FR2864732A1 - Phase locked loop for phase/frequency modulation, has low pass filter controlling oscillator using voltage at capacitor terminal, and switch, between filter and terminal, controlled to insulate filter from capacitor during pulse generation - Google Patents

Phase locked loop for phase/frequency modulation, has low pass filter controlling oscillator using voltage at capacitor terminal, and switch, between filter and terminal, controlled to insulate filter from capacitor during pulse generation Download PDF

Info

Publication number
FR2864732A1
FR2864732A1 FR0315414A FR0315414A FR2864732A1 FR 2864732 A1 FR2864732 A1 FR 2864732A1 FR 0315414 A FR0315414 A FR 0315414A FR 0315414 A FR0315414 A FR 0315414A FR 2864732 A1 FR2864732 A1 FR 2864732A1
Authority
FR
France
Prior art keywords
phase
signal
filter
terminal
pass filter
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Granted
Application number
FR0315414A
Other languages
French (fr)
Other versions
FR2864732B1 (en
Inventor
Michel Robbe
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Airbus DS SAS
Original Assignee
EADS Telecom SAS
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 EADS Telecom SAS filed Critical EADS Telecom SAS
Priority to FR0315414A priority Critical patent/FR2864732B1/en
Publication of FR2864732A1 publication Critical patent/FR2864732A1/en
Application granted granted Critical
Publication of FR2864732B1 publication Critical patent/FR2864732B1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03CMODULATION
    • H03C3/00Angle modulation
    • H03C3/02Details
    • H03C3/09Modifications of modulator for regulating the mean frequency
    • H03C3/0908Modifications of modulator for regulating the mean frequency using a phase locked loop
    • H03C3/0916Modifications of modulator for regulating the mean frequency using a phase locked loop with frequency divider or counter in the loop
    • H03C3/0925Modifications of modulator for regulating the mean frequency using a phase locked loop with frequency divider or counter in the loop applying frequency modulation at the divider in the feedback loop
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03LAUTOMATIC CONTROL, STARTING, SYNCHRONISATION OR STABILISATION OF GENERATORS OF ELECTRONIC OSCILLATIONS OR PULSES
    • H03L7/00Automatic control of frequency or phase; Synchronisation
    • H03L7/06Automatic control of frequency or phase; Synchronisation using a reference signal applied to a frequency- or phase-locked loop
    • H03L7/08Details of the phase-locked loop
    • H03L7/085Details of the phase-locked loop concerning mainly the frequency- or phase-detection arrangement including the filtering or amplification of its output signal
    • H03L7/089Details of the phase-locked loop concerning mainly the frequency- or phase-detection arrangement including the filtering or amplification of its output signal the phase or frequency detector generating up-down pulses
    • H03L7/0891Details of the phase-locked loop concerning mainly the frequency- or phase-detection arrangement including the filtering or amplification of its output signal the phase or frequency detector generating up-down pulses the up-down pulses controlling source and sink current generators, e.g. a charge pump
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03LAUTOMATIC CONTROL, STARTING, SYNCHRONISATION OR STABILISATION OF GENERATORS OF ELECTRONIC OSCILLATIONS OR PULSES
    • H03L7/00Automatic control of frequency or phase; Synchronisation
    • H03L7/06Automatic control of frequency or phase; Synchronisation using a reference signal applied to a frequency- or phase-locked loop
    • H03L7/16Indirect frequency synthesis, i.e. generating a desired one of a number of predetermined frequencies using a frequency- or phase-locked loop
    • H03L7/18Indirect frequency synthesis, i.e. generating a desired one of a number of predetermined frequencies using a frequency- or phase-locked loop using a frequency divider or counter in the loop
    • H03L7/197Indirect frequency synthesis, i.e. generating a desired one of a number of predetermined frequencies using a frequency- or phase-locked loop using a frequency divider or counter in the loop a time difference being used for locking the loop, the counter counting between numbers which are variable in time or the frequency divider dividing by a factor variable in time, e.g. for obtaining fractional frequency division

Landscapes

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

Abstract

The loop has a phase comparator generating a measurement signal with pulses, based on phase difference between divided frequency and reference signals. A low pass filter (34) controls a voltage controlled oscillator using voltage at a terminal of a capacitor (50) receiving load current from a load pump (33). A switch (51) placed between filter and terminal is controlled to insulate the filter from the capacitor during pulse generation.

Description

BOUCLE A ASSERVISSEMENT DE PHASEPHASE STACK LOOP

La présente invention concerne les boucles à asservissement de phase (PLL, "Phase-Locked Loop"), particulièrement dans leur application à la modulation de phase ou de fréquence.  The present invention relates to phase-locked loop (PLL) loops, particularly in their application to phase or frequency modulation.

Une PLL comprend classiquement un oscillateur commandé en tension (VCO, "Voltage-Controlled Oscillator") délivrant un signal à haute fréquence, un diviseur de fréquence convertissant le signal à haute fréquence en un signal à fréquence divisée, un comparateur de phase produisant un signal de mesure d'un écart de phase entre le signal à fréquence divisée et un signal de référence, et un filtre passe-bas auquel est appliqué le signal de mesure et dont la sortie commande le VCO.  A PLL conventionally comprises a Voltage Controlled Oscillator (VCO) delivering a high frequency signal, a frequency divider converting the high frequency signal into a divided frequency signal, a phase comparator producing a signal. measuring a phase difference between the divided frequency signal and a reference signal, and a low-pass filter to which the measurement signal is applied and whose output controls the VCO.

Dans l'application à la modulation, on introduit des variations instantanées du facteur de division appliqué par le diviseur de fréquence afin d'obtenir des variations correspondantes de la fréquence ou de la phase du signal de sortie du VCO.  In the modulation application, instantaneous variations of the division factor applied by the frequency divider are introduced in order to obtain corresponding variations in the frequency or phase of the VCO output signal.

Le comparateur de phase peut être construit pour activer le signal de mesure pendant une fenêtre de mesure en réponse à chaque front actif de l'un des signaux d'entrée du comparateur de phase. L'activation du signal de mesure comprend, lorsqu'un front actif de l'autre signal d'entrée du comparateur de phase, éventuellement retardé d'un temps déterminé, tombe à l'intérieur de la fenêtre de mesure, une première impulsion entre le début de la fenêtre de mesure et ce front actif et une seconde impulsion opposée à la première impulsion entre le front actif et la fin de la fenêtre de mesure. Une dérive en phase de la boucle par rapport à son point de fonctionnement se traduit par un déséquilibre entre les deux impulsions, que le filtre passe-bas intègre pour opérer une compensation à l'entrée de commande du VCO.  The phase comparator may be constructed to activate the measurement signal during a measurement window in response to each active edge of one of the input signals of the phase comparator. The activation of the measurement signal comprises, when an active edge of the other input signal of the phase comparator, possibly delayed by a predetermined time, falls inside the measurement window, a first pulse between the beginning of the measurement window and this active edge and a second pulse opposite to the first pulse between the active edge and the end of the measurement window. A drift in phase of the loop with respect to its operating point results in an imbalance between the two pulses, which the low-pass filter integrates to make a compensation to the control input of the VCO.

Un exemple d'un tel comparateur de phase est décrit dans EP-B-O 835 550. Ce comparateur a pour avantage de ne pas présenter ce qu'on appelle une zone morte. Dans les comparateurs de phase ordinaires, la zone morte résulte des temps de réponse non nuls des portes logiques du comparateur: les déphasages plus petits que ces temps de réponse ne sont pas détectés, de sorte que la réponse du comparateur présente une plage de pente nulle (zone morte) au voisinage de l'origine. Une telle zone morte affecte la précision de la PLL et l'empêche pratiquement d'être utilisée comme modulateur de phase ou de fréquence.  An example of such a phase comparator is described in EP-B-0 835 550. This comparator has the advantage of not presenting what is called a dead zone. In ordinary phase comparators, the dead zone results from the non-zero response times of the logic gates of the comparator: the phase shifts smaller than these response times are not detected, so that the response of the comparator has a zero slope range. (dead zone) in the vicinity of the origin. Such a dead zone affects the accuracy of the PLL and virtually prevents it from being used as a phase or frequency modulator.

Le comparateur de phase sans zone morte décrit dans EP-B-O 835 550 a aussi pour avantage de présenter une réponse de pente double autour de son point de fonctionnement nominal, ce qui lui confère une excellente sensibilité pour l'application à la modulation.  The non-dead phase phase comparator described in EP-B-0 835 550 also has the advantage of having a double slope response around its nominal operating point, which gives it excellent sensitivity for application to modulation.

Cette application est particulièrement sensible aux perturbations, mêmes faibles, introduites dans les composants de la boucle, car la modulation correspond à des variations relatives de fréquence très faibles par rapport à la fréquence de comparaison, c'est-à-dire à la fréquence du signal de référence. Un ordre de grandeur typique de ces variations est le millième de la fréquence de comparaison. Dans ces conditions, des phénomènes subtils, difficiles à identifier, peuvent provoquer du bruit ou des raies parasites en sortie du VCO, et une optimisation soigneuse de la PLL est requise.  This application is particularly sensitive to even small disturbances introduced into the components of the loop, since the modulation corresponds to relatively small relative frequency variations with respect to the comparison frequency, that is to say at the frequency of the reference signal. An order of magnitude typical of these variations is one-thousandth of the comparison frequency. Under these conditions, subtle phenomena, difficult to identify, can cause noise or stray lines at the output of the VCO, and careful optimization of the PLL is required.

Un but de la présente invention est d'améliorer les performances de la PLL, notamment en réduisant les raies parasites en sortie du VCO.  An object of the present invention is to improve the performance of the PLL, in particular by reducing the parasitic lines at the output of the VCO.

L'invention propose ainsi une boucle à asservissement de phase, comprenant un oscillateur commandé pour délivrer un signal à haute fréquence, un diviseur de fréquence pour convertir le signal à haute fréquence en un signal à fréquence divisée, un comparateur de phase pour recevoir le signal à fréquence divisée et un signal de référence et produire un signal de mesure présentant, à chaque cycle du signal de référence, au moins une impulsion de durée dépendant d'un écart de phase entre le signal à fréquence divisée et le signal de référence, une pompe de charge pour générer un courant de charge en réponse à chaque impulsion du signal de mesure, un condensateur d'intégration ayant une borne recevant le courant de charge, un filtre passe-bas pour commander l'oscillateur à partir de la tension à ladite borne du condensateur d'intégration, et un interrupteur placé entre le filtre passe-bas et ladite borne du condensateur d'intégration et commandé de façon à isoler le filtre passe-bas du condensateur d'intégration pendant certaines au moins des impulsions du signal de mesure.  The invention thus proposes a phase-locked loop comprising a controlled oscillator for delivering a high frequency signal, a frequency divider for converting the high frequency signal into a divided frequency signal, a phase comparator for receiving the signal. frequency and a reference signal and producing a measurement signal having, at each cycle of the reference signal, at least one pulse of duration dependent on a phase difference between the divided frequency signal and the reference signal, a charge pump for generating a charging current in response to each pulse of the measurement signal, an integrating capacitor having a charging current receiving terminal, a low-pass filter for controlling the oscillator from the voltage to said terminal of the integration capacitor, and a switch placed between the low-pass filter and said terminal of the integration capacitor and controlled by is to isolate the low-pass filter integration capacitor during at least some pulses of the measurement signal.

D'autres particularités et avantages de la présente invention 5 apparaîtront dans la description ci-après d'exemples de réalisation non limitatifs, en référence aux dessins annexés, dans lesquels: - la figure 1 est un schéma synoptique d'une PLL classique; - la figure 2 est un schéma d'un filtre passe-bas utilisable dans une PLL; - les figures 3 à 5 sont des chronogrammes illustrant le fonctionnement de 10 la PLL de la figure 1; - les figures 6 et 7 sont des chronogrammes illustrant le fonctionnement de la PLL de la figure 1 avec un autre type de comparateur de phase; - la figure 8 est un schéma synoptique d'une PLL selon l'invention; et - la figure 9 montre des chronogrammes illustrant le fonctionnement de la 15 PLL de la figure 8.  Other features and advantages of the present invention will appear in the following description of nonlimiting exemplary embodiments, with reference to the accompanying drawings, in which: - Figure 1 is a block diagram of a conventional PLL; FIG. 2 is a diagram of a low-pass filter that can be used in a PLL; Figures 3 to 5 are timing diagrams illustrating the operation of the PLL of Figure 1; FIGS. 6 and 7 are timing diagrams illustrating the operation of the PLL of FIG. 1 with another type of phase comparator; FIG. 8 is a block diagram of a PLL according to the invention; and FIG. 9 shows timing diagrams illustrating the operation of the PLL of FIG. 8.

En référence à la figure 1, une PLL comprend classiquement un VCO 30 délivrant un signal radiofréquence S, dont la fréquence fvco est par exemple de l'ordre de quelques centaines de MHz. Ce signal est adressé à un diviseur de fréquence 31 appliquant un facteur de division variable P. Une variation dans le temps de ce facteur de division P procurera une modulation souhaitée du signal de sortie S. Le signal à fréquence divisée QA issu du diviseur de fréquence 31 est adressé à une entrée d'un CPF 32 qui reçoit en outre un signal de référence FREF produit à partir d'un oscillateur à cristal. La fréquence fref du signal FREF est par exemple de l'ordre de la dizaine de MHz. Pour obtenir une fréquence fvco en sortie du VCO 30, on prend P = fvcolfrefÉ En modulant P autour de la valeur fvcolfref' on réalise une modulation de fréquence ou de phase autour d'une porteuse à fvco Dans l'exemple considéré, le CPF 32 a un signal de sortie constitué de deux composantes binaires INVP, INVN. Une pompe de charge 33 reçoit ces deux composantes pour établir une tension V à un noeud d'entrée d'un filtre passe-bas 34. La tension filtrée produite par ce filtre 34 est utilisée pour commander la fréquence du VCO 30.  With reference to FIG. 1, a PLL conventionally comprises a VCO 30 delivering a radiofrequency signal S whose frequency fvco is for example of the order of a few hundred MHz. This signal is addressed to a frequency divider 31 applying a variable division factor P. A variation over time of this division factor P will provide a desired modulation of the output signal S. The divided frequency signal QA from the frequency divider 31 is addressed to an input of a CPF 32 which further receives a FREF reference signal produced from a crystal oscillator. The frequency FREF FREF signal is for example of the order of ten MHz. In order to obtain a fvco frequency at the output of the VCO 30, P = fvcolfrefÉ is used. By modulating P around the fvcolfref value, a frequency or phase modulation is carried out around a fvco carrier. In the example considered, the CPF 32 has an output signal consisting of two binary components INVP, INVN. A charge pump 33 receives these two components to establish a voltage V at an input node of a low pass filter 34. The filtered voltage produced by this filter 34 is used to control the frequency of the VCO 30.

Le rôle de la pompe de charge 33 est de générer un courant positif quand la composante INVP est active, et un courant négatif de même intensité quand la composante INVN est active. La charge totale générée est une fonction croissante, sensiblement linéaire par morceaux, du décalage temporel entre le signal à fréquence divisé QA et le signal de référence FREF.  The role of the charge pump 33 is to generate a positive current when the component INVP is active, and a negative current of the same intensity when the component INVN is active. The total charge generated is an increasing function, substantially piecewise linear, of the time offset between the split frequency signal QA and the reference signal FREF.

Accumulée dans un condensateur, cette charge se traduit par une tension utilisable pour commander le VCO 30 afin de forcer l'alignement de phase entre QA et FREF. En pratique, un filtre passe-bas 34 intervient entre la pompe de charge 33 et le VCO 30 pour éliminer des fluctuations à haute fréquence dues notamment aux commutations des composantes INVP et INVN.  Accumulated in a capacitor, this charge results in a voltage operable to drive the VCO 30 to force the phase alignment between QA and FREF. In practice, a low-pass filter 34 intervenes between the charge pump 33 and the VCO 30 to eliminate high-frequency fluctuations due in particular to the switching of the components INVP and INVN.

La figure 2 montre la structure classique d'un filtre passe-bas 34 utilisable dans une telle PLL. Le courant issu de la pompe de charge 33 est envoyé sur un noeud, dont la tension est notée V, connecté à l'entrée de commande du VCO 30. Ce noeud est relié à la masse par l'intermédiaire de deux branches, l'une comportant une résistance 40 et un condensateur 41 en série, et l'autre comportant un condensateur 42. A titre d'exemple, la résistance 40 peut être de RI = 200 0, et les condensateurs 41, 42 peuvent avoir des capacités respectives de Cl = 0,5 F et C2 = 50 nF. Aux fréquences de fonctionnement de la PLL, un tel filtre se comporte comme un intégrateur de capacité équivalente Cl +C2.  FIG. 2 shows the conventional structure of a low-pass filter 34 that can be used in such a PLL. The current from the charge pump 33 is sent to a node, whose voltage is denoted V, connected to the control input of the VCO 30. This node is connected to ground via two branches, the one having a resistor 40 and a capacitor 41 in series, and the other having a capacitor 42. By way of example, the resistor 40 may be of RI = 200 0, and the capacitors 41, 42 may have respective capacitances of Cl = 0.5 F and C2 = 50 nF. At the operating frequencies of the PLL, such a filter behaves as an integrator of equivalent capacitance Cl + C2.

Les figures 3 à 5 illustrent le comportement de la boucle dans le cas où le comparateur de phase 32 est classiquement de type "backlash". La figure 3 montre comment le VCO 30 est commandé lorsque la PLL est à l'équilibre. A chaque cycle du signal de référence FREF, le CPF 32 génère alors deux impulsions consécutives et de même durée sur ses composantes respectives INVP et INVN. Le courant délivré par la pompe de charge 33, qui est proportionnel à INVP INVN, a l'allure représentée sur la troisième ligne de la figure, et il donne lieu à une tension VO à l'entrée de commande du VCO 30. Cette tension analogique présente une impulsion à chaque cycle de FREF, avec une montée en tension puis une descente qui, lorsque la PLL est équilibrée, ramène la tension VO à la valeur qu'elle avait avant l'impulsion.  Figures 3 to 5 illustrate the behavior of the loop in the case where the phase comparator 32 is typically of the "backlash" type. Figure 3 shows how the VCO 30 is controlled when the PLL is in equilibrium. At each cycle of the reference signal FREF, the CPF 32 then generates two consecutive pulses of the same duration on its respective components INVP and INVN. The current delivered by the charge pump 33, which is proportional to INVP INVN, has the appearance shown in the third line of the figure, and it gives rise to a voltage VO at the control input of the VCO 30. This voltage An analog pulse is present at each FREF cycle, with a rise in voltage then a descent which, when the PLL is balanced, returns the voltage VO to the value it had before the pulse.

Le diagramme de la figure 4 correspond au cas où l'erreur de phase est positive. Dans ce cas, l'une des deux impulsions, INVN, est raccourcie de d(p par rapport à sa durée à l'équilibre, de sorte que l'impulsion de tension V1 à l'entrée du VCO (4ème ligne de la figure 4) est incomplète et laisse subsister une tension résiduelle dont l'effet est de compenser l'erreur de phase détectée.  The diagram of FIG. 4 corresponds to the case where the phase error is positive. In this case, one of the two pulses, INVN, is shortened by d (p with respect to its duration at equilibrium, so that the voltage pulse V1 at the input of the VCO (4th line of FIG. 4) is incomplete and leaves a residual voltage whose effect is to compensate for the detected phase error.

La dernière ligne de la figure 4 montre la différence entre la tension V1 observée lorsque l'erreur est positive et la tension VO à l'équilibre. Le changement de valeur de cet écart V1 VO s'effectue sur une durée d(p égale en valeur absolue au décalage de phase détecté.  The last line of FIG. 4 shows the difference between the voltage V1 observed when the error is positive and the voltage VO at equilibrium. The change in value of this difference V1 VO is performed over a period d (p equal in absolute value to the detected phase shift.

Symétriquement, lorsque l'erreur de phase est négative (figure 5), 15 l'impulsion INVN est rallongée de la durée d(p. Cette durée d(p se retrouve là aussi dans la commande V2 reçue par le VCO.  Symmetrically, when the phase error is negative (FIG. 5), the pulse INVN is lengthened by the duration d (p) This duration d (p is again found in the command V2 received by the VCO.

Dans l'application de la PLL à la modulation, les variations instantanées du facteur de division P donnent lieu en permanence à des déphasages d(p que la boucle rattrape pour réaliser la modulation souhaitée.  In the application of the PLL to the modulation, the instantaneous variations of the division factor P give rise permanently to phase shifts d (p) that the loop catches up to achieve the desired modulation.

Les dernières lignes des figures 4 et 5 montrent que la sollicitation relative du VCO à chaque cycle garde une trace de ce décalage dcp, ce qui a un impact sur la forme spectrale de la modulation, notamment en introduisant des raies parasites. Il est à noter que ces raies parasites ne peuvent pas être éliminées par filtrage puisque la modulation de phase correspondante se situe dans la même plage que la modulation souhaitée.  The last lines of FIGS. 4 and 5 show that the relative bias of the VCO at each cycle keeps track of this shift dcp, which has an impact on the spectral shape of the modulation, in particular by introducing parasitic lines. It should be noted that these parasitic lines can not be removed by filtering since the corresponding phase modulation is in the same range as the desired modulation.

Ce problème existe avec des CPF autres que le comparateur de type "backlash" auquel font référence les figures 3 et 5.  This problem exists with CPFs other than the backlash comparator referred to in Figures 3 and 5.

Le cas d'un comparateur de phase sans zone morte du type décrit dans EP-BO 835 550 est illustré par les figures 3, 6 et 7. Le comportement de 30 ce comparateur de phase à l'équilibre est essentiellement le même que celui décrit précédemment (figure 3). Lorsque l'erreur de phase est positive (figure 6), l'impulsion INVN est raccourcie de la durée d(p, en même temps que l'impulsion INVP est allongée de la même durée dç. En conséquence, la sensibilité du comparateur de phase est doublée par rapport au cas précédent.  The case of a phase comparator with no dead zone of the type described in EP-BO 835 550 is illustrated in FIGS. 3, 6 and 7. The behavior of this phase comparator at equilibrium is essentially the same as that described previously (Figure 3). When the phase error is positive (FIG. 6), the pulse INVN is shortened by the duration d (p, at the same time as the pulse INVP is elongated by the same duration d.sub.C. phase is doubled compared to the previous case.

La dernière ligne de la figure 6 montre qu'on retrouve le décalage d(p dans le comportement de la sollicitation relative VI VO ressentie par le VCO 30. Symétriquement, lorsque l'erreur de phase est négative (figure 7), le signal INVP est raccourci de la durée d(p, tandis que l'impulsion INVN est rallongée de la même durée d(p. Cette durée d(p se retrouve là aussi dans la commande du VCO.  The last line of FIG. 6 shows that we find the shift d (p in the behavior of the relative stress VI VO felt by the VCO 30. Symmetrically, when the phase error is negative (FIG. 7), the signal INVP is shortened by the duration d (p, while the INVN pulse is extended by the same duration d (p) This duration d (p) is also found in the VCO control.

Pour éliminer le problème ci-dessus des raies parasites, il est proposé d'isoler la sortie de la pompe de charge 33 de l'entrée du filtre passebas 34 dans les périodes où la pompe de charge génère les impulsions de courant. Un condensateur d'intégration est monté en sortie de la pompe de charge afin d'absorber ces impulsions de courant et de restituer ensuite la tension accumulée qui en résulte.  To eliminate the above problem of parasitic lines, it is proposed to isolate the output of the charge pump 33 from the input of the low-pass filter 34 in the periods when the charge pump generates the current pulses. An integrating capacitor is mounted at the output of the charge pump to absorb these current pulses and then restore the resulting accumulated voltage.

Une telle réalisation de la PLL est illustrée par la figure 8, où les éléments portant les références 30 à 34 sont de même nature que ceux décrits précédemment en référence à la figure 1. Le condensateur d'intégration 50, dont la capacité CM est par exemple de l'ordre de 100 pF, est connecté entre la sortie de la pompe de charge 33 et la masse. Un interrupteur 51 est placé entre le noeud de sortie de la pompe de charge, dont la tension est notée V et le noeud d'entrée du filtre passe-bas 34, dont la tension est notée W. L'interrupteur 51 est commandé par un signal binaire FC qui, lorsque la PLL est accrochée en fréquence, ouvre l'interrupteur 51 dans une phase de chaque cycle du signal de référence FREF, cette phase recouvrant la durée de l'impulsion de courant issue de la pompe de charge 33.  Such an embodiment of the PLL is illustrated in FIG. 8, where the elements bearing the references 30 to 34 are of the same nature as those described previously with reference to FIG. 1. The integration capacitor 50, whose capacitance CM is per example of the order of 100 pF, is connected between the output of the charge pump 33 and the ground. A switch 51 is placed between the output node of the charge pump, whose voltage is denoted V and the input node of the low-pass filter 34, whose voltage is denoted W. The switch 51 is controlled by a binary signal FC which, when the PLL is hooked in frequency, opens the switch 51 in a phase of each cycle of the reference signal FREF, this phase covering the duration of the current pulse from the charge pump 33.

Sur le diagramme de la figure 9, les lignes VO, V1 et V2 reproduisent les lignes correspondantes des figures 3, 6 et 7, et traduisent la tension V aux bornes du condensateur d'intégration 50 dans les cas où l'erreur de phase détectée est respectivement nulle, positive et négative. Une différence toutefois par rapport au cas des figures 3, 6 et 7 est que les flancs de l'impulsion de tension sont plus raides étant donné que le condensateur d'intégration 50 a une capacité CM plus faible que la capacité équivalente du filtre passe-bas 34.  In the diagram of FIG. 9, the lines VO, V1 and V2 reproduce the corresponding lines of FIGS. 3, 6 and 7, and translate the voltage V across the integration capacitor 50 in the cases where the phase error detected is respectively zero, positive and negative. However, a difference with respect to the case of FIGS. 3, 6 and 7 is that the flanks of the voltage pulse are steeper since the integrating capacitor 50 has a lower CM capacitance than the equivalent capacitance of the pass filter. low 34.

La tension de crête en sortie de la pompe de charge 33 est donc plus élevée que dans le cas précédent si le courant débité par la pompe de charge est de même intensité. La valeur de CM doit cependant être suffisante pour préserver la linéarité de la pompe de charge.  The peak voltage at the output of the charge pump 33 is therefore higher than in the previous case if the current delivered by the charge pump is of the same intensity. However, the CM value must be sufficient to maintain the linearity of the charge pump.

L'interrupteur 51 est ouvert dans l'intervalle de temps encadré par les deux traits mixtes sur la figure 9, de sorte que la tension W à l'entrée du filtre 34 et du VCO 30 a la forme représentée aux lignes W0, W1 et W2 dans les trois cas VO, VI, V2 précités. On voit que le changement de la commande à l'entrée du VCO s'effectue selon une marche synchrone par rapport à la fréquence de comparaison fref, sans refléter le décalage dcp qu'a mesuré le comparateur de phase.  The switch 51 is open in the time interval framed by the two dashed lines in FIG. 9, so that the voltage W at the input of the filter 34 and the VCO 30 has the shape represented at the lines W0, W1 and W2 in the three cases VO, VI, V2 above. It can be seen that the change of the control at the input of the VCO is effected according to a synchronous step with respect to the comparison frequency fref, without reflecting the shift dcp measured by the phase comparator.

Ceci permet d'éviter les phénomènes parasites au sein du lobe de modulation du signal S en sortie du VCO 30.  This makes it possible to avoid parasitic phenomena within the signal modulation lobe S at the output of the VCO 30.

Dans l'exemple représenté sur la figure 9, les fronts actifs du signal de référence FREF sont des fronts descendants, et le signal de commande FC est une version de ce signal de référence déphasée d'un quart de cycle (t/2), l'interrupteur 51 étant ouvert lorsque FC est au niveau logique 0 et fermé lorsque FC est au niveau logique 1.  In the example shown in FIG. 9, the active edges of the reference signal FREF are falling edges, and the control signal FC is a version of this reference signal that is out of phase by a quarter cycle (t / 2). switch 51 is open when FC is at logic level 0 and closed when FC is at logic level 1.

Pour générer les signaux FREF et FC, on peut utiliser un circuit 54 auquel est appliqué un signal extérieur FEXT dont la fréquence fext est double de la fréquence de comparaison fref. Dans l'exemple de la figure 8, ce circuit 54 comporte deux bascules D 55, 56 respectivement cadencées par le signal FEXT et par son complément logique, produit par un inverseur 57. La bascule a sa sortie inverseuse est rebouclée sur son entrée D. Le signal de référence FREF est prélevé sur cette sortie inverseuse. La bascule 56 a son entrée D connectée à la sortie Q de la bascule 55, et sa sortie Q connectée à 30 une entrée d'une porte OU 58. L'autre entrée de cette porte OU reçoit un bit LD indiquant si la PLL est accrochée en fréquence (LD = 0) ou non accrochée en fréquence (LD = 1). Le signal de commande FC de l'interrupteur 51 est obtenu en sortie de la porte OU 58.  To generate the signals FREF and FC, it is possible to use a circuit 54 to which is applied an external signal FEXT whose frequency fext is twice the comparison frequency fref. In the example of FIG. 8, this circuit 54 comprises two D flip-flops 55, 56 respectively clocked by the signal FEXT and by its logical complement, produced by an inverter 57. The flip-flop with its inverting output is looped back on its input D. The reference signal FREF is taken from this inverting output. The flip-flop 56 has its input D connected to the Q output of flip-flop 55, and its output Q connected to an input of an OR gate 58. The other input of this OR gate receives a bit LD indicating whether the PLL is hooked in frequency (LD = 0) or not hooked in frequency (LD = 1). The control signal FC of the switch 51 is obtained at the output of the OR gate 58.

Lorsque la PLL est accrochée en fréquence, les signaux FEXT, FREF 5 et FC ont l'allure représentée sur les trois premières lignes de la figure 9, le signal FC permettant d'exclure les portions souhaitées du signal de tension V. Ce mode de fonctionnement est inhibé avant l'accrochage en fréquence de la PLL (LD = 1). La porte OU 58 empêche ainsi l'isolement entre le condensateur d'intégration 50 et le filtre passe-bas 34 dans les étapes de recherche d'accrochage en fréquence de la boucle. Cette disposition minimise la durée d'accrochage, et donc la vitesse de commutation du modulateur. Un contrôleur (non représenté) de la PLL peut déterminer simplement que la PLL est accrochée en fréquence par le fait que le front actif du signal de référence FREF tombe plusieurs fois de suite à l'intérieur de la fenêtre de mesure du comparateur de phase 32 et produire le bit LD en conséquence.  When the PLL is hooked up in frequency, the signals FEXT, FREF and FC have the appearance shown on the first three lines of FIG. 9, the signal FC making it possible to exclude the desired portions of the voltage signal V. This mode of operation is inhibited before the PLL frequency snap (LD = 1). The OR gate 58 thus prevents the isolation between the integration capacitor 50 and the low-pass filter 34 in the loop frequency-seeking steps of the loop. This arrangement minimizes the duration of attachment, and therefore the switching speed of the modulator. A controller (not shown) of the PLL can simply determine that the PLL is hooked in frequency by the fact that the active edge of the reference signal FREF falls several times in succession within the measurement window of the phase comparator 32 and produce the LD bit accordingly.

Le fait que le condensateur d'intégration 51 ait une capacité CM nettement inférieure à la capacité équivalente du filtre passe-bas 34 assure que le bruit thermique induit par la résistance Ron que présente l'interrupteur 51 à l'état fermé reste négligeable. Il est aisé d'optimiser les valeurs de Ron et 20 de CM de façon qu'elles correspondent à une constante de temps suffisamment faible pour assurer le transfert de la charge du condensateur 50 vers le filtre passe-bas 34 pendant une demi-période à la fréquence de comparaison fretÉ En pratique, les valeurs CM = 100 pF, Ron = 30 S2 et Cl + C2 > 10 nF conviennent pour des fréquences de comparaison de l'ordre 25 de la dizaine de MHz.  The fact that the integration capacitor 51 has a capacitance CM which is much smaller than the equivalent capacitance of the low-pass filter 34 ensures that the thermal noise induced by the resistor Ron that the switch 51 exhibits in the closed state remains negligible. It is easy to optimize the Ron and CM values so that they correspond to a time constant sufficiently low to transfer the charge from the capacitor 50 to the low pass filter 34 for half a period of time. In practice, the values CM = 100 pF, Ron = 30 S2 and Cl + C2> 10 nF are suitable for comparison frequencies of the order of ten MHz.

Claims (5)

REVENDICATIONS 1. Boucle à asservissement de phase, comprenant un oscillateur commandé (30) pour délivrer un signal à haute fréquence (S), un diviseur de fréquence (31) pour convertir le signal à haute fréquence en un signal à fréquence divisée (QA), un comparateur de phase (32) pour recevoir le signal à fréquence divisée et un signal de référence (FREF) et produire un signal de mesure (INVP, INVN) présentant, à chaque cycle du signal de référence, au moins une impulsion de durée dépendant d'un écart de phase entre le signal à fréquence divisée et le signal de référence, une pompe de charge (33) pour générer un courant de charge en réponse à chaque impulsion du signal de mesure, un condensateur d'intégration (50) ayant une borne recevant le courant de charge, un filtre passe-bas (34) pour commander l'oscillateur à partir de la tension à ladite borne du condensateur d'intégration, et un interrupteur (51) placé entre le filtre passe-bas et ladite borne du condensateur d'intégration et commandé de façon à isoler le filtre passe-bas du condensateur d'intégration pendant certaines au moins des impulsions du signal de mesure.  A phase locked loop comprising a controlled oscillator (30) for delivering a high frequency signal (S), a frequency divider (31) for converting the high frequency signal to a divided frequency signal (QA), a phase comparator (32) for receiving the divided frequency signal and a reference signal (FREF) and producing a measurement signal (INVP, INVN) having, at each cycle of the reference signal, at least one pulse of dependent duration of a phase difference between the divided frequency signal and the reference signal, a charge pump (33) for generating a charge current in response to each pulse of the measurement signal, an integrating capacitor (50) having a load current receiving terminal, a low pass filter (34) for controlling the oscillator from the voltage at said terminal of the integrating capacitor, and a switch (51) placed between the low pass filter and said condensate terminal ur of integration and controlled so as to isolate the low-pass filter of the integration capacitor during at least some of the pulses of the measurement signal. 2. Boucle à asservissement de phase selon la revendication 1, comprenant en outre des moyens (54) de production d'un signal de commande 20 dudit interrupteur (51), synchronisé avec le signal de référence (FREF).  The phase locked loop according to claim 1, further comprising means (54) for generating a control signal of said switch (51), synchronized with the reference signal (FREF). 3. Boucle à asservissement de phase selon la revendication 2, dans laquelle le signal de commande (FC) est produit comme une version du signal de référence (FREF) déphasée d'un quart de cycle.  The phase locked loop of claim 2, wherein the control signal (FC) is produced as a version of the reference signal (FREF) shifted by a quarter of a cycle. 4. Boucle à asservissement de phase selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle le condensateur d'intégration (50) a une capacité sensiblement inférieure à une capacité équivalente du filtre passe-bas (34).  A phase locked loop according to any one of the preceding claims, wherein the integrating capacitor (50) has a capacitance substantially less than an equivalent capacitance of the low pass filter (34). 5. Boucle à asservissement de phase selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant en outre des moyens (58) pour empêcher l'isolement entre le condensateur d'intégration (50) et le filtre passe-bas (34) dans une étape de recherche d'accrochage en fréquence de la boucle.  A phase locked loop according to any one of the preceding claims, further comprising means (58) for preventing isolation between the integrating capacitor (50) and the low pass filter (34) in a step search for frequency snapping of the loop.
FR0315414A 2003-12-24 2003-12-24 PHASE STACK LOOP Expired - Lifetime FR2864732B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR0315414A FR2864732B1 (en) 2003-12-24 2003-12-24 PHASE STACK LOOP

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR0315414A FR2864732B1 (en) 2003-12-24 2003-12-24 PHASE STACK LOOP

Publications (2)

Publication Number Publication Date
FR2864732A1 true FR2864732A1 (en) 2005-07-01
FR2864732B1 FR2864732B1 (en) 2006-08-11

Family

ID=34639618

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FR0315414A Expired - Lifetime FR2864732B1 (en) 2003-12-24 2003-12-24 PHASE STACK LOOP

Country Status (1)

Country Link
FR (1) FR2864732B1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1047196A1 (en) * 1999-04-21 2000-10-25 STMicroelectronics S.r.l. Method and circuit for minimizing glitches in phase locked loops
EP1241791A2 (en) * 2001-03-16 2002-09-18 Fujitsu Limited PLL frequency synthesizer
US20030057928A1 (en) * 2001-09-12 2003-03-27 Lin Jyh-Fong Clock and data recovery circuit and related methods
DE10210057A1 (en) * 2002-03-08 2003-09-18 Michael Pierschel Phase locked loop for frequency synthesis has noise signal suppression, filter capacitance is divided into two sub-capacitances, switch introduced between sub-capacitances opens during noise pulse

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1047196A1 (en) * 1999-04-21 2000-10-25 STMicroelectronics S.r.l. Method and circuit for minimizing glitches in phase locked loops
EP1241791A2 (en) * 2001-03-16 2002-09-18 Fujitsu Limited PLL frequency synthesizer
US20030057928A1 (en) * 2001-09-12 2003-03-27 Lin Jyh-Fong Clock and data recovery circuit and related methods
DE10210057A1 (en) * 2002-03-08 2003-09-18 Michael Pierschel Phase locked loop for frequency synthesis has noise signal suppression, filter capacitance is divided into two sub-capacitances, switch introduced between sub-capacitances opens during noise pulse

Also Published As

Publication number Publication date
FR2864732B1 (en) 2006-08-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0441684B1 (en) Phase lock circuit and resulting frequency multiplier
FR2498032A1 (en) BIT SYNCHRONIZER FOR DIGITAL SIGNALS
FR2882871A1 (en) LOW VOLTAGE CONTROLLED VOLTAGE CONTROL OSCILLATOR AND ASSOCIATED PHASE LOOP
FR2787651A1 (en) DIGITAL PHASE FREQUENCY DETECTOR
FR2473816A1 (en) LOOP LOCKING SYSTEM
FR2706229A1 (en) Process for improving the noise immunity of a phase locked loop and device implementing this method
FR3074624A1 (en) TEMPERATURE COMPENSATION OF A QUARTZ OSCILLATOR
EP0712641B1 (en) Method for adjusting an electrical parameter of an implantable medical device and apparatus for carrying out the method
FR2840469A1 (en) PHASE LOCK LOOP
EP0661816B1 (en) Single-loop frequency synthesizer and electronic assembly comprising such a synthesizer
EP1710916B1 (en) Phase-locked loop
FR3074623A1 (en) CONTROL OF A FREQUENCY ADAPTATION NETWORK OF A QUARTZ
EP0267422B1 (en) Method and device for assisting at phase-locked loop acquisition
FR2864732A1 (en) Phase locked loop for phase/frequency modulation, has low pass filter controlling oscillator using voltage at capacitor terminal, and switch, between filter and terminal, controlled to insulate filter from capacitor during pulse generation
FR3005815B1 (en) SYSTEM FOR GENERATING AN ANALOG SIGNAL
FR2875972A1 (en) Frequency synthesizer, e.g. for radio transceiver, has loop filter of fractional order to control oscillator based on measured phase difference between its divided frequency and that of reference frequency oscillator
EP1193879A1 (en) Low noise frequency synthesizer with rapid response and corresponding method for frequency synthesis
EP0326474B1 (en) Oscillator for measuring ambient magnetic fields
FR2829322A1 (en) Circuit for generating a pulse-width modulated signal of type Sigma-Delta, comprises a phase-locked loop to obtain an output signal of frequency independent of the pulse cyclic ratio
FR2567698A1 (en) METHOD AND MOUNT FOR DETECTING THE PHASE / FREQUENCY DIFFERENCE BETWEEN TWO DIGITAL INPUT SIGNALS AND APPLICATION
FR2492615A1 (en) COMBINATION AND FILTERING CIRCUIT FOR PHASE LOCK LOOP
EP0319415B1 (en) Quick low noise locking device of the frequency and phase of a signal with reference to a set signal
FR2864377A1 (en) Phase locked loop for phase or frequency modulation application, has phase comparator activating measurement signal during measurement time interval that is generated at duration defined by cycle count of high frequency signal
FR2552955A1 (en) METHOD FOR CONTROLLING THE FREQUENCY OF AN OSCILLATOR AND A CONTROL CIRCUIT WITH A PHASE-STACKING LOOP
FR2961977A1 (en) CONTROL METHOD AND SYSTEM FOR TIME-LOSS COMPENSATION IN PWM COMMAND

Legal Events

Date Code Title Description
CD Change of name or company name
CA Change of address

Effective date: 20130722

TP Transmission of property

Owner name: CASSIDIAN SAS, FR

Effective date: 20130722

CD Change of name or company name

Owner name: AIRBUS DS SAS, FR

Effective date: 20150106

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 13

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 14

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 15

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 17

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 18

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 19

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 20