JP2001237694A - ホールドオーバ機能付きpll回路 - Google Patents

ホールドオーバ機能付きpll回路

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JP2001237694A
JP2001237694A JP2000042587A JP2000042587A JP2001237694A JP 2001237694 A JP2001237694 A JP 2001237694A JP 2000042587 A JP2000042587 A JP 2000042587A JP 2000042587 A JP2000042587 A JP 2000042587A JP 2001237694 A JP2001237694 A JP 2001237694A
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JP2000042587A
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Masayuki Takami
昌之 高見
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Toshiba Corp
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Toshiba Corp
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  • Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)
  • Time-Division Multiplex Systems (AREA)
  • Synchronisation In Digital Transmission Systems (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 回路規模小型化、コスト低減のホールドオー
バ機能PLL回路を提供。 【解決手段】 入力断検出回路11、12と、基準クロ
ックのいずれかを選択しPLL回路の位相比較回路15
へ出力するセレクタ13と、位相比較回路15の出力を
平滑化するループフィルタ16と、ホールド動作用のA
/D変換器32とディジタル処理部33とD/A変換器
34と、前記ループフィルタ16の出力とD/A変換器
34の出力とのいずれかを選択する切替回路31と、入
力断検出回路11、12の検出結果に基づきセレクタ1
3と切替回路31を制御する切替制御回路30と、切替
回路31を介してループフィルタ16又はD/A変換器
34の出力を受ける電圧制御発振器17と、この電圧制
御発振器17の出力を分周して前記位相比較回路15へ
出力する分周回路18とを具備する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、例えばSDH(S
ynchronous Digital Hierarchy )規格またはSONET
(Synchronous Optical Network )に準拠する伝送装置
に関し、特にITU−T勧告G.841に規定されるA
PSバイトを用いて自律的に伝送路切り替えを行う伝送
装置におけるホールドオーバ機能付きPLL回路の改良
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、世界的に統一されたユーザ網イン
タフェースに基づく広帯域ISDNの展開が求められ、
各種の高速サービスや既存の低速サービスを統一的に多
重化するための規格、すなわちSDH(米国ではSON
ETと称される。両者は厳密には異なるが、155.5
2Mb/s以降のステージでは同一の規格であるため、
相互接続が可能である。以下の文章ではSDHとして説
明を行うが、SONETも含むものとする。)が標準化
されている。これを受けて、各国に設置されたSDH伝
送装置を大容量の光海底ケーブル等で接続した国際間ネ
ットワークに関する技術開発が今盛んに行われている。
【0003】このような国際間SDHネットワークで
は、図4に示すように、複数の伝送装置(ノード:No
de)a〜fを、現用系SL(実線)および予備系PL
(点線)に二重化された伝送路でリング状に接続する形
態がとられる。また、現用系および予備系の各伝送路
は、それぞれ時計回り(Clockwise :CW)および反時
計回り(Counter Clockwise :CCW)の回線を有して
おり、障害発生時には、これらの伝送路を切り替えるこ
とで伝送信号の救済を行うようになっている。
【0004】SDH伝送システムにおける障害発生時の
伝送路の切り替え手順は、ITU−T勧告G.841に
おいて詳細に規定されている。障害発生の際には、各ノ
ードは上記勧告に従い、SDH伝送フレームのセクショ
ンオーバーヘッド(SOH)に定義されたAPS(Autom
atic Protection Switching)バイト(K1・K2バイ
ト)の書き換えおよび授受を行うことで、自律的に伝送
路切り替えを実行する。
【0005】ここでは、各ノードa−b間、b−c間、
c−d間、d−e間、e−f間、f−a間をそれぞれセ
グメント(Segment )A、B、C、D、E、Fとする。
図4において、各ノードa〜fは、現用系伝送路SLお
よび予備系伝送路PLを介して伝送される情報のうちの
任意の情報を取り出し、低速回線MLを介して多重化装
置(或いは交換機)Swなどの低位の通信装置のそれぞ
れにドロップすると共に、各多重化装置Swから送られ
る情報を現用系伝送路SLまたは予備系伝送路PLにア
ッドするものである。ここで、各多重化装置Swは、さ
らに低位の加入者線交換機などの設備(符号付せず)に
接続されている。
【0006】ここで現用系伝送路SLおよび予備系伝送
路PLは、例えばSDHにおいて標準化されているST
M−16などの多重回線で、各ノードa〜f間でそれぞ
れ設定される通信パスで伝送される信号が時分割多重さ
れている。例えばノードaでは、他のノードから隣のノ
ードであるノードfを介して伝送された高速の時分割多
重信号を受信し、自ノード宛のチャネルを現用系伝送路
SL(予備系伝送路PL)から分離(ドロップ)して低
速回線MLに出力する。そして、自ノード宛でない他の
チャネルの時分割多重信号に、自ノードの低速回線ML
から伝送されてきた信号を多重(アッド)して、隣のノ
ードであるノードbに対して高速時分割多重信号を出力
する。また、逆方向の伝送信号であるノードbから伝送
された高速多重時分割信号も同様に、自ノードの低速回
線MLに多重/分離(アッド/ドロップ)を行って、ノ
ードfに出力するようになっている。
【0007】図5に、各ノードa〜fの主要部構成を示
す。すなわち各ノードa〜fは、アッド・ドロップ・マ
ルチプレクサ(ADM)で構成されている。現用系伝送
路SL(予備系伝送路PL)を介して伝送される同期伝
送データを現用系インタフェース部(I/F)2、予備
系インタフェース部(I/F)3を介してTSA部(ま
たはMSW部)1に導入し、更に低速インタフェース部
(I/F)4を介して低速回線ML側にドロップする。
上記においてTSA部は、Time Slot Assignment部であ
り、またMSW部は、Matrix Switch である。また、低
速回線ML側から入力される同期伝送データを、低速イ
ンタフェース部4を介してTSA1に導入し、現用系伝
送路SL(予備系伝送路PL)に多重するものである。
【0008】TSA1に対する動作制御は、各インタフ
ェース部(I/F)2、3から与えられる情報に基づき
制御部5により行なわれる。この制御部5は、各種制御
に係わるプログラムおよびデータを記憶部6に記憶して
いる。
【0009】また、クロック供給部7が設けられてお
り、TSA1、各現用系予備系インタフェース部(I/
F)2、3及び低速インタフェース部(I/F)4に対
して信号の伝送等に用いる基準クロックをクロック供給
部7から供給している。
【0010】従来、例えば各現用系予備系インタフェー
ス部(I/F)2、3等においては、上記クロック供給
部7から送られる複数の基準クロックを用いて、図6に
示されるようなPLL回路により所要のクロックを得て
いる。
【0011】上記クロック供給部7から送られた2つの
基準クロックCK1、CK2が入力断検出回路11、1
2及びセレクタ13に入力される。セレクタ13は切替
制御回路14の制御により上記2つの基準クロックCK
1、CK2のいずれかを通過させ、通過した基準クロッ
クは位相比較回路15へ到る。
【0012】位相比較回路15、ループフィルタ16、
電圧制御発振器17、分周回路18により形成されるル
ープは通常のPLL(フェーズ・ロック・ループ)であ
り、この従来例においては、ループフィルタ16と電圧
制御発振器17の間に、A/D変換器21、ラッチ回路
22、D/A変換器23を設けている。
【0013】上記の回路では、例えば、当初において基
準クロックCK1をセレクタ13により選択して動作を
行っているときに、入力断検出回路11により基準クロ
ックCK1の入力断が検出されたとする。これを受けた
切替制御回路14がラッチ回路22のラッチ動作を停止
させて、その段階でラッチ回路22に保持されているA
/D変換器21の出力がD/A変換器23へ送出される
ようにする。この結果、PLLのループは断たれて電圧
制御発振器17はラッチ回路22に保持されたループフ
ィルタ16の出力電圧に対応する周波数にて発振を行う
ホールド状態へ遷移する。
【0014】上記の後に切替制御回路14は、セレクタ
13を制御して基準クロックCK2を選択させると共
に、ラッチ回路22によるラッチ動作を再開させて、P
LLのループを復旧させる。
【0015】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来のPLL回路によると、A/D変換器21、
ラッチ回路22、D/A変換器23はPLLループに組
み込まれており、これらの動作速度が遅い場合にはルー
プ内遅延等の影響により設計上のループ帯域に制限を受
けることになる。そこで、従来は、上記A/D変換器2
1、ラッチ回路22、D/A変換器23として、高速動
作を行うものを採用しており、装置が高価となり、また
回路規模の大型化を招くという問題点があった。
【0016】本発明は上記のような従来のPLL回路が
有する問題点を解決せんとしてなされたもので、その目
的は、ホールドオーバのための構成を有しながら、回路
規模の大型化を抑制でき、コストも低減することのでき
るホールドオーバ機能付きPLL回路を提供することで
ある。
【0017】
【課題を解決するための手段】本発明に係るホールドオ
ーバ機能付きPLL回路は、複数の基準クロックを受け
てそれぞれの入力断を検出する入力断検出回路と、前記
複数の基準クロックのいずれかを選択してPLL回路の
位相比較回路へ出力する第1の選択手段と、前記位相比
較回路の出力を受けて平滑化を行うループフィルタと、
このループフィルタの出力を受けてディジタル変換を行
うA/D変換器と、このA/D変換器の出力を記憶し、
出力する記憶手段と、この記憶手段に対し記憶の指示を
与える指示手段と、前記記憶手段の出力をアナログ信号
へ変換するD/A変換器と、前記ループフィルタの出力
と前記D/A変換器の出力とのいずれか一方を選択する
第2の選択手段と、前記第2の選択手段を介して到来す
る前記ループフィルタの出力電圧に応じた周波数の信号
を出力する電圧制御発振器と、この電圧制御発振器の出
力を分周して前記位相比較回路へ出力する分周回路と、
前記第1の選択手段の出力と前記分周回路の出力の位相
差を検出する位相検出回路と、前記入力断検出回路の検
出結果と前記位相検出回路の検出結果に基づき前記第1
の選択手段及び前記第2の選択手段の選択動作を制御す
る制御手段とを具備することを特徴とする。これによっ
て、ループフィルタの出力を直接に電圧制御発振器へ与
える経路と、A/D変換器の出力を記憶した記憶手段の
出力がD/A変換器を介して電圧制御発振器へ与えられ
る経路との選択が第2の選択手段においてなされ、通常
時とホールドオーバのための経路の切替えがなされる。
【0018】本発明に係るホールドオーバ機能付きPL
L回路は、複数の基準クロックを受けてそれぞれの入力
断を検出する入力断検出回路と、前記複数の基準クロッ
クのいずれかを選択してPLL回路の位相比較回路へ出
力する第1の選択手段と、前記位相比較回路の出力を受
けて平滑化を行う可変利得ループフィルタと、この可変
利得ループフィルタの出力を受けてディジタル変換を行
うA/D変換器と、このA/D変換器の出力を記憶し、
出力する記憶手段と、前記記憶手段の出力をアナログ信
号へ変換するD/A変換器と、前記可変利得ループフィ
ルタの出力と前記D/A変換器の出力とのいずれか一方
を選択する第2の選択手段と、前記第2の選択手段を介
して到来する前記可変利得ループフィルタの出力電圧に
応じた周波数の信号を出力する電圧制御発振器と、この
電圧制御発振器の出力を分周して前記位相比較回路へ出
力する分周回路と、前記分周回路の出力と前記第1の選
択手段の出力との位相差を検出する位相検出回路と、前
記第2の選択手段により前記D/A変換器の出力から前
記可変利得ループフィルタの出力へ切り替える際に、前
記位相検出回路により検出された位相差に基づき前記可
変利得ループフィルタの利得制御を行う利得制御手段
と、前記入力断検出回路の検出結果と、前記第1の選択
手段の出力と前記位相検出回路により検出された位相差
に基づき前記第1の選択手段及び前記第2の選択手段の
選択動作を制御する制御手段とを具備することを特徴と
する。これにより第2の選択手段により前記D/A変換
器の出力から前記ループフィルタの出力へ切り替える際
に、分周回路の出力と第1の選択手段の出力との位相差
を検出する位相検出回路の検出結果である位相差に基づ
き前記可変利得ループフィルタの利得制御が行われ、切
り替え時の安定動作が確保される。
【0019】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の実施の形態に係るホールドオーバ機能付きPLL回路
を説明する。各図において同一の構成要素には同一の符
号を付して重複する説明を省略する。図1にホールドオ
ーバ機能付きPLL回路の第1の実施の形態を示す。図
5にて説明したクロック供給部7から送られた2つの基
準クロックCK1、CK2が入力断検出回路11、12
及びセレクタ13に入力される。セレクタ13は切替制
御回路30の制御により上記2つの基準クロックCK
1、CK2のいずれかを通過させ、通過した基準クロッ
クは位相検出回路42で位相差が検出されるために分岐
した後に位相比較回路15へ到る。
【0020】位相比較回路15、ループフィルタ16、
電圧制御発振器17、分周回路18により形成されるル
ープは通常のPLL(フェーズ・ロック・ループ)であ
る。この第1の実施の形態においては、ループフィルタ
16の出力を分岐して、一方は切替回路31へ送り、他
方をA/D変換器32へ送るように構成している。上記
切替回路31は、例えば、サンプリングホールド回路が
用いられる。A/D変換器32の出力側にはディジタル
処理部33が接続され、ディジタル処理部33の出力側
にはD/A変換器34が接続されている。ここにおい
て、ディジタル処理部33は、例えば、プロセッサとメ
モリ等からなり、A/D変換器32の出力の記憶、フィ
ルタリング、出力の利得制御等を行う。
【0021】切替回路31により選択されたループフィ
ルタ16の出力またはD/A変換器34の出力は電圧制
御発振器17へ与えられる。切替制御回路30は、セレ
クタ13へ切替指示信号を与え、ディジタル処理部33
へA/D変換器32の出力を取り込み記憶する指示信号
を与え、切替回路31へ切替指示信号を与える。
【0022】以上のように構成された回路の動作を説明
する。当初において切替制御回路30は、基準クロック
CK1をセレクタ13により選択し、ループフィルタ1
6の出力が電圧制御発振器17へ到るように切替回路3
1を制御している。このとき、位相比較回路15では、
基準クロックCK1と分周回路18により分周された所
定周波数の信号との位相比較が行われ、位相差に対応す
る信号をループフィルタ16へ出力する。ループフィル
タ16は、位相比較回路15から出力された信号のノイ
ズ除去及び平滑化を行う。ループフィルタ16の出力は
切替回路31を介して電圧制御発振器17へ到る。電圧
制御発振器17は入力電圧に応じた周波数で発振を行
い、この信号を出力する。
【0023】電圧制御発振器17が発生した信号は分周
回路18において所定分周を受けて所定の周波数とされ
位相比較回路15へ与えられる。このようなPLL動作
が行われているときに、入力断検出回路11により基準
クロックCK1の入力断が検出されたとする。すると、
切替制御回路30はディジタル処理部33へA/D変換
器32の出力の記憶を指示し、切替回路31へ指示を与
えてD/A変換器34の出力を選択させる。
【0024】ディジタル処理部33は切替制御回路30
の上記指示を受けて、このときのA/D変換器32の出
力を記憶し、記憶したディジタル信号を出力する。この
ディジタル信号はD/A変換器34によりアナログ信号
へ戻され電圧制御発振器17へ出力される。電圧制御発
振器17はD/A変換器34により与えられた入力電圧
に応じた周波数で発振を行い、この信号を出力する。こ
れ以降において、切替制御回路30がセレクタ13を制
御して基準クロックCK2を選択するまでの間は、上記
でディジタル処理部33に記憶されたディジタルデータ
が用いられて、電圧制御発振器17による発振が行われ
る。
【0025】また、基準クロックCK2を選択した後に
切替回路31を元に戻す際には位相検出回路42にて検
出した位相差が所定値となったタイミングで切替制御回
路30から切替回路31を制御する。即ち、基準クロッ
クCK2を選択して切替回路31を切り戻すまでの間は
位相検出回路42へ到来する2つのクロックの位相差は
変化している。この変化において位相差がPLLの常態
における位相差に近付いたときに切替回路31を元に戻
すことにより急激な出力変動を抑制することができる。
【0026】この第1の実施の形態によると、A/D変
換器32、D/A変換器34が、通常動作時にPLLル
ープに入らないので、これらの動作速度が遅くてもルー
プ内遅延等の影響が生じない。逆に言うと、A/D変換
器32、D/A変換器34を動作速度の遅い安価な小型
のものとすることができる。
【0027】次に、第2の実施の形態を説明する。この
第2の実施の形態に係るホールド機能付きPLL回路が
図2に示されている。この第2の実施の形態では、ルー
プフィルタとして可変利得形の増幅器を含む可変利得ル
ープフィルタ41を用いると共に、セレクタ13から出
力される基準クロック(CK1、CK2)と分周回路1
8の出力との位相差を検出して切替制御回路40へ送出
する位相検出回路42を設けている。セレクタ13から
出力される基準クロック(CK1、CK2)は位相検出
回路42を介して位相比較回路15へ到る。
【0028】この回路においては、当初において切替制
御回路30は、基準クロックCK1をセレクタ13によ
り選択しており、その後入力断検出回路11により基準
クロックCK1の入力断が検出され、切替回路31がD
/A変換器34の出力を選択して動作が行われるまで
は、第1の実施の形態と同じ動作が行われる。切替回路
31がD/A変換器34の出力を選択して動作している
ホールド状態から切替制御回路40がセレクタ13を制
御して基準クロックCK2を選択する際には、図3に示
されるような制御が行われる。
【0029】切替制御回路40がセレクタ13を切り替
えて基準クロックCK2を選択し、かつ切替回路31を
ループフィルタ16側へ切り換えるとき(t1)におい
て(またはt1となる前のホールド状態において)、切
替制御回路40の制御により利得可変ループフィルタ4
1の利得が小さくされる。そして、切替制御回路40は
位相検出回路42の出力により位相差をモニタして位相
差が小さくなるにつれて利得可変ループフィルタ41の
利得を徐々に大きくし、位相差がゼロまたは所定値とな
ると(t2)、利得可変ループフィルタ41の利得を所
定の利得(第1の実施の形態のループフィルタ16の利
得)に固定する。
【0030】このように動作がなされることから、セレ
クタ13を切り替えて基準クロックCK2を選択し、か
つ切替回路31をループフィルタ16側へ切り換えると
きに、ループフィルタの利得が大きくて出力にオーバシ
ュートとアンダーシュートが生じ、安定するまでに時間
を要するという不具合を回避できる。
【0031】
【発明の効果】以上説明したように本発明に係るホール
ドオーバ機能付きPLL回路によれば、ループフィルタ
の出力を直接に電圧制御発振器へ与える経路と、A/D
変換器の出力を記憶した記憶手段の出力がD/A変換器
を介して電圧制御発振器へ与えられる経路とを設けて、
通常時とホールドオーバのための経路の切替えを行うよ
うにしているので、ホールドオーバのための回路として
ループ内遅延等の影響を考慮する必要がなく、従来より
も低速で小型で安価なものを用いて構成することができ
る。
【0032】また、本発明に係るホールドオーバ機能付
きPLL回路によれば、ループフィルタに可変利得ルー
プフィルタを採用し、D/A変換器の出力からループフ
ィルタの出力へ切り替える際に、分周回路の出力と第1
の選択手段の出力との位相差を検出する位相検出回路の
検出結果である位相差に基づき可変利得ループフィルタ
の利得制御を行うので、切り替え時の安定動作が確保さ
れる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るホールド機能付きPLL回路の第
1の実施の形態を示す図。
【図2】本発明に係るホールド機能付きPLL回路の第
2の実施の形態を示す図。
【図3】第2の実施の形態の動作を説明するためのタイ
ムチャート。
【図4】本発明が適用される国際間SDHネットワーク
の構成を示す図。
【図5】図4の各ノードの詳細構成を示す図。
【図6】従来のホールド機能付きPLL回路を示す図。
【符号の説明】
11、12 入力断検出回路 13 セレク
タ 15 位相比較回路 16 ループ
フィルタ 17 電圧制御発振器 18分周回路 30、40 切替制御回路 31 切替回
路 32 A/D変換器 33 ディジ
タル処理部 34 D/A変換器 41 可変利
得ループフィルタ 42 位相検出回路
フロントページの続き Fターム(参考) 5J106 AA04 CC01 CC21 CC41 CC52 DD09 DD33 DD35 DD36 EE06 GG07 GG12 HH04 HH10 KK12 KK38 5K028 AA07 AA14 BB08 KK01 NN33 PP04 PP17 QQ01 5K047 AA11 AA16 BB02 BB17 CC02 GG07 GG11 KK05 KK13 KK17 KK18 MM24 MM33 MM44 MM45 MM46 MM50 MM53 MM55 MM60 MM63

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数の基準クロックを受けてそれぞれの
    入力断を検出する入力断検出回路と、 前記複数の基準クロックのいずれかを選択してPLL回
    路の位相比較回路へ出力する第1の選択手段と、 前記位相比較回路の出力を受けて平滑化を行うループフ
    ィルタと、 このループフィルタの出力を受けてディジタル変換を行
    うA/D変換器と、 このA/D変換器の出力を記憶し、出力する記憶手段
    と、 この記憶手段に対し記憶の指示を与える指示手段と、 前記記憶手段の出力をアナログ信号へ変換するD/A変
    換器と、 前記ループフィルタの出力と前記D/A変換器の出力と
    のいずれか一方を選択する第2の選択手段と、 前記第2の選択手段を介して到来する前記ループフィル
    タの出力電圧に応じた周波数の信号を出力する電圧制御
    発振器と、 この電圧制御発振器の出力を分周して前記位相比較回路
    へ出力する分周回路と、 前記第1の選択手段の出力と前記分周回路の出力の位相
    差を検出する位相検出回路と、 前記入力断検出回路の検出結果と前記位相検出回路の検
    出結果に基づき前記第1の選択手段及び前記第2の選択
    手段の選択動作を制御する制御手段とを具備することを
    特徴とするホールドオーバ機能付きPLL回路。
  2. 【請求項2】 複数の基準クロックを受けてそれぞれの
    入力断を検出する入力断検出回路と、 前記複数の基準クロックのいずれかを選択してPLL回
    路の位相比較回路へ出力する第1の選択手段と、 前記位相比較回路の出力を受けて平滑化を行う可変利得
    ループフィルタと、 この可変利得ループフィルタの出力を受けてディジタル
    変換を行うA/D変換器と、 このA/D変換器の出力を記憶し、出力する記憶手段
    と、 前記記憶手段の出力をアナログ信号へ変換するD/A変
    換器と、 前記可変利得ループフィルタの出力と前記D/A変換器
    の出力とのいずれか一方を選択する第2の選択手段と、 前記第2の選択手段を介して到来する前記可変利得ルー
    プフィルタの出力電圧に応じた周波数の信号を出力する
    電圧制御発振器と、 この電圧制御発振器の出力を分周して前記位相比較回路
    へ出力する分周回路と、 前記分周回路の出力と前記第1の選択手段の出力との位
    相差を検出する位相検出回路と、 前記第2の選択手段により前記D/A変換器の出力から
    前記可変利得ループフィルタの出力へ切り替える際に、
    前記位相検出回路により検出された位相差に基づき前記
    可変利得ループフィルタの利得制御を行う利得制御手段
    と、 前記入力断検出回路の検出結果と、前記第1の選択手段
    の出力と前記位相検出回路により検出された位相差に基
    づき前記第1の選択手段及び前記第2の選択手段の選択
    動作を制御する制御手段とを具備することを特徴とする
    ホールドオーバ機能付きPLL回路。
  3. 【請求項3】 前記第2の選択回路は、サンプル・ホー
    ルド回路により構成されていることを特徴とする請求項
    1または2に記載のホールドオーバ機能付きPLL回
    路。
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