JP2001077690A - クロック供給装置及び方法 - Google Patents

クロック供給装置及び方法

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JP2001077690A
JP2001077690A JP25105799A JP25105799A JP2001077690A JP 2001077690 A JP2001077690 A JP 2001077690A JP 25105799 A JP25105799 A JP 25105799A JP 25105799 A JP25105799 A JP 25105799A JP 2001077690 A JP2001077690 A JP 2001077690A
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clock signal
voltage
switching
selecting
control
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JP25105799A
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English (en)
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Takeshi Tomioka
健 富岡
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Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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  • Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)
  • Synchronisation In Digital Transmission Systems (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 位相が異なる基準クロック信号を切り替
えてもPLL回路の出力クロック信号に大きな周波数変
動が生じないようにすることができる。 【解決手段】 第1クロック選択回路101で選択され
た基準クロック信号CK0と比較クロック信号CKbと
の位相差を位相比較器105で求め、この位相差をルー
プフィルタ106で平滑化して制御電圧をVCO107
へ出力することによって、VCO107から制御電圧に
応じた周波数の出力クロック信号CKaを発振させ、こ
のクロック信号CKaを分周器108で分周して各種ク
ロック信号CKm及び比較クロック信号CKbを出力
し、そして、第2クロック選択回路102を切り替え、
この切り替えで選択された基準クロック信号CK1で分
周器108をプリセットした後に、第1クロック選択回
路101を第2クロック選択回路102と同様に切り替
える制御を切替制御回路103で行うようにする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、公衆網、専用網等
のディジタル通信網から送られてくるクロック信号を取
り込み、この取り込んだクロック信号に同期した所望周
波数のクロック信号を生成し、ディジタル通信機器等に
用いて好適なクロック供給装置及び方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、クロック供給装置及び方法として
は、特開平8−331677号公報及び特開平9−87
86号公報に記載されているものがある。
【0003】図3は、従来のクロック供給装置の構成を
示すブロック図である。
【0004】この図3に示すクロック供給装置は、クロ
ック選択回路301と、切替制御回路302と、位相比
較器303と、ループフィルタ304と、VCO(Volta
ge Controlled Oscillator)305と、分周器306と
を備えて構成されている。
【0005】但し、クロック選択回路301には、図示
せぬ複数のディジタル専用回線等に接続された網同期ク
ロック抽出ポートにより抽出された複数の8KHzの基
準クロック信号CK0,CK1,…,CKnが供給され
ているものとする。
【0006】このような構成において、クロック選択回
路301が、切替制御回路302の制御に応じて基準ク
ロック信号CK1を選択して位相比較器303へ出力す
ると、位相比較器303は、基準クロック信号CK0
と、分周器306から出力される8KHzの比較クロッ
ク信号CKbとの位相を比較し、この位相差信号をルー
プフィルタ304へ出力する。
【0007】ループフィルタ304は、位相差信号を平
滑化して直流電圧を抽出し、この電圧をVCO305へ
電圧制御信号として供給する。この供給によって、VC
O305から例えば32MHzのクロック信号CKaが
発振され、分周器306へ出力される。
【0008】分周器306は、そのクロック信号CKa
を分周することによって、通信装置内で必要な各種クロ
ック信号CKmを生成すると共に、比較クロック信号C
Kbを生成する。
【0009】このように、PLL(Phase Locked Loop)
回路構成によって、網同期クロック抽出ポートを選択出
来るようにすることにより、複数接続されている回線の
うちどれか一つの回線が障害などのため使用不可になっ
ても、別の回線からクロック信号CK0〜CKnの何れ
かを抽出することにより、網側のクロック信号CK0〜
CKnに同期した正確なクロック信号CKmを通信装置
に供給することができるようになっている。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
装置においては、網同期クロック抽出ポートから抽出す
るクロック信号CK0〜CKnの位相に相関性が無いた
め、クロック選択回路301でクロック信号CK0〜C
Knを切り替えた際に、PLL回路における基準比較位
相が跳躍し、PLL回路の出力手段である分周器306
から出力されクロック信号CKmに大きな周波数変動を
発生するという問題がある。
【0011】クロック信号CKmの周波数が変動する
と、そのクロック信号CKmが供給される回路に悪影響
を及ぼすという問題がある。
【0012】本発明はかかる点に鑑みてなされたもので
あり、位相が異なる基準クロック信号を切り替えてもP
LL回路の出力クロック信号に大きな周波数変動が生じ
ないようにすることができるクロック供給装置及び方法
を提供することを目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】本発明のクロック供給装
置は、第1及び第2選択手段で複数の基準クロック信号
の何れかを選択し、前記第1選択手段で選択された基準
クロック信号と比較クロック信号を位相同期させた後、
前記第2選択手段を切り替え、この切り替えで選択され
た基準クロック信号に前記比較クロック信号の位相を同
期させた後、前記第1選択手段を前記第2選択手段と同
様に切り替える機能、を具備する構成を採る。
【0014】この構成によれば、基準クロック信号の切
り替え時には、既に比較クロック信号の位相が切り替え
先の基準クロック信号の位相と同じとなっているので、
基準クロック信号を切り替えても、電圧制御発振手段の
出力クロック信号の周波数は殆ど変動することが無くな
る。
【0015】本発明のクロック供給装置は、複数の基準
クロック信号の何れかを選択する第1及び第2選択手段
と、前記第1選択手段で選択された基準クロック信号と
比較クロック信号との位相差を求める位相比較手段と、
前記位相差を平滑化して制御電圧を出力するループフィ
ルタ手段と、前記制御電圧に応じた周波数の出力クロッ
ク信号を発振する電圧制御発振手段と、前記出力クロッ
ク信号を分周して前記比較クロック信号を出力する分周
手段と、前記第2選択手段を切り替え、この切り替えで
選択された基準クロック信号で前記分周手段をプリセッ
トした後に、前記第1選択手段を前記第2選択手段と同
様に切り替える制御を行う制御手段と、を具備する構成
を採る。
【0016】この構成によれば、基準クロック信号の切
り替え時には、分周手段のプリセットにより既に比較ク
ロック信号の位相が切り替え先の基準クロック信号の位
相と同じとなっているので、基準クロック信号を切り替
えても、電圧制御発振手段の出力クロック信号の周波数
は殆ど変動することがなく、これによって、分周手段か
ら出力される各種クロック信号の周波数も殆ど変動する
ことが無くなる。
【0017】本発明のクロック供給装置は、上記構成に
おいて、位相同期制御の安定時に電圧制御発振手段に供
給される制御電圧と同等の基準電圧を発生する電圧発生
手段と、前記基準電圧とループフィルタ手段の出力制御
電圧との何れかを選択して前記電圧制御発振手段へ出力
する第3選択手段とを有し、制御手段は、前記第3選択
手段が前記基準電圧を選択するように切り替えた後に、
第2選択手段を切り替え、この切り替えで選択された基
準クロック信号で前記分周手段をプリセットし、この後
に前記第1選択手段を前記第2選択手段と同様に切り替
え、この後に前記第3選択手段が前記ループフィルタ手
段の出力制御電圧を選択する制御を行う構成を採る。
【0018】この構成によれば、上記何れかの構成と同
様の作用効果に加え、切り替え時に発生する位相比手段
の出力の僅かな擾乱をも除去することができ、基準クロ
ック信号を位相の異なる基準クロック信号に切り替えた
場合にでも、電圧制御発振手段の出力クロック信号を更
に安定させることができる。
【0019】本発明のクロック供給装置は、上記構成に
おいて、複数の基準クロック信号は、複数の通信回線か
ら送信されてくる同周波数の網同期クロック信号である
構成を採る。
【0020】この構成によれば、各々位相の異なる網同
期クロック信号であっても第1の態様乃至第3の態様い
ずれかと同様の作用効果を得ることができる。
【0021】本発明の通信装置は、上記何れかの構成と
同様のクロック供給装置を具備する構成を採る。
【0022】この構成によれば、通信装置において、上
記何れかの構成と同様の作用効果を得ることができる。
【0023】本発明のクロック供給方法は、第1及び第
2選択手段で複数の基準クロック信号の何れかを選択
し、前記第1選択手段で選択された基準クロック信号と
比較クロック信号との位相比較によって位相差を求め、
この求められた位相差を平滑化して得た制御電圧を電圧
制御発振手段に印加して出力クロック信号を発生し、こ
の発生した出力クロック信号を分周手段で分周して前記
比較クロック信号を求め、前記第2選択手段を切り替
え、この切り替えで選択された基準クロック信号で前記
分周手段をプリセットした後に、前記第1選択手段を前
記第2選択手段と同様に切り替えるようにした。
【0024】この方法によれば、基準クロック信号の切
り替え時には、分周手段のプリセットにより既に比較ク
ロック信号の位相が切り替え先の基準クロック信号の位
相と同じとなっているので、基準クロック信号を切り替
えても、電圧制御発振手段の出力クロック信号の周波数
は殆ど変動することがなく、これによって、分周手段か
ら出力される各種クロック信号の周波数も殆ど変動する
ことが無くなる。
【0025】本発明のクロック供給方法は、上記方法に
おいて、位相同期制御の安定時に電圧制御発振手段に供
給される制御電圧と同等の基準電圧を発生し、この発生
した基準電圧を選択して電圧制御発振手段へ出力した後
に、第2選択手段を切り替え、この切り替え時に選択さ
れた基準クロック信号で前記分周手段をプリセットし、
この後に前記第1選択手段を前記第2選択手段と同様に
切り替え、この後に前記基準電圧に代え、位相差を平滑
化して得た制御電圧を前記電圧制御発振手段へ出力する
ようにした。
【0026】この方法によれば、上記何れかの方法と同
様の作用効果に加え、切り替え時に発生する位相比手段
の出力の僅かな擾乱をも除去することができ、基準クロ
ック信号を位相の異なる基準クロック信号に切り替えた
場合にでも、電圧制御発振手段の出力クロック信号を更
に安定させることができる。
【0027】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照して詳細に説明する。
【0028】(実施の形態1)図1は、本発明の実施の
形態1に係るクロック供給装置の構成を示すブロック図
である。
【0029】この図1に示す実施の形態1のクロック供
給装置100は、ディジタル通信装置などに用いられる
ものであり、第1及び第2クロック選択回路101,1
02と、切替制御回路103と、位相プリセット制御ス
イッチ104と、位相比較器105と、ループフィルタ
106と、VCO107と、分周器108とを備えて構
成されている。
【0030】即ち、位相比較器105、ループフィルタ
106、VCO107及び分周器108によってPLL
回路が構成されている。
【0031】また、第1及び第2クロック選択回路10
1,102には、図示せぬ複数のディジタル専用回線等
に接続された網同期クロック抽出ポートにより抽出され
た各々位相が異なる複数の基準クロック信号CK0,C
K1,…,CKnが供給されているものとする。また、
基準クロック信号CK0〜CKnは、全て8KHzであ
るとする。
【0032】第1及び第2クロック選択回路101,1
02は、切替制御回路103の切替制御に応じて基準ク
ロック信号CK0〜CKnの何れかを選択するものであ
る。
【0033】位相比較器105は、第1クロック選択回
路101で選択された例えば基準クロック信号CK0
と、分周器108から出力される8KHzの比較クロッ
ク信号CKbとの位相を比較し、この位相差信号をルー
プフィルタ106へ出力するものである。
【0034】ループフィルタ106は、その位相差信号
を平滑化して直流電圧を出力し、この電圧をVCO10
7へ電圧制御信号として供給するものである。
【0035】VCO107は、ループフィルタ106か
らの電圧に応じた周波数、例えば32MHzのクロック
信号CKmを発振して分周器108へ出力するものであ
る。
【0036】分周器108は、そのクロック信号CKa
を分周することによって、通信装置内で必要な各種クロ
ック信号CKmを生成すると共に、比較クロック信号C
Kbを生成するものである。
【0037】位相プリセット制御スイッチ104は、切
替制御回路103の切替制御に応じてオン/オフ動作を
行い、第2クロック選択回路102で選択された例えば
クロック信号CK0を、分周器108の位相プリセット
信号PRとして出力するものである。
【0038】位相プリセット信号PRによる分周器10
8のプリセットは一度だけ行われるようになっている。
これは、切替制御回路103が位相プリセット制御スイ
ッチ104をオン/オフ制御することによって行われる
ようになっている。
【0039】切替制御回路103は、第1クロック選択
回路101を切り替える前に、第2クロック選択回路1
02を切り替えると共に、位相プリセット制御スイッチ
104をオン状態とし、これによって分周器108がプ
リセットされた直後に、位相プリセット制御スイッチ1
04をオフとすると共に、第1クロック選択回路101
を第2クロック選択回路102と同様に切り替える制御
を行うものである。
【0040】このような構成のクロック供給装置100
において、例えば第1及び第2クロック選択回路10
1,102が基準クロック信号CK0を選択しており、
位相プリセット制御スイッチ104がオフ状態となって
いるものとする。
【0041】このような状態において、基準クロック信
号CK0からCK1に切り替えを行う場合、まず、切替
制御回路103の切替制御によって、第2クロック選択
回路102が基準クロック信号CK1を選択するように
切り替えると共に、位相プリセット制御スイッチ104
をオンとする。
【0042】これによって、分周器108が基準クロッ
ク信号CK1による位相プリセット信号PRによってプ
リセットされ、比較クロック信号CKbが基準クロック
信号CK1と同位相となる。
【0043】この同位相となるタイミングで、切替制御
回路103が、位相プリセット制御スイッチ104をオ
フとすると共に、第1クロック選択回路101が基準ク
ロック信号CK1を選択するように切替制御を行う。
【0044】これによって、位相比較器105に基準ク
ロック信号CK1が供給される。この時、基準クロック
信号CK1と同位相の比較クロック信号CKbが供給さ
れるので、その位相差は殆ど無い状態となっている。
【0045】このように、実施の形態1のクロック供給
装置100によれば、第1クロック選択回路101で選
択された基準クロック信号CK0と比較クロック信号C
Kbとの位相差を位相比較器105で求め、この位相差
をループフィルタ106で平滑化して制御電圧をVCO
107へ出力することによって、VCO107から制御
電圧に応じた周波数の出力クロック信号CKaを発振さ
せ、このクロック信号CKaを分周器108で分周して
各種クロック信号CKm及び比較クロック信号CKbを
出力し、そして、第2クロック選択回路102を切り替
え、この切り替えで選択された基準クロック信号CK1
で分周器108をプリセットした後に、第1クロック選
択回路101を第2クロック選択回路102と同様に切
り替える制御を切替制御回路103で行うように構成し
た。
【0046】これによって、基準クロック信号CK0か
らCK1への切り替え時には、分周器108のプリセッ
トにより既に比較クロック信号CKbの位相が切り替え
先の基準クロック信号CK1の位相と同じとなっている
ので、基準クロック信号を切り替えても、VCO107
の出力クロック信号CKaの周波数は殆ど変動すること
がなく、これによって、分周器108から出力される各
種クロック信号CKmの周波数も殆ど変動することが無
くなる。
【0047】これによって、クロック信号CKmが供給
される回路に悪影響を及ぼすといったことが無くなる。
【0048】(実施の形態2)図2は、本発明の実施の
形態2に係るクロック供給装置の構成を示すブロック図
である。但し、この図2に示す実施の形態2において図
1の実施の形態1の各部に対応する部分には同一符号を
付し、その説明を省略する。
【0049】この図2に示す実施の形態2のクロック供
給装置200が実施の形態1と異なる点は、実施の形態
1の構成要素の他に、基準電圧を発生する基準電圧発生
回路201と、基準電圧とループフィルタ106から出
力される電圧との何れかを、切替制御回路202の切替
制御に応じて切り替え、VCO107へ出力する切替ス
イッチ203とを備えて構成したことにある。
【0050】但し、基準電圧とは、各基準クロック信号
CK0〜CKn供給時のPLL回路安定時にVCO10
7の電圧制御端子に供給されている電圧の平均値と同じ
ものである。
【0051】また、切替制御回路202は、第1クロッ
ク選択回路101を切り替える前に、基準電圧がVCO
107へ出力されるように切替スイッチ203を切り替
え、次に、第2クロック選択回路102を切り替えると
共に、位相プリセット制御スイッチ104をオン状態と
し、これによって分周器108がプリセットされた直後
に、位相プリセット制御スイッチ104をオフとすると
共に、第1クロック選択回路101を第2クロック選択
回路102と同様に切り替え、この後、切替スイッチ2
03がループフィルタ106の出力電圧をVCO107
へ出力するように切り替える制御を行うようになってい
る。
【0052】このような構成のクロック供給装置200
において、例えば第1及び第2クロック選択回路10
1,102が基準クロック信号CK0を選択しており、
位相プリセット制御スイッチ104がオフ状態、切替ス
イッチ203がループフィルタ106からの電圧をVC
O107へ出力する状態となっているものとする。
【0053】このような状態において、基準クロック信
号CK0からCK1に切り替えを行う場合、まず、切替
制御回路103によって、切替スイッチ203が基準電
圧発生回路201からの基準電圧をVCO107へ出力
するように切り替え制御を行う。
【0054】次に、切替制御回路103が、第2クロッ
ク選択回路102が基準クロック信号CK1を選択する
ように切り替えると共に、位相プリセット制御スイッチ
104をオンとする。
【0055】これによって、分周器108が基準クロッ
ク信号CK1による位相プリセット信号PRによってプ
リセットされ、比較クロック信号CKbが基準クロック
信号CK1と同位相となる。
【0056】この同位相となるタイミングで、切替制御
回路103が、位相プリセット制御スイッチ104をオ
フとすると共に、第1クロック選択回路101が基準ク
ロック信号CK1を選択するように切替制御を行う。
【0057】これによって、位相比較器105に基準ク
ロック信号CK1が供給され、この時、基準クロック信
号CK1と同位相の比較クロック信号CKbが供給され
るので、その位相差は殆ど無い状態となっている。
【0058】この後、切替スイッチ203がループフィ
ルタ106の出力電圧をVCO107へ出力する切替制
御を行う。
【0059】このように、実施の形態2のクロック供給
装置200によれば、位相同期制御の安定時にVCO1
07に供給される制御電圧と同等の基準電圧を発生する
基準電圧発生回路201と、基準電圧とループフィルタ
106の出力制御電圧との何れかを選択してVCO10
7へ出力する切替スイッチ203とを有し、切替制御回
路202が、切替スイッチ203が基準電圧を選択する
ように切り替えた後に、第2クロック選択回路102を
切り替え、この切り替えで選択された基準クロック信号
CK1で分周器108をプリセットし、この後に第1ク
ロック選択回路101を第2クロック選択回路102と
同様に切り替え、この後に切替スイッチ203がループ
フィルタ106の出力制御電圧を選択する制御を行うよ
うにした。
【0060】これによって、基準クロック信号CK0か
らCK1への切り替え時に、基準電圧がVCO107に
制御電圧として供給されるので、VCO107の出力ク
ロック信号CKaの周波数が安定し、この間に、分周器
108がプリセットされることにより比較クロック信号
CKbの位相が切り替え先の基準クロック信号CK1の
位相と同じとされた後、ループフィルタ106の出力制
御電圧が選択されてVCO107に供給されるので、基
準クロック信号を切り替えても、VCO107の出力ク
ロック信号CKaの周波数は殆ど変動することがなく、
これによって、分周器108から出力される各種クロッ
ク信号CKmの周波数も殆ど変動することが無くなる。
【0061】即ち、実施の形態1の効果に加え、切り替
え時に発生する位相比較器105の出力の僅かな擾乱を
も除去することができ、基準クロック信号CK0〜CK
nを、位相の異なる網クロック信号に切り替えた場合に
でも、VCO107の出力クロック信号CKa更に安定
させることができる。
【0062】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
位相が異なる基準クロック信号を切り替えてもPLL回
路の出力クロック信号に大きな周波数変動が生じないよ
うにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態1に係るクロック供給装置
の構成を示すブロック図
【図2】本発明の実施の形態2に係るクロック供給装置
の構成を示すブロック図
【図3】従来のクロック供給装置の構成を示すブロック
【符号の説明】
100,200 クロック供給装置 101 第1クロック選択回路 102 第2クロック選択回路 103,202 切替制御回路 104 位相プリセット制御スイッチ 105 位相比較器 106 ループフィルタ 107 VCO 108 分周器 201 基準電圧発生回路 203 切替スイッチ CK0〜CKn 基準クロック信号 CKa VCO107の発振クロック信号 CKb 比較クロック信号 CKm 各種出力クロック信号 PR 位相プリセット信号

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 第1及び第2選択手段で複数の基準クロ
    ック信号の何れかを選択し、前記第1選択手段で選択さ
    れた基準クロック信号と比較クロック信号を位相同期さ
    せた後、前記第2選択手段を切り替え、この切り替えで
    選択された基準クロック信号に前記比較クロック信号の
    位相を同期させた後、前記第1選択手段を前記第2選択
    手段と同様に切り替える機能、を具備することを特徴と
    するクロック供給装置。
  2. 【請求項2】 複数の基準クロック信号の何れかを選択
    する第1及び第2選択手段と、前記第1選択手段で選択
    された基準クロック信号と比較クロック信号との位相差
    を求める位相比較手段と、前記位相差を平滑化して制御
    電圧を出力するループフィルタ手段と、前記制御電圧に
    応じた周波数の出力クロック信号を発振する電圧制御発
    振手段と、前記出力クロック信号を分周して前記比較ク
    ロック信号を出力する分周手段と、前記第2選択手段を
    切り替え、この切り替えで選択された基準クロック信号
    で前記分周手段をプリセットした後に、前記第1選択手
    段を前記第2選択手段と同様に切り替える制御を行う制
    御手段と、を具備することを特徴とするクロック供給装
    置。
  3. 【請求項3】 位相同期制御の安定時に電圧制御発振手
    段に供給される制御電圧と同等の基準電圧を発生する電
    圧発生手段と、前記基準電圧とループフィルタ手段の出
    力制御電圧との何れかを選択して前記電圧制御発振手段
    へ出力する第3選択手段とを有し、制御手段は、前記第
    3選択手段が前記基準電圧を選択するように切り替えた
    後に、第2選択手段を切り替え、この切り替えで選択さ
    れた基準クロック信号で前記分周手段をプリセットし、
    この後に前記第1選択手段を前記第2選択手段と同様に
    切り替え、この後に前記第3選択手段が前記ループフィ
    ルタ手段の出力制御電圧を選択する制御を行うことを特
    徴とする請求項2記載のクロック供給装置。
  4. 【請求項4】 複数の基準クロック信号は、複数の通信
    回線から送信されてくる同周波数の網同期クロック信号
    であることを特徴とする請求項1乃至請求項3いずれか
    に記載のクロック供給装置。
  5. 【請求項5】 請求項1乃至請求項4いずれかに記載の
    クロック供給装置を具備することを特徴とする通信装
    置。
  6. 【請求項6】 第1及び第2選択手段で複数の基準クロ
    ック信号の何れかを選択し、前記第1選択手段で選択さ
    れた基準クロック信号と比較クロック信号との位相比較
    によって位相差を求め、この求められた位相差を平滑化
    して得た制御電圧を電圧制御発振手段に印加して出力ク
    ロック信号を発生し、この発生した出力クロック信号を
    分周手段で分周して前記比較クロック信号を求め、前記
    第2選択手段を切り替え、この切り替えで選択された基
    準クロック信号で前記分周手段をプリセットした後に、
    前記第1選択手段を前記第2選択手段と同様に切り替え
    ることを特徴とするクロック供給方法。
  7. 【請求項7】 位相同期制御の安定時に電圧制御発振手
    段に供給される制御電圧と同等の基準電圧を発生し、こ
    の発生した基準電圧を選択して電圧制御発振手段へ出力
    した後に、第2選択手段を切り替え、この切り替え時に
    選択された基準クロック信号で前記分周手段をプリセッ
    トし、この後に前記第1選択手段を前記第2選択手段と
    同様に切り替え、この後に前記基準電圧に代え、位相差
    を平滑化して得た制御電圧を前記電圧制御発振手段へ出
    力することを特徴とする請求項6記載のクロック供給方
    法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2019077673A1 (ja) * 2017-10-17 2019-04-25 三菱電機株式会社 信号源

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