JP2002111485A - デジタル位相比較器 - Google Patents

デジタル位相比較器

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JP2002111485A
JP2002111485A JP2000299779A JP2000299779A JP2002111485A JP 2002111485 A JP2002111485 A JP 2002111485A JP 2000299779 A JP2000299779 A JP 2000299779A JP 2000299779 A JP2000299779 A JP 2000299779A JP 2002111485 A JP2002111485 A JP 2002111485A
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JP
Japan
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clock
phase comparator
phase difference
output
digital
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Pending
Application number
JP2000299779A
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English (en)
Inventor
Sachiko Nishitani
幸子 西谷
Masanori Harui
正徳 春井
Yoshihisa Fujimori
佳久 藤森
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 デジタル位相比較器の測定精度を向上する。 【解決手段】 第1の入力信号の基準点から、第2の入
力信号の基準点までの位相差を検出するアナログ位相比
較器1と、周波数可変のクロック発振器2と、クロック
発振器2にジッターを加えるジッター発生器4と、アナ
ログ位相比較器1の出力とクロック発振器2の出力クロ
ックとを入力とし、アナログ位相比較器1の出力がアク
ティブな期間のみ前記クロックでカウントするデジタル
カウンタ3とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、2つの入力信号の
位相差を検出するデジタル位相比較器に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】2つの入力信号の位相差を検出するの
に、2つの入力信号のアナログ位相差をクロックでカウ
ントし、デジタル位相差出力とするデジタル位相比較器
が知られている。
【0003】図3は従来のデジタル位相比較器のブロッ
ク図を示すものである。図3において、1はアナログ位
相比較器で、第1の入力信号の基準点から第2の入力信
号の基準点までの位相差eを検出する。5はクロック発
振器である。3はデジタルカウンタで、アナログ位相比
較器1の位相差eと、クロック発振器5で発生されたク
ロックnとを入力とし、アナログ位相比較器1がアクテ
ィブな期間だけクロックnでカウントアップし、そのカ
ウント値をデジタル位相差pとして出力するように構成
されている。
【0004】以上のように構成されたデジタル位相比較
器について、図4を用いてその動作について説明する。
図4は図3の動作の例を示す説明図であり、aは、第1
の入力信号で、アナログ位相比較器1に入力される。b
は、第2の入力信号で、アナログ位相比較器1に入力さ
れる。eは、第1の入力信号aの基準点から、第2の入
力信号bの基準点までの位相差であり、アナログ位相比
較器1から出力される。nは、クロック信号で、デジタ
ルカウンタ3でカウントアップに用いられる。
【0005】次に、信号の流れに沿って動作を説明す
る。アナログ位相比較器1より第1の入力信号aの基準
点から、第2の入力信号bの基準点までの位相差eを検
出しパルス波として出力する。アナログ位相比較器1よ
り出力された位相差eを、クロック発振器5より発生さ
れるクロックnでカウントアップし、そのカウント値を
デジタルカウンタ3よりデジタル位相差pとして出力す
る。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】このようなデジタル位
相比較器においては、位相差出力の精度は、カウントに
用いるクロックの周波数に依存し、位相差が定常的であ
る場合、測定時間にも依存する。 図5は図3のクロッ
ク周波数および測定時間と位相差測定精度の説明図であ
る。図5(a)は図3のクロック周波数とデジタル位相
差測定精度の説明図である。図5(a)よりカウント値
pに対して、アナログ位相比較器1の出力は最大ema
x、最小eminであり得る。従ってカウントに用いる
クロックの周波数をfとすると、emaxとeminの
差Δ=2×(1/f)であり、デジタル位相比較器の位
相差出力精度は、アナログ位相比較器1の位相差出力を
カウントするクロックの周波数に依存する。
【0007】図5(b)は図3の測定時間とデジタル位
相差測定精度の説明図である。図5(b)より、位相差
が定常的である場合、デジタル位相差出力であるカウン
ト値p1、p2は、測定時間t1と測定時間t2に比例
し、 p2=t2/t1 ×p1 測定時間がt1の場合のデジタル位相差出力値に対する
位相誤差の割合は、 Δ/デジタル位相誤差出力値p1=Δ/p1 測定時間がt2の場合のデジタル位相差出力値に対する
位相誤差の割合は、 Δ/デジタル位相誤差出力値p2=Δ/p2=Δ/(t
2/t1×p1) 従って、デジタル位相誤差出力精度は、測定時間にも依
存する。
【0008】また、クロック発生器として周波数可変の
クロック発振器を用いる場合、発振器の出力クロックn
が位相比較対象である第1の入力信号a、あるいは第2
の入力信号b、あるいは位相差eと同期することがあり
同期した場合、測定精度が低下する。
【0009】図6に図3のクロック同期と位相差測定精
度の説明図を示す。
【0010】アナログ位相比較器1の出力する位相差e
3をカウントするクロックnが、位相比較対象の信号と
同期すると、図6に示すように、クロックnが位相比較
対象信号に同期した場合のデジタル位相差p4(=2
4)と、同期していない場合のデジタル位相差p3(=
18)には、同じアナログ位相比較器1の位相差e3を
カウントしているにもかかわらず差が現れる。つまり、
アナログ位相比較器1の位相差出力をカウントするクロ
ックが位相比較対象の信号と同期すると、周波数に依存
して発生するデジタル位相差の誤差Δが、測定時間t中
のアナログ位相比較器1の位相差出力がアクティブな時
間のカウント値(p3)に依存せず、アナログ位相比較
器1の位相差出力の各パルス幅(p4/8)に依存す
る。
【0011】同期していない場合の測定値p3に対する
誤差Δ3の割合は、 Δ3/p3=Δ/p3 同期している場合の測定値p4に対する誤差Δ4の割合
は、 Δ4/p4=Δ/(p4/8) つまり、クロックnが位相比較対象の信号に同期する
と、測定値に対する誤差の割合が、アナログ位相比較器
1の位相差出力のパルス幅に依存して、測定時間に依存
しなくなるので、測定時間を長くしても、測定値に対す
る誤差の割合が減少しない。それゆえ、アナログ位相差
出力のパルス幅に対して、パルス幅をカウントするクロ
ックの周波数が低い場合は特に、デジタル位相誤差測定
精度が低下する。
【0012】本発明は、上記従来の問題点を改善し、測
定精度を向上したデジタル位相比較器を提供することを
目的としてなされたものである。
【0013】
【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明のデジタル位相比較器は、第1の入力信号の基
準点から、第2の入力信号の基準点までの位相差を検出
するアナログ位相比較器と、周波数可変のクロック発振
器と、前記クロック発振器にジッターを加えるジッター
発生器と、前記アナログ位相比較器の出力と前記クロッ
ク発振器の出力クロックとを入力とし、前記アナログ位
相比較器の出力がアクティブな期間のみ前記クロックで
カウントするデジタルカウンタとを備えた構成としたも
のである。
【0014】これにより、前記クロック発振器にジッタ
ーを加えることで、前記クロック発振器の出力クロック
が位相比較対象の信号と同期することを防止することが
でき、位相差の測定精度が低下することを防止する効果
が得られる。また、ジッターを前記クロック発振器に加
えることで、不要輻射のピーキングが鈍り、不要輻射を
低減する効果がが得られる。
【0015】
【発明の実施の形態】本発明の請求項1に記載の発明
は、第1の入力信号の基準点から、第2の入力信号の基
準点までの位相差を検出するアナログ位相比較器と、周
波数可変のクロック発振器と、前記クロック発振器にジ
ッターを加えるジッター発生器と、前記アナログ位相比
較器の出力と前記クロック発振器の出力クロックとを入
力とし、前記アナログ位相比較器の出力がアクティブな
期間のみ前記クロックでカウントするデジタルカウンタ
とを備えたことを特徴とするデジタル位相比較器とした
ものであり、前記クロック発振器にジッターを加えるこ
とで、前記クロック発振器の出力クロックが位相比較対
象の信号と同期することを防止することができ、位相差
の測定精度が低下することを防止する効果が得られる。
また、ジッターを前記クロック発振器に加えることで、
不要輻射のピーキングが鈍り、不要輻射を低減する効果
がが得られる。
【0016】請求項2に記載の発明は、前記クロック発
振器は電圧制御発振器であることを特徴とする請求項1
記載のデジタル位相比較器としたものであり、クロック
の出力クロックが位相比較対象の信号と同期することを
容易に防ぐことができ、高い測定精度を保つことができ
るという効果が得られる。
【0017】請求項3に記載の発明は、前記ジッター発
生器はM系列の乱数発生器であることを特徴とする請求
項2乃至3記載のデジタル位相比較器としたものであ
り、クロック発生器の出力クロックが位相比較対象の信
号と同期することを容易に防ぐことができ、高い測定精
度を保つことができるという効果が得られるとともに、
ランダムなジッターを加えることにより、不要輻射のピ
ーキングが鈍るので、不要輻射を低減する効果が得られ
る。
【0018】以下本発明の実施の形態について、図1か
ら図2を用いて説明する。
【0019】図1は本発明の一実施形態によるデジタル
位相比較器のブロック図である。図1において、図3と
同符号を付したものは同機能のものとしてその説明を省
略する。2は周波数可変クロック発振器としての電圧制
御発振器であり、電圧により発振周波数を変化させるこ
とができるクロック発振器。4はジッター発生器として
のM系列の乱数発生器で、クロック発振器2にランダム
なジッターjを加える。3はデジタルカウンタで、アナ
ログ位相比較器1の位相差eと、クロック発振器2で発
生させたクロックkとを入力とし、アナログ位相比較器
1がアクティブな期間だけクロックkでカウントアップ
し、デジタル位相差値mを出力するよう構成されてい
る。
【0020】以上のように構成されたデジタル位相比較
器について、図2を用いてその動作について説明する。
図2は図1デジタル位相比較器の動作の説明図である。
aは、第1の入力信号、bは、第2の入力信号で、とも
にアナログ位相比較器1に入力される。第1の入力信号
aの基準点から、第2の入力信号bの基準点までの位相
差eをアナログ位相比較器1が検出し出力する。出力さ
れた位相差eはデジタルカウンタ3でクロック発振器2
の出力するクロック信号kによりカウントアップされデ
ジタル位相差mとして出力される。
【0021】クロック発振器2に乱数発生器4よるジッ
タを入力しない場合、図3に示すクロックksごとくク
ロック信号が位相比較対象の信号と同期する場合があ
る。デジタル位相差mは位相差eの各パルス幅に依存
し、測定時間中の位相差eのパルス幅の総和を正しくカ
ウントできなくなる。
【0022】このため、クロック発振器2に、乱数発生
器4よりランダムなジッターjを入力し、クロックkと
位相差eが同期してデジタル位相差mの測定精度が低下
することを防止している。
【0023】次に、信号の流れに沿って動作を説明す
る。アナログ位相比較器1より第1の入力信号aの基準
点から、第2の入力信号bの基準点までの位相差eを検
出しパルス波として出力する。乱数発生器4より、クロ
ック発振器2に、ランダムジッターjを加える。ここ
で、ジッターjを加える事で、クロック発振器2より発
生されたクロックが、位相比較対象の信号と同期するの
を防いでいる。
【0024】アナログ位相比較器1の位相差eを、クロ
ック発振器2より発生されたクロックkでカウントアッ
プした値を、デジタルカウンタ3よりデジタル位相差m
として出力する。
【0025】以上のように本実施形態によれば、周波数
可変のクロック発振器2に、ジッター発生器としてのM
系列の乱数発生器4より、ランダムなジッターを加える
ことで、クロック発振器2の出力クロックが位相比較対
象の信号と同期することを防止することができ、デジタ
ル位相差mの測定精度が低下することを防止する効果が
得られる。
【0026】また、不要輻射のクロックkによるピーキ
ングスペクトラムを鈍らせることができ、不要輻射を低
減する効果が得られる。
【0027】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、ジッター
発生器により発生させたジッターを加えた周波数可変の
クロック発振器の出力クロックで、アナログ位相比較器
が検出した第1の入力信号と第2の入力信号の位相差を
カウントアップすることにより、前記クロック発振器の
出力クロックが位相比較対象の信号と同期して測定精度
が低下することを防止するという効果が得られるととも
に、ジッターを前記クロック発振器に加えることで、不
要輻射のピーキングが鈍り、不要輻射を低減する効果が
得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態によるデジタル位相比較
器のブロック図
【図2】図1デジタル位相比較器の動作の説明図
【図3】従来のデジタル位相比較器のブロック図
【図4】図3の動作の例を示す説明図
【図5】図3のクロック周波数および測定時間と位相差
測定精度の説明図
【図6】図3のクロック同期と位相差測定精度の説明図
【符号の説明】
1 アナログ位相比較器 2 クロック発振器 3 デジタルカウンタ 4 乱数発生器 5 クロック発振器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藤森 佳久 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Fターム(参考) 5J022 AA00 BA01 CE05 CF01 5J039 JJ07 JJ15 JJ20 KK01 KK20 KK23 MM16 5J106 CC00 CC03 CC21 CC25 DD17 JJ02 KK26

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 第1の入力信号の基準点から、第2の入
    力信号の基準点までの位相差を検出するアナログ位相比
    較器と、周波数可変のクロック発振器と、前記クロック
    発振器にジッターを加えるジッター発生器と、前記アナ
    ログ位相比較器の出力と前記クロック発振器の出力クロ
    ックとを入力とし、前記アナログ位相比較器の出力がア
    クティブな期間のみ前記クロックでカウントするデジタ
    ルカウンタとを備えたことを特徴とするデジタル位相比
    較器。
  2. 【請求項2】 前記クロック発振器は電圧制御発振器で
    あることを特徴とする請求項1記載のデジタル位相比較
    器。
  3. 【請求項3】 前記ジッター発生器はM系列の乱数発生
    器であることを特徴とする請求項2乃至3記載のデジタ
    ル位相比較器。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7183810B2 (en) 2004-07-27 2007-02-27 Samsung Electronics Co., Ltd. Circuit and method for detecting phase
JP2018163030A (ja) * 2017-03-24 2018-10-18 セイコーエプソン株式会社 時間デジタル変換器
JP2019191067A (ja) * 2018-04-27 2019-10-31 セイコーエプソン株式会社 カウント値生成回路、物理量センサーモジュール及び構造物監視装置
JP2021089292A (ja) * 2021-02-12 2021-06-10 セイコーエプソン株式会社 時間デジタル変換器

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7183810B2 (en) 2004-07-27 2007-02-27 Samsung Electronics Co., Ltd. Circuit and method for detecting phase
JP2018163030A (ja) * 2017-03-24 2018-10-18 セイコーエプソン株式会社 時間デジタル変換器
JP2019191067A (ja) * 2018-04-27 2019-10-31 セイコーエプソン株式会社 カウント値生成回路、物理量センサーモジュール及び構造物監視装置
JP7043959B2 (ja) 2018-04-27 2022-03-30 セイコーエプソン株式会社 カウント値生成回路、物理量センサーモジュール及び構造物監視装置
JP2021089292A (ja) * 2021-02-12 2021-06-10 セイコーエプソン株式会社 時間デジタル変換器
JP7044184B2 (ja) 2021-02-12 2022-03-30 セイコーエプソン株式会社 時間デジタル変換器

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