagram of , Fig. 4 shows pulse images related to Fig. 3, Fig. 5 shows frequency responses related to Fig. 3, Fig. 6 shows images related to claims 7 and 8, Fig. 7 shows images related to claims 8 and 9.

Kuvion 2 mukaisessa taajuussyntetisaattorissa saadaan refe-renssitaajuus stabiilista kideoskillaattorista 4 (TCXO), jonka taajuus jaetaan jakoelimellä 2 (luvulla R) sopivan vaihever-tailutaajuuden synnyttämiseksi. Saatu vaihevertailutaajuus viedään vaihevertailijaan 1, jonka lähdöstä saatava signaali syötetään silmukkasuodattimeen 2. Tämä silmukkasuodatin on alipäästötyyppinen suodatin, jossa vaihevertailijän signaalista suodatetaan vaihtokomponentit ja saadaan tasajännite jänniteohjatun oskillaattorin 3 (VCO) ohjaukseen. Jänniteoh-jattua oskillaattoria 3 lähdöstä viedään takaisinkytkentä esi jakajan 6 ja jakoelimen 7 kautta vaihevertailijän 1 toiseen tuloon. Kun takaisinkytkentäsilmukan taajuusjakaja 7 (jakoluku N) tehdään ohjelmoitavaksi, voidaan jakolukua N muuttamalla syntetisoida useita taajuuksia. Esijakajaa 6 käytetään pudottamaan jänniteohjatun oskillaattorin 3 taajuutta ohjelmoitavan jakajan 7 toiminta-alueelle, jonka taajuusalue yleensä on suhteellisen pieni. Jänniteohjatun oskillaattorin 3 lähtö muodostaa samalla syntetisoijän lähdön fout.In the frequency synthesizer according to Fig. 2, a reference frequency is obtained from a stable crystal oscillator 4 (TCXO), the frequency of which is divided by a divider 2 (number R) to generate a suitable phase comparison frequency. The obtained phase reference frequency is applied to a phase comparator 1, the output signal of which is fed to a loop filter 2. This loop filter is a low-pass type filter in which AC components are filtered from the phase comparator signal and a DC voltage is supplied to the voltage controlled oscillator 3 (VCO). From the output of the voltage-controlled oscillator 3, the feedback is fed via a pre-divider 6 and a divider 7 to the second input of the phase comparator 1. When the frequency divider 7 (divisor N) of the feedback loop is made programmable, several frequencies can be synthesized by changing the divider N. The pre-divider 6 is used to drop the frequency of the voltage-controlled oscillator 3 to the operating range of the programmable divider 7, the frequency range of which is generally relatively small. At the same time, the output of the voltage-controlled oscillator 3 forms the output fout of the synthesizer.

β 79637β 79637

Koska tämä kytkentä on periaatteessa ammattimiehelle hyvin tunnettu, sitä ei tässä yhteydessä selosteta yksityiskohtaisemmin. Tänä päivänä on saatavissa valmiita integroituja piirejä, jotka sisältävät esimerkiksi jakoelimet 5, vaihevertai-lijan 1 sekä ohjelmoitavan jakajan 7, ja tällainen piiri on kuviossa 2 merkitty viitteellä IC.Since this connection is in principle well known to a person skilled in the art, it will not be described in more detail in this connection. Today, ready-made integrated circuits are available, which include, for example, dividers 5, a phase comparator 1 and a programmable divider 7, and such a circuit is denoted IC in Fig. 2.

Kuviossa 3 on esitetty keksinnön mukainen kytkentä, jossa edellä mainittu integroitu piiri IC on tyypiltään MC145156 (valmistaja Motorola).Figure 3 shows a circuit according to the invention, in which the above-mentioned integrated circuit IC is of the type MC145156 (manufactured by Motorola).

Tässä on siis kyseessä kaksilähtöinen vaihevertailija, jonka lähdöt on kuviossa 3 merkitty 0V ja 0R. Nämä lähdöt viedään vastuksien R5 ja R6 kautta integraattorille, joka on kuvion mukaisessa tapauksessa toteutettu differentiaalivahvis-. timen A. avulla.This is thus a two-output phase comparator, the outputs of which are marked 0V and 0R in Fig. 3. These outputs are fed via resistors R5 and R6 to an integrator which, in the case of the figure, is a differential amplifier. using A.

Ko. vaihelukitun silmukan ominaisvärähtelytaajuus fn on 1 / K0 · Kvco ^ (1) fn«— / -Ko. the characteristic oscillation frequency fn of the phase-locked loop is 1 / K0 · Kvco ^ (1) fn «- / -

2 fr . / N · C · R2 fr. / N · C · R

jossa K0 on vaihevertailijän vahvistus 2iT*Afvco (2)where K0 is the phase comparator gain 2iT * Afvco (2)

Kvco on -- AVvco N on kokonaisjakoluku (fout/fref) C on likimain C2 = C3 kuviossa 3 ja R on likimain R7 = R8 kuviossa 3.Kvco is - AVvco N is an integer division number (fout / fref) C is approximately C2 = C3 in Figure 3 and R is approximately R7 = R8 in Figure 3.

Muuttamalla K0 saadaan 7 79637 /κ02 ^ (3) fn2 = /· fnl V Κ01 ts. silmukan ominaisvärähtelytaajuus on suoraan verrannollinen vaihevertailijän vahvistuksen neliöjuureen.Changing K0 gives 7 79637 / κ02 ^ (3) fn2 = / · fnl V Κ01 i.e. the characteristic oscillation frequency of the loop is directly proportional to the square root of the phase comparator gain.

Kuvatussa tapauksessa vaikutetaan vaihevertailijän lähdöistä 0V ja 0R saatavien pulssien jännitteeseen seuraavasti:In the described case, the voltage of the pulses from the outputs 0V and 0R of the phase comparator is affected as follows:

Kumpaankin lähtöön on vastuksen R5 vast. R6 jälkeen kytketty leikkuritransistorien Q3 vast. Q2 emitterit ja transistorien kollektorit on kytketty syöttöjännitteeseen Vdd (5 V). Normaalitilanteessa on pieni rajataajuus eli hidas silmukka kytketty päälle, jolloin kondensaattori Cl on varautunut vastuksen R4 kautta +5 Vsiin ja transistorit Q2 ja Q3 leikkaavat vaihevertaili jän lähtöjen 0V ja 0R 5 V:in jännitepulssit noin 0,5 V:n pulsseiksi kuten kuviossa 4 kohdassa a on esitetty.For each output there is a resistor R5 resp. After R6, the cut-off transistors Q3 resp. Q2 emitters and transistor collectors are connected to the supply voltage Vdd (5 V). Normally a low cut-off frequency, i.e. a slow loop, is switched on, whereby capacitor C1 is charged through resistor R4 to +5 Vs and transistors Q2 and Q3 cut the voltage pulses of the phase comparator outputs 0V and 0R to 5 V pulses as shown in Fig. 4 at a is shown.

Kanavanvaihtohetkellä, jolloin käytetyn piirin ohjelmoitavaan jakajaan syötetty jakolukutieto aktivoidaan, saadaan mikropiirin terminaaliin 13 syötetystä aktivointipulssista (TSEN) myös ohjaus vastuksen R2 kautta kytkintransistorin Q1 kannalle. Tällöin Q1 tulee hetkellisesti johtavaksi ja kondensaattorin Cl varaus purkaantuu vastuksen R3 kautta. Näin ollen transistorien Q2 ja Q3 kantajännite laskee n. 0 V:iin ja transistorien emittereillä olevien pulssien korkeus nousee hetkellisesti 5 V:iin, kuten kuvion 4 kohdassa b on esitetty.At the time of handover, when the division number information input to the programmable divider of the used circuit is activated, the activation pulse (TSEN) supplied to the terminal 13 of the circuit also provides control via the resistor R2 to the base of the switching transistor Q1. Then Q1 becomes momentarily conductive and the capacitor C1 is discharged through the resistor R3. Thus, the carrier voltage of transistors Q2 and Q3 drops to about 0 V and the height of the pulses on the emitters of the transistors momentarily rises to 5 V, as shown in Fig. 4 (b).

Tällöin silmukan vahvistuksen kasvamisesta johtuen myös silmukan rajataajuus ja nopeus kasvavat. Nopean silmukan eli suuren vahvistuksen päällä pysyminen riippuu kondensaattorin Cl määräämästä aikavakiosta. Esitetyssä tapauksessa nopea silmukka pysyy päällä suunnilleen 50 ms, jona aikana on silmukka ehtinyt asettua.In this case, due to the increase of the loop gain, the cutoff frequency and speed of the loop also increase. Staying on the fast loop, i.e. high gain, depends on the time constant determined by the capacitor C1. In the case shown, the fast loop remains on for approximately 50 ms, during which time the loop has had time to settle.

8 796378 79637

Kun ko. vaihelukitun silmukan ominaisvärähtelytaajuus on esitetyllä kytkennällä nopealla silmukalla (fnl) noin 80 Hz, on hitaan silmukan ominaisvärähtelytaajuus (fn2) suunnilleen 0,5/5 x 80 Hz eli noin 25 Hz. (K01 . Kvco/N = 2300 Hz)When the characteristic oscillation frequency of the phase-locked loop with the fast connection (fnl) shown is about 80 Hz, the characteristic oscillation frequency (fn2) of the slow loop is approximately 0.5 / 5 x 80 Hz, i.e. about 25 Hz. (K01. Kvco / N = 2300 Hz)

Kuvion 5 käyrästössä on esitetty esimerkkikytkennän suljetun silmukan vastetta sekä nopealla että hitaalla silmukalla. Vasteesta voidaan lukea sekä silmukan ominaisvärähtelytaajuus fn että suljetun silmukan -3 dB:n rajataajuus. Lisäksi kuvioon 5 on piirretty ko. silmukan modulaatiotaajuusvaste sekä nopealla että hitaalla silmukalla. Modulaatiotaajuusvaste pysyy suorana halutulla alueella 300 Hz - 10 kHz.The diagram in Figure 5 shows the closed loop response of an example circuit with both fast and slow loops. Both the specific oscillation frequency fn of the loop and the cut-off frequency of -3 dB of the closed loop can be read from the response. In addition, FIG. the modulation frequency response of the loop with both fast and slow loop. The modulation frequency response remains direct in the desired range of 300 Hz to 10 kHz.

Claims (9)

9 79637 Patentti vaatimukset9,79637 Patent Requirements 1. Vaihelukitun silmukan kytkentä, joka sisältää peräkkäin kytkettyinä digitaalisen vaihevertai 1 ijan (1), jonka toiseen sisääntuloon tuodaan vertai 1 utaajuus (fref), silmuk-kasuodattimen (2) sekä jänniteohjatun oskillaattorin (3), josta on johdettu vaihevertailijän toiseen sisääntuloon takai sinky tkentähaara , tunnettu siitä, että digitaaliselta vaihevertail ijalta (1) saatavien pulssien jännite on sovitettu säädettäväksi, jolloin vaihelukitun silmukan rajaraajuutta ja nopeutta voidaan muuttaa.A phase-locked loop circuit comprising, in series, a digital phase comparator (1), the second input of which is supplied with a comparator frequency (fref), a loop filter (2) and a voltage-controlled oscillator (3) from which a phase comparator is fed to the second input switching branch, characterized in that the voltage of the pulses obtained from the digital phase comparator (1) is adapted to be adjustable, whereby the limit limit and the speed of the phase-locked loop can be changed. 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen kytkentä, tunnettu siitä, että se digitaaliselta vaihevertai1ijalta (1) saatavien pulssien jännite on sovitettu säädettäväksi itse vaihevertai-lijassa tai sen 1ähtöasteessa esimerkiksi käyttöjännitettä säätämäl 1 ä.A circuit according to claim 1, characterized in that the voltage of the pulses received from the digital phase comparator (1) is adapted to be regulated in the phase comparator itself or in its output stage, for example by adjusting the operating voltage. 3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen kytkentä, tunnettu siitä, että digitaaliselta vaihevertai1ijalta (1) saatavien pulssien jännite on sovitettu säädettäväksi vaihevertai1ijän ulkopuolelle rakennetulla diodi-, transistori- tai jollain muulla pulssien jännitettä rajoittavalla kytkennällä.A circuit according to claim 1, characterized in that the voltage of the pulses obtained from the digital phase comparator (1) is adapted to be regulated by a diode, transistor or some other pulse voltage limiting circuit built outside the phase comparator. 4. Patenttivaatimuksen 2 ja 3 mukainen kytkentä, tunnettu siitä, että digitaaliselta vaihevertailijalta saatavien pulssien jännitettä säädetään siten, että käytetään suurempaa silmukan rajataajuutta asettumisen (lukittumi sen) aikana ja pienempää rajataajuutta asettumisen jälkeen. 1 2 3 4 Patenttivaatimuksen 2 ja 3 mukainen kytkentä, tun 2 nettu siitä, että digitaaliselta vaihevertailijalta (1) saa 3 tavien pulssien jännitettä säädetään silmukan ollessa lukittu 4 neena siten, että silmukan vahvistus ja rajataajuus muuttuu. 10 79637Switching according to Claims 2 and 3, characterized in that the voltage of the pulses received from the digital phase comparator is adjusted by using a higher loop cut-off frequency during settling (locking) and a lower cut-off frequency after settling. Switching according to Claims 2 and 3, characterized in that the voltage of the pulses received from the digital phase comparator (1) is adjusted with the loop locked in such a way that the gain and cut-off frequency of the loop change. 10 79637 6. Patenttivaatimuksen 4 ja 5 mukainen kytkentä, tunnettu siitä, että digitaaliselta vaihevertailijalta (1) saatavien pulssien jännite on sovitettu säädettäväksi vai hever-tailijan lähdön ja silmukkasuodattimen väliin kytketyn pulssien jännitettä muuttavan (vahvistavan tai vaimentavan) kytkennän käyttöjännitettä säätämällä, jolloin kytkennän lähdöstä saatavien pulssien jännitettä ja siten silmukan vahvistusta ja rajataajuutta voidaan säätää.Switching according to Claims 4 and 5, characterized in that the voltage of the pulses from the digital phase comparator (1) is adapted to be regulated or by adjusting the operating voltage of the pulse voltage changing (amplifying or attenuating) circuit connected between the output of the elevator and the loop filter. the voltage and thus the loop gain and cutoff frequency can be adjusted. 7. Patenttivaatimuksen 4 ja 5 mukainen kytkentä, tunnettu siitä, että kaksi 1ähtöiseitä digitaaliselta vaihevertai-lijalta saatavien pulssien jännite on sovitettu säädettäväksi vaihevertailijän ulkopuolelle rakennetulla transistori leikkurilla (Q4, Q5), jossa transistorien emitterit on kytketty vastusten (R11, R12) kautta vaihevertai1ijän lähtöihin 0R, 0V) ja kollektorit syöttöjännitteeseen (+Vdd), jolloin kanta jännitettä (Us) säätämällä voidaan säätää transistorien emittereillä olevaa puissikorkeutta ja siten silmukan vahvistusta ja rajataajuutta.Switching according to Claims 4 and 5, characterized in that the voltage of the two output pulses from the digital phase comparator is adapted to be regulated by a transistor cutter (Q4, Q5) built outside the phase comparator, the emitters of the transistors being connected to the outputs via resistors (R11, R12). 0R, 0V) and collectors to the supply voltage (+ Vdd), whereby by adjusting the base voltage (Us) it is possible to adjust the tree height on the emitters of the transistors and thus the gain and cut-off frequency of the loop. 8. Patenttivaatimuksen 4 ja 5 mukainen kytkentä, tunnettu siitä, että kaksi 1ähtöiseitä digitaaliselta vaihevertai1i-jalta saatavien pulssien jännite on sovitettu säädettäväksi vaihevertailijän ulkopuolelle rakennetulla diodileikkurilla (Dl, D2), jossa diodien katodit on kytketty vastusten (R13, R14 ) kautta vai hevertai1ijän lähtöihin (0fR, 0V ), jolloin diodien anodijännitettä (Us) säätämällä voidaan säätää diodien katodeilla olevaa puissikorkeutta ja siten silmukan vahvistusta ja rajataajuutta. 1 Patenttivaatimuksen 4 ja 5 mukainen kytkentä, tunnettu siitä, että yksi 1ähtöiseitä digitaaliselta vaihevertail ijalta saatavien pulssien jännite on sovitettu säädettäväksi vaihevertai1ijan ulkopuolelle rakennetulla transistori-leikkurilla (Q6, Q7), jossa transistorien emitterit on kytketty vastuksen (R15) kautta vaihevertai1ijan lähtöön (Pd) ja 11 79637 NPN-transistorin (Q6) kollektori käyttöjännitteeseen (+Vdd) ja PNP-transistorin (Q7) kollektori maihin, jolloin transistorien (Q6, Q7) kantajännitteitä (Ua, Ub) säätämällä voidaan säätää transistorien emittereillä olevaa pulssikorkeutta ja siten silmukan vahvistusta ja rajataajuutta.Switching according to Claims 4 and 5, characterized in that the voltage of the two output pulses from the digital phase comparator is adapted to be regulated by a diode cutter (D1, D2) built outside the phase comparator, in which the cathodes of the diodes are connected via resistors (R13, R14) or outputs. (0fR, 0V), whereby by adjusting the anode voltage (Us) of the diodes, the tree height at the cathodes of the diodes and thus the gain and cut-off frequency of the loop can be adjusted. Switching according to Claims 4 and 5, characterized in that one of the voltages of the output pulses from the digital phase comparator is adapted to be regulated by a transistor cutter (Q6, Q7) built outside the phase comparator, the transistor emitters being connected via a resistor (R15) to the phase comparator output (P15). and 11 79637 collector of NPN transistor (Q6) to operating voltage (+ Vdd) and collector of PNP transistor (Q7) to ground, whereby by adjusting the carrier voltages (Ua, Ub) of transistors (Q6, Q7) it is possible to adjust the pulse height of the transistor emitters and thus the cutoff frequency. 10. Patenttivaatimuksen 4 ja 5 mukainen kytkentä, tunnet tu siitä, että yksilähtöiseltä digitaaliselta vaihevertaili-jalta saatavien pulssien jännite on sovitettu säädettäväksi vaihevertailijän ulkopuolelle rakennetulla diodileikkurilla (D3, D4), jossa toisen diodin (D3) katodi ja toisen diodin (D4) anodi on kytketty vastuksen (R16) kautta vaihevertaili-jan lähtöön (Pd), jolloin toisen diodin (D3) anodijännitettä (Ua) ja toisen diodin (D4) katodijännitettä (Ub) säätämällä voidaan säätää kytkennän lähdöstä saatavaa pulssikorkeutta ja siten silmukan vahvistusta ja rajataajuutta.A circuit according to claims 4 and 5, characterized in that the voltage of the pulses from the single-output digital phase comparator is adapted to be regulated by a diode cutter (D3, D4) built outside the phase comparator, wherein the cathode of the second diode (D3) and the anode of the second diode (D4) are connected via a resistor (R16) to the output (Pd) of the phase comparator, whereby by adjusting the anode voltage (Ua) of the second diode (D3) and the cathode voltage (Ub) of the second diode (D4), the pulse height and thus the loop gain and cutoff frequency can be adjusted.
FI870982A 1987-03-05 1987-03-05 KRETSKOPPLING FOER EN FASLAOST SLINGA. FI79637C (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI870982A FI79637C (en) 1987-03-05 1987-03-05 KRETSKOPPLING FOER EN FASLAOST SLINGA.
US07/698,483 US5164685A (en) 1987-03-05 1991-04-04 Phase-locked loop with circuit for adjusting a phase comparator's output amplitude

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI870982A FI79637C (en) 1987-03-05 1987-03-05 KRETSKOPPLING FOER EN FASLAOST SLINGA.
FI870982 1987-03-05

Publications (4)

Publication Number Publication Date
FI870982A0 FI870982A0 (en) 1987-03-05
FI870982A FI870982A (en) 1988-09-06
FI79637B FI79637B (en) 1989-09-29
FI79637C true FI79637C (en) 1990-01-10

Family

ID=8524075

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI870982A FI79637C (en) 1987-03-05 1987-03-05 KRETSKOPPLING FOER EN FASLAOST SLINGA.

Country Status (1)

Country Link
FI (1) FI79637C (en)

Also Published As

Publication number Publication date
FI79637B (en) 1989-09-29
FI870982A0 (en) 1987-03-05
FI870982A (en) 1988-09-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4745372A (en) Phase-locked-loop circuit having a charge pump
US6580329B2 (en) PLL bandwidth switching
US5053723A (en) Phase-locked loop with pulse-duration modulation fine frequency control
EP1057265A1 (en) Phase lock loop enabling smooth loop bandwidth switching
US5790942A (en) Frequency modulation radio transmission device
KR101242670B1 (en) Sigma-delta based phase lock loop
US5164685A (en) Phase-locked loop with circuit for adjusting a phase comparator's output amplitude
CN1677821B (en) Charge pump circuit having commutator
US6766154B2 (en) Fast settling fine stepping phase locked loops
FI79637C (en) KRETSKOPPLING FOER EN FASLAOST SLINGA.
GB2398942A (en) Phase locked loop with delay circuit
EP0435881B1 (en) Sample-and-hold phase detector for use in a phase locked loop
US5045818A (en) PLL frequency modulator having bias voltage applied to filter capacitor
KR970005395B1 (en) Phase-locked loop circuit
EP0599505B1 (en) Tunable resonance circuit for a voltage controlled oscillator
EP0427717B1 (en) Phase-locked loop circuit
US5221911A (en) Receiver having pll frequency synthesizer with rc loop filter
JP3326286B2 (en) PLL frequency synthesizer circuit
EP0299675A2 (en) Improvements in or relating to phase locked loop circuits
KR20010090750A (en) Phase comparator, and pahse locked loop circuit having the same as well as method of phase comparison
FI95521C (en) Phase-locked loop
GB2150775A (en) Frequency synthesiser
Kamal Analysis, Modeling and Simulation of a Low Phase Noise Frequency Synthesizer for High Sensitivity FM Receiver
JPH06237170A (en) Pll frequency synthesizer
JPH0797745B2 (en) Phase synchronization circuit

Legal Events

Date Code Title Description
MM Patent lapsed

Owner name: NOKIA MATKAPUHELIMET OY